CN205429100U - 锂离子电芯 - Google Patents

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刘洪伟
卞春花
李升高
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Abstract

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种锂离子电芯，包括阳极转接片、阴极转接片以及绕卷电芯，绕卷电芯包括阳极极片、阴极极片、隔离膜、阳极极耳以及阴极极耳，阳极极片、隔离膜以及阴极极片层叠绕卷，其中，隔离膜设置于阳极极片与阴极极片之间，每层阳极极片均设置有阳极极耳，所有阳极极耳层叠设置形成阳极多极耳结构，并与阳极转接片连接，每层阴极极片均设置有阴极极耳，所有阴极极耳层叠设置形成阴极多极耳结构，并与阴极转接片连接，隔离膜的端部具有超出阳极极片以及阴极极片的部分，且该部分围绕绕卷电芯至少一周，并与隔离膜位于内层的部分粘接固定。本申请所提供的锂离子电芯一方面提高了抵抗刺穿的效果，另一方面降低了短路的风险。

Description

锂离子电芯
技术领域
本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种锂离子电芯。
背景技术
在软包动力锂离子电芯的大倍率充放电的过程中，电芯内阻及极片中电流分布是影响电芯充电速率、大倍率放电过程中电芯放出的能量比率、电芯自身产生热量的关键性因素。其中，电芯内阻越小或极片中电流分布越均匀，电芯充电速率越高，大倍率放电过程中电芯放出的能量比率越高，电芯自身产生的热量越低。
而多极耳电芯可以在一定程度上降低电芯内阻和使得极片中的电流分布均匀。另外，多极耳电芯还可以提高电芯自身热量的导出速率，从而达到控制电芯的温度的目的。
目前，多极耳电芯有叠片式和绕卷式两种结构方式。由于叠片电芯在叠片的过程中，阴阳极极片对位困难，且制造成本较高，因此现今大多采用绕卷式的多极耳电芯。
传统的绕卷式的多极耳绕卷电芯一般将阳极极片以及阴极极片绕卷，并且在绕卷时通过隔离膜阻隔在阳极极片与阴极极片之间。隔离膜的尾部通过收尾胶粘在内层上，以保证阳极极片以及阴极极片的尾部不外露。然而，这种绕卷电芯结构由于其最外层仅由一层隔离膜包裹，厚度很薄，一旦被刺穿很容易导致内部的极片与外部部件直接接触而导致短路。
实用新型内容
本申请提供了一种锂离子电芯，能够有效降低极片与外部部件直接接触的概率。
本申请提供了一种锂离子电芯，包括阳极转接片、阴极转接片以及绕卷电芯，
所述绕卷电芯包括阳极极片、阴极极片、隔离膜、阳极极耳以及阴极极耳，
所述阳极极片、所述隔离膜以及所述阴极极片层叠绕卷，其中，所述隔离膜设置于所述阳极极片与所述阴极极片之间，
每层所述阳极极片均设置有所述阳极极耳，所有所述阳极极耳层叠设置形成阳极多极耳结构，并与所述阳极转接片连接，
每层所述阴极极片均设置有所述阴极极耳，所有所述阴极极耳层叠设置形成阴极多极耳结构，并与所述阴极转接片连接，
所述隔离膜的端部具有超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分，且该部分围绕所述绕卷电芯至少一周，并与所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
优选地，所述隔离膜的两端中，位于内侧的端部具有超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分，且该部分围绕所述绕卷电芯至少一周，并与所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
优选地，所述隔离膜的两端中，位于外侧的端部具有超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分，且该部分围绕所述绕卷电芯至少一周，并与所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
优选地，所述隔离膜的两端均具有超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分，且该部分围绕所述绕卷电芯至少一周，并与所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
优选地，所述隔离膜的两端超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分均围绕所述绕卷电芯一周。
优选地，所述隔离膜的端部通过收尾胶粘接固定。
优选地，所述隔离膜的两端中，位于内侧的端部超出位于外侧的端部，且两个端部通过同一块所述收尾胶于所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
优选地，
