CN206834277U - 卷绕式电芯 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种卷绕式电芯，其包括：第一极片，具有第一集流体以及涂覆在第一集流体表面上的第一活性物质层，且第一集流体在头部具有未涂覆第一活性物质层的第一内空白区；第二极片，具有第二集流体以及涂覆在第二集流体表面上的第二活性物质层，且第二集流体在头部具有未涂覆第二活性物质层的第二内空白区；隔离膜，设置在第一极片和第二极片之间，并与第一极片和第二极片卷绕在一起；第一极耳，与第一集流体固定电连接；第二极耳，与第二集流体固定电连接。其中，第二内空白区具有主体部，设置于第一内空白区的外侧，且主体部与第一内空白区沿厚度方向彼此完全重叠；隔离膜头部的卷绕起始段在厚度方向上不与第一极耳和第二极耳重叠。

Description

卷绕式电芯
技术领域
本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种卷绕式电芯。
背景技术
随着锂离子电芯商业化的发展，市场对其能量密度的要求越来越高。参照图1，在常规的卷绕式电芯中，隔离膜3的卷绕起始段31需要空卷较大的长度，并与第一极耳4和第二极耳5在厚度上叠加，不但造成隔离膜的浪费，而且增加电芯厚度从而降低电芯的能量密度。同时，电芯因意外发生内短路时(例如外部锋利的导体刺穿电芯)，热量容易集中在电芯的内部，导致电芯升温过快而***。
实用新型内容
鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种卷绕式电芯，其能提高卷绕式电芯的能量密度和安全性能。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种卷绕式电芯，其包括：第一极片，具有第一集流体以及涂覆在第一集流体表面上的第一活性物质层，且第一集流体在头部具有未涂覆第一活性物质层的第一内空白区；第二极片，具有第二集流体以及涂覆在第二集流体表面上的第二活性物质层，且第二集流体在头部具有未涂覆第二活性物质层的第二内空白区；隔离膜，设置在第一极片和第二极片之间，并与第一极片和第二极片卷绕在一起；第一极耳，与第一集流体固定电连接；以及第二极耳，与第二集流体固定电连接。其中，第二内空白区具有主体部，设置于第一内空白区的外侧，且主体部与第一内空白区沿厚度方向彼此完全重叠；且隔离膜头部的卷绕起始段在厚度方向上不与第一极耳和第二极耳重叠。
本实用新型的有益效果如下：
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，由于第二内空白区的主体部与第一内空白区沿厚度方向彼此完全重叠，因此当卷绕式电芯发生内短路时，第一内空白区更容易与主体部短路，产生较小的热量，且产生的热量能够沿着导热性较好的第一集流体和第二集流体快速传输和释放，避免着火和***，提高卷绕式电芯的安全性能。同时，隔离膜头部的卷绕起始段在厚度方向上不与第一极耳和第二极耳重叠，所以与现有技术相比，隔离膜的卷绕起始段无大长度回卷，且不会与第一极耳和第二极耳的厚度叠加，从而降低卷绕式电芯的整体厚度，提高卷绕式电芯的能量密度。
附图说明
图1为现有技术的卷绕式电芯的示意图；
图2至图8为根据本实用新型的卷绕式电芯的不同实施例的示意图；
图9为根据本实用新型的卷绕式电芯与包装袋装配前的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1第一极片 3隔离膜
11第一集流体 31卷绕起始段
111第一内空白区 4第一极耳
1111自由端 5第二极耳
112第一外空白区 M主体部
12第一活性物质层 F回折部
2第二极片 T厚度方向
21第二集流体 L长度方向
211第二内空白区 W宽度方向
212第二外空白区 G胶带
22第二活性物质层 P包装袋
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本实用新型的卷绕式电芯。
参照图2至图9，根据本实用新型的卷绕式电芯包括：第一极片1，具有第一集流体11以及涂覆在第一集流体11表面上的第一活性物质层12，且第一集流体11在头部具有未涂覆第一活性物质层12的第一内空白区111；第二极片2，具有第二集流体21以及涂覆在第二集流体21表面上的第二活性物质层22，且第二集流体21在头部具有未涂覆第二活性物质层22的第二内空白区211；隔离膜3，设置在第一极片1和第二极片2之间，并与第一极片1和第二极片2卷绕在一起；第一极耳4，与第一集流体11固定电连接；以及第二极耳5，与第二集流体21固定电连接。其中，第二内空白区211具有主体部M，设置于第一内空白区111的外侧，且主体部M与第一内空白区111沿厚度方向T彼此完全重叠；且隔离膜3头部的卷绕起始段31在厚度方向T上不与第一极耳4和第二极耳5重叠。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，由于第二内空白区211的主体部M与第一内空白区111沿厚度方向T彼此完全重叠，因此当卷绕式电芯发生内短路时(例如外部锋利的导体刺穿卷绕式电芯)，第一内空白区111更容易与主体部M短路，产生较小的热量，且产生的热量能够沿着导热性较好的第一集流体11和第二集流体21(通常由金属箔材制成，导热性好)快速传输和释放，避免着火和***，提高卷绕式电芯的安全性能。