CN216719989U - 一种全极耳卷芯贴胶结构和电芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种全极耳卷芯贴胶结构和电芯，其中，全极耳卷芯贴胶结构包括：卷芯具有中心轴，卷芯包括第一极片、第二极片和位于第一极片与第二极片之间的第一隔膜；第一极片包括第一活性区和与第一活性区连接的第一极耳区，第二极片包括第二活性区和与第二活性区连接的第二极耳区，第一极耳区位于第一活性区沿所述中心轴的一侧，第二极耳区位于第二活性区沿中心轴的另一侧；第一胶带，绕中心轴环绕设置在第二活性区与第一极耳区交界处并覆盖部分第二活性区和部分第一极耳区。本实用新型的全极耳卷芯贴胶结构，能减小第一活性区与第二活性区之间的距离，避免第二活性区的侧部边缘与电解液接触，从而提高了可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种全极耳卷芯贴胶结构。
背景技术
近年来，动力电池技术迎来了飞速发展，在不断追求续航能力的同时，人们对其功率性能也提出了更高的要求。优秀的功率特性则要求锂离子在正负极之间具有快速的反复脱嵌能力。为了达到更好的功率特性，在电芯的实际制造过程中，一方面可通过适当减小极片涂覆厚度，选取更薄的隔离膜，离子电导率更大的电解液，改善导电网络等方式来实现锂离子快速的传输能力；另一方面可在电芯卷绕过程中适当增加卷绕张力、卷绕收尾处贴胶，调整卷芯热压的热压参数，极耳处超声波焊接，软包电池还可使用夹具增加夹具力等方式减小正负极极片间的间隙，使得锂离子在极片间的传输距离缩短，降低液相扩散阻力，实现锂离子的快速迁移。
全极耳卷芯是一种重要的卷芯结构，全极耳卷芯内阻小，发热少，不需要复杂的冷却***。
然而，现有技术的全极耳卷芯贴胶结构可靠性较差。
实用新型内容
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的卷芯的可靠性较差的问题，从而提供一种全极耳卷芯贴胶结构和电芯。
本实用新型提供一种全极耳卷芯贴胶结构，包括：
卷芯，所述卷芯具有中心轴，所述卷芯包括第一极片、第二极片和位于所述第一极片与所述第二极片之间的第一隔膜，所述第一极片、所述第一隔膜和所述第二极片相互层叠并绕所述中心轴卷绕以形成所述卷芯，所述第二极片位于所述第一极片的外侧，且所述第二极片覆盖所述第一极片；
所述第一极片包括第一活性区和与所述第一活性区连接的第一极耳区，所述第二极片包括第二活性区和与所述第二活性区连接的第二极耳区，所述第一极耳区位于所述第一活性区沿所述中心轴的一侧，所述第二极耳区位于所述第二活性区沿所述中心轴的另一侧；
第一胶带，绕所述中心轴环绕设置在所述第二活性区与所述第一极耳区交界处并覆盖部分所述第二活性区和部分所述第一极耳区。
可选的，所述第二活性区在所述第一极耳区的一侧具有沿所述中心轴方向超出所述第一活性区的外延区，所述外延区覆盖部分所述第一极耳区，所述第一胶带至少覆盖部分所述外延区。
可选的，所述第一胶带的环绕圈数大于或等于1，且所述第一胶带的环绕圈数小于或等于3。
可选的，所述第一胶带包括第一柔性基膜和位于所述第一柔性基膜的一侧表面的第一粘附膜；所述第一粘附膜位于所述第一柔性基膜和所述卷芯之间。
可选的，所述第一柔性基膜包括聚丙烯基膜，所述第一粘附膜包括丙烯酸类粘附膜。
可选的，其特征在于，所述第一胶带沿着所述卷芯的中心轴方向上的宽度为12mm-15mm；
所述第一胶带沿着所述卷芯的中心轴方向上覆盖所述第一极耳区的宽度为2mm-5mm。
可选的，所述全极耳卷芯贴胶结构还包括：第二隔膜，所述第二隔膜绕所述中心轴环绕包裹在所述卷芯的外表面上，所述第一胶带绕所述中心轴环绕覆盖部分所述第二隔膜，且所述第一胶带与所述第二隔膜接触。
可选的，所述全极耳卷芯贴胶结构还包括：第二胶带，所述第二胶带覆盖所述第二隔膜在所述卷芯的外表面上的收尾位置。
可选的，所述第二胶带包括第二柔性基膜和位于所述第二柔性基膜的一侧表面的第二粘附膜，所述第二粘附膜位于所述第二柔性基膜和所述第二隔膜之间。
本实用新型还提供一种电芯，包括本实用新型的全极耳卷芯贴胶结构。
本实用新型技术方案，具有如下优点：
本实用新型技术方案提供的全极耳卷芯贴胶结构，在第二活性区与第一极耳区的交界处设置第一胶带，第一胶带的设置增加了卷芯绕卷的束缚力，减小了第一活性区与第二活性区之间的距离，缩短了导电离子如锂离子的传输路径，减小了导电离子的扩散阻力，从而解决了因第一极片与第二极片局部距离过大导致电池充电后导电离子嵌入负极不足的问题；其次，第一胶带包裹第二活性区远离第二极耳区的侧部边缘，避免第二活性区远离第二极耳区的侧部边缘直接与卷芯外的电解液直接接触，从而避免全极耳卷芯贴胶结构在极端使用中电解液对第二活性区的冲刷导致的掉料问题，尤其是在外延区掉料的问题。综上，提高了全极耳卷芯贴胶结构的可靠性。
本实用新型技术方案提供的电芯，包括本实用新型的全极耳卷芯贴胶结构，由于全极耳卷芯贴胶结构的可靠性提高，因此电芯的可靠性提高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中缺陷示意图；
图2至图5为本实用新型的全极耳卷芯贴胶结构中各膜层展开后的示意图；
图6为本实用新型的全极耳卷芯贴胶结构的主视图；
图7为本实用新型的全极耳卷芯贴胶结构的对应图6的右视图；
图8为现有技术的电芯在第一测试条件下测试后第二极片的界面图；
图9为本申请的电芯在第一测试条件下测试后第二极片的界面图；
图10为现有技术的电芯在第二测试条件下测试后第二极片的界面图；
图11为本申请的电芯在第二测试条件下测试后第二极片的界面图。
附图标记说明：
600-掉料