所述阳极多极耳结构的中部朝所述绕卷电芯的厚度方向弯折形成U形结构，所述阳极转接片的一端所述朝绕卷电芯的厚度方向弯折并伸入所述U形结构的内部，并与所述阳极多极耳结构相连；
和/或
所述阴极多极耳结构的中部朝所述绕卷电芯的厚度方向弯折形成U形结构，所述阴极转接片的一端所述朝绕卷电芯的厚度方向弯折并伸入所述U形结构的内部，并与所述阴极多极耳结构相连。
优选地，
所述阳极转接片的宽度大于所述阳极多极耳结构远离所述阳极极片的一端的宽度；
和/或
所述阴极转接片的宽度大于所述阴极多极耳结构远离所述阴极极片的一端的宽度。
优选地，
所述阳极转接片与所述阳极多极耳结构焊接，
和/或
所述阴极转接片与所述阴极多极耳结构焊接。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的锂离子电芯通过延长隔离膜的端部，并使其围绕绕卷电芯至少一周，能够大幅度提高绕卷电芯表层隔离膜的层数以及厚度，一方面提高了绕卷电芯抵抗刺穿的效果，另一方面，即使发生刺穿现象，较厚的隔离膜层也能够更为有效的阻止绕卷电芯内部的极片与外部部件直接接触，因而降低了短路的风险。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的绕卷电芯的俯视结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的锂离子电芯的侧视结构示意图。
附图标记：
10-阳极转接片；
20-绕卷电芯；
200-阳极极片；
202-阴极极片；
204-隔离膜；
206-阳极极耳；
208-阴极极耳；
26-阳极多极耳结构。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的锂离子电芯的放置状态为参照。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种锂离子电芯，其包括阳极转接片10、阴极转接片(图中未示出)以及绕卷电芯20，除此之外还包括包裹在最外层的铝塑膜。
其中，绕卷电芯20包括阳极极片200、阴极极片202、隔离膜204、阳极极耳206以及阴极极耳208，阳极极片200、隔离膜204以及阴极极片202层叠绕卷，其中，隔离膜204设置于阳极极片200与阴极极片202之间，绕卷完成后，隔离膜204的两端均会位于绕卷电芯20的外层位置。每层阳极极片200均设置有阳极极耳206，所有阳极极耳206层叠设置形成阳极多极耳结构26，并与阳极转接片10连接(参见图2)。同样的，每层阴极极片202均设置有阴极极耳208，所有阴极极耳208层叠设置形成阴极多极耳结构(图中未示出)，并与阴极转接片连接。
在本实施例中，隔离膜204的端部需具有超出阳极极片200以及阴极极片202的部分，且该部分围绕绕卷电芯20至少一周，并与隔离膜20位于内层的部分通过收尾胶(图中未示出)或其它粘接方式粘接固定。这样能够大幅度提高绕卷电芯20表层隔离膜204的层数以及厚度，一方面提高了绕卷电芯20抵抗刺穿的效果，另一方面，即使发生刺穿现象，较厚的隔离膜层也能够更为有效的阻止绕卷电芯20内部的极片与外部部件直接接触，因而降低了短路的风险。
在本实施例中，隔离膜204的两个端部刚刚超出阳极极片200以及阴极极片202时，其中一个端部位于绕卷电芯的最外层，另一个端部则由阳极极片200和阴极极片202之间延伸出，因此会处于另一个端部的内侧。
在这两个端部中，可以将任意一个端部的长度延长并围绕绕卷电芯20。例如，使位于内侧的端部具有超出阳极极片200以及阴极极片202的部分，并将该部分围绕绕卷电芯20至少一周。或者使位于外侧的端部具有超出阳极极片200以及阴极极片202的部分，并将该部分围绕绕卷电芯20至少一周。以上两种方式虽然均可以提高绕卷电芯20外层的隔离膜204的层数，但当环绕周数超过一周(例如两周)时，隔离膜204的两个端部之间会至少间隔一层隔离膜204，因此在采用收尾胶固定处于内层的端部后，这块收尾胶也会被包裹在隔离膜204之内，这就造成了电芯能量密度的下降。
因此，在本实施例中，最好同时使隔离膜204的两端均具有超出阳极极片200以及阴极极片202的部分，并且同时使这两部分围绕绕卷电芯20。这样便可使隔离膜204的两个端部同时处于绕卷电芯20的外侧，而不会被包裹在内，从而在进行粘接固定时不会导致电芯的能量密度降低。一般情况下，隔离膜204的两端同时围绕绕卷电芯20一周便可使绕卷电芯20外层的隔离膜204的层数增加两层，这样便可以满足性能要求。并且，隔离膜204的两端中，位于内侧的端部可以超出位于外侧的端部一些，这样便能够采用同一块收尾胶将这两个端部一起粘接固定在隔离膜204位于内层的部分上。通过这种方式可以减少收尾胶的使用量，提高锂离子电芯的能量密度。
受限于现有的加工工艺，阳极转接片10上存在许多毛刺，并且，阳极转接片10与阳极多极耳结构26之间多采用焊接连接，而在阳极转接片10与阳极多极耳结构26采用焊接的方式固定后还会产生焊点毛刺。这些毛刺可能刺破隔离膜204甚至铝塑膜，从而导致电芯发生短路、漏液等问题。同样的，阴极转接片与阴极多极耳结构在制造和焊接时也存在上述问题。