同时，由于隔离膜3头部的卷绕起始段31在厚度方向T上不与第一极耳4和第二极耳5重叠，所以与现有技术相比，隔离膜3的卷绕起始段31无大长度回卷，且不会与第一极耳4和第二极耳5的厚度叠加，从而降低卷绕式电芯的整体厚度，提高卷绕式电芯的能量密度。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，参照图2至图8，“隔离膜3头部的卷绕起始段31”是指隔离膜3在卷绕起始时超出第一内空白区111的自由端1111的部分，该部分由两层隔离膜组成。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，参照图5至图8，第二内空白区211还具有回折部F，与主体部M相连并回折到主体部M沿厚度方向T的内侧，且第一内空白区111位于主体部M与回折部F之间。由于第一内空白区111沿厚度方向的两侧分别与主体部M和回折部F对应，所以当卷绕式电芯发生内短路时(例如外部锋利的导体刺穿卷绕式电芯)，主体部M和回折部F形成双层保护，使得第一内空白区111更容易第二内空白区211(主体部M和/或回折部F)短路，同时提高散热的效率，避免着火和***，提高卷绕式电芯的安全性能。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，参照图2至图8，第一极耳4与第一集流体11的第一内空白区111固定电连接，第二极耳5与第二集流体21的主体部M固定电连接。在一实施例中，参照图2至图6，第二极耳5在长度方向L上位于第一极耳4的外侧；在一实施例中，参照图7，第一极耳4在长度方向L上位于第二极耳5的外侧。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，参照图2、图3和图5，隔离膜3超出第一内空白区111的自由端1111的卷绕起始段31沿长度方向L延伸。隔离膜3的卷绕起始段31位于第一极耳4和第二极耳5沿长度方向L的外侧。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，参照图4、图6至图8，隔离膜3的卷绕起始段31的至少一部分回折到自身沿厚度方向T的内侧，且回折的部分夹持在第一内空白区111与回折部F之间。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，参照图5和图6，回折部F与第一内空白区111在厚度方向T上部分重叠；优选地，参照图7和图8，回折部F与第一内空白区111在厚度方向T上完全重叠。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，第一极片1为负极极片，第二极片2为正极极片。对应地，第一集流体11为负极集流体，由铜箔制成，第一活性物质层12为负极活性物质层，具体可为碳和硅中的至少一种；第二集流体21为正极集流体，由铝箔制成，第二活性物质层22为正极活性物质层，具体可以为钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂中的至少一种。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2、图4及图6，第二集流体21在尾部具有未涂覆第二活性物质层22的第二外空白区212；第二集流体21的第二外空白区212位于所述卷绕式电芯的最外侧且至少卷绕半圈。也就是说，所述卷绕式电芯在卷绕成形后以第二外空白区212收尾。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的另一实施例中，参照图7，第一集流体11在尾部具有未涂覆第一活性物质层12的第一外空白区112，且第一外空白区112至少卷绕一圈；第二集流体21在尾部具有未涂覆第二活性物质层22的第二外空白区212，且第二外空白区212卷绕在第一外空白区112的外侧。当卷绕式电芯发生内短路时(例如外部锋利的导体刺穿卷绕式电芯)，第二外空白区212优先与第一外空白区112短路，产生较小的热量，且产生的热量能够沿着导热性较好的第一集流体11和第二集流体21(通常由金属箔材制成，导热性好)快速传输和释放，避免着火和***，提高卷绕式电芯的安全性能。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的还一实施例中，参照图3，第二集流体21在尾部具有未涂覆第二活性物质层22的第二外空白区212；在所述卷绕式电芯的最外侧，一部分为第二集流体21的第二外空白区212，一部分为隔离膜3。由于，所述卷绕式电芯在收尾的最外侧设置一部分隔离膜3，从而增加所述卷绕式电芯外侧面和包装袋P(参照图9，包装袋P用于封装所述卷绕式电芯以形成电池)之间的摩擦力，有利于改善电池的抗跌性能。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的再一实施例中，参照图5，第二集流体21在尾部具有未涂覆第二活性物质层22的第二外空白区212；第二外空白区212卷绕在第一集流体11的最外圈的外侧，且第一集流体11的最外圈与第二外空白区212相对的表面未涂覆第一活性物质层12。由于第二外空白区212与第一集流体11的最外圈未涂覆第一活性物质层12的表面相对，所以当卷绕式电芯发生内短路时，第二集流体21的第二外空白区212优先与第一集流体11的最外圈的未涂覆第一活性物质层12的表面短路，产生较小的热量，且产生的热量能够沿着导热性较好的第一集流体11和第二集流体21(通常由金属箔材制成，导热性好)向外散发，避免着火和***，提高卷绕式电芯的安全性能。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的又一实施例中，参照图8，所述卷绕式电芯的最外侧为一圈隔离膜3。为了进一步提高所述卷绕式电芯和包装袋P之间的摩擦力，隔离膜3在所述卷绕式电芯的外周卷绕一圈，从而最大限度的增加了所述卷绕式电芯和包装袋P间的摩擦力，有利于改善电池抗跌落性能。优选地，卷绕到卷绕式电芯的最外侧的隔离膜3为一层。
在这里补充的是，前述的未指明方向的“外侧”是指远离卷绕中心的一侧；参照图2至图8给出的方位，前述的“沿长度方向L的外侧”是指图中所示沿长度方向L的右侧。

Claims (10)

1.一种卷绕式电芯，包括：
第一极片(1)，具有第一集流体(11)以及涂覆在第一集流体(11)表面上的第一活性物质层(12)，且第一集流体(11)在头部具有未涂覆第一活性物质层(12)的第一内空白区(111)；
第二极片(2)，具有第二集流体(21)以及涂覆在第二集流体(21)表面上的第二活性物质层(22)，且第二集流体(21)在头部具有未涂覆第二活性物质层(22)的第二内空白区(211)；
隔离膜(3)，设置在第一极片(1)和第二极片(2)之间，并与第一极片(1)和第二极片(2)卷绕在一起；
第一极耳(4)，与第一集流体(11)固定电连接；以及
第二极耳(5)，与第二集流体(21)固定电连接；
其特征在于，
第二内空白区(211)具有主体部(M)，设置于第一内空白区(111)的外侧，且主体部(M)与第一内空白区(111)沿厚度方向(T)彼此完全重叠；
隔离膜(3)头部的卷绕起始段(31)在厚度方向(T)上不与第一极耳(4)和第二极耳(5)重叠。
2.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第二内空白区(211)还具有回折部(F)，与主体部(M)相连并回折到主体部(M)沿厚度方向(T)的内侧，且第一内空白区(111)位于主体部(M)与回折部(F)之间。
3.根据权利要求1或2所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第一极耳(4)与第一集流体(11)的第一内空白区(111)固定电连接，第二极耳(5)与第二集流体(21)的主体部(M)固定电连接；
其中，第一极耳(4)在长度方向(L)上位于第二极耳(5)的外侧；或第二极耳(5)在长度方向(L)上位于第一极耳(4)的外侧。
4.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，
隔离膜(3)超出第一内空白区(111)的自由端(1111)的卷绕起始段(31)沿长度方向(L)延伸；或
隔离膜(3)的卷绕起始段(31)的至少一部分回折到自身沿厚度方向(T)的内侧，且回折的部分夹持在第一内空白区(111)与回折部(F)之间。
5.根据权利要求1或2所述的卷绕式电芯，其特征在于，第一极片(1)为负极极片，第二极片(2)为正极极片。
6.根据权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第二集流体(21)在尾部具有未涂覆第二活性物质层(22)的第二外空白区(212)；
第二集流体(21)的第二外空白区(212)位于所述卷绕式电芯的最外侧且至少卷绕半圈。
7.根据权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第一集流体(11)在尾部具有未涂覆第一活性物质层(12)的第一外空白区(112)，且第一外空白区(112)至少卷绕一圈；
第二集流体(21)在尾部具有未涂覆第二活性物质层(22)的第二外空白区(212)，且第二外空白区(212)卷绕在第一外空白区(112)的外侧。
8.根据权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第二集流体(21)在尾部具有未涂覆第二活性物质层(22)的第二外空白区(212)；
在所述卷绕式电芯的最外侧，一部分为第二集流体(21)的第二外空白区(212)，一部分为隔离膜(3)。
9.根据权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第二集流体(21)在尾部具有未涂覆第二活性物质层(22)的第二外空白区(212)；
第二外空白区(212)卷绕在第一集流体(11)的最外圈的外侧，且第一集流体(11)的最外圈与第二外空白区(212)相对的表面未涂覆第一活性物质层(12)。
10.根据权利要求1或2所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述卷绕式电芯的最外侧为一圈隔离膜(3)。
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