如图2所示，为了解决这一问题，本实施例中的阳极多极耳结构26的中部朝绕卷电芯20的厚度方向弯折形成U形结构，阳极转接片10的一端朝绕卷电芯20的厚度方向弯折并伸入该U形结构的内部，并与阳极多极耳结构26相连。利用U形结构能够将阳极转接片10与阳极多极耳结构26的连接端进行包夹，从而有效防止那些毛刺接触隔离膜204或者铝塑膜。当然，阴极转接片与阴极多极耳结构之间同样也可以采用这种连接结构以达到相同的技术效果，在此不再赘述。
阳极多极耳结构26远离阳极极片200的一端由于缺少束缚，因此较为容易因外力作用而导致蜗卷、分叉、折叠乃至损坏，因此，在本实施例中阳极转接片10的宽度最好大于阳极多极耳结构26远离阳极极片200的一端的宽度。这样在阳极多极耳结构26与阳极转接片10进行连接时便可使远离阳极极片200的一端全部与阳极转接片10相连，以便依靠阳极转接片10对该端起到保护作用。同样的，阴极转接片与阴极多极耳结构之间依然也可以采用上述结构，在此不再赘述。
本实施例所提供的锂离子电芯一方面提高了抵抗刺穿的效果，另一方面也降低了短路的风险。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电芯，其特征在于，包括阳极转接片、阴极转接片以及绕卷电芯，
所述绕卷电芯包括阳极极片、阴极极片、隔离膜、阳极极耳以及阴极极耳，
所述阳极极片、所述隔离膜以及所述阴极极片层叠绕卷，其中，所述隔离膜设置于所述阳极极片与所述阴极极片之间，
每层所述阳极极片均设置有所述阳极极耳，所有所述阳极极耳层叠设置形成阳极多极耳结构，并与所述阳极转接片连接，
每层所述阴极极片均设置有所述阴极极耳，所有所述阴极极耳层叠设置形成阴极多极耳结构，并与所述阴极转接片连接，
所述隔离膜的端部具有超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分，且该部分围绕所述绕卷电芯至少一周，并与所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
2.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于，所述隔离膜的两端中，位于内侧的端部具有超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分，且该部分围绕所述绕卷电芯至少一周，并与所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
3.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于，所述隔离膜的两端中，位于外侧的端部具有超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分，且该部分围绕所述绕卷电芯至少一周，并与所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
4.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于，所述隔离膜的两端均具有超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分，且该部分围绕所述绕卷电芯至少一周，并与所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
5.根据权利要求4所述的锂离子电芯，其特征在于，所述隔离膜的两端超出所述阳极极片以及所述阴极极片的部分均围绕所述绕卷电芯一周。
6.根据权利要求4所述的锂离子电芯，其特征在于，所述隔离膜的端部通过收尾胶粘接固定。
7.根据权利要求6所述的锂离子电芯，其特征在于，所述隔离膜的两端中，位于内侧的端部超出位于外侧的端部，且两个端部通过同一块所述收尾胶于所述隔离膜位于内层的部分粘接固定。
8.根据权利要求1至5任一项所述的锂离子电芯，其特征在于，
所述阳极多极耳结构的中部朝所述绕卷电芯的厚度方向弯折形成U形结构，所述阳极转接片的一端所述朝绕卷电芯的厚度方向弯折并伸入所述U形结构的内部，并与所述阳极多极耳结构相连；
和/或
所述阴极多极耳结构的中部朝所述绕卷电芯的厚度方向弯折形成U形结构，所述阴极转接片的一端所述朝绕卷电芯的厚度方向弯折并伸入所述U形结构的内部，并与所述阴极多极耳结构相连。
9.根据权利要求8所述的锂离子电芯，其特征在于，
所述阳极转接片的宽度大于所述阳极多极耳结构远离所述阳极极片的一端的宽度；
和/或
所述阴极转接片的宽度大于所述阴极多极耳结构远离所述阴极极片的一端的宽度。
10.根据权利要求1至5任一项所述的锂离子电芯，其特征在于，
所述阳极转接片与所述阳极多极耳结构焊接，
和/或
所述阴极转接片与所述阴极多极耳结构焊接。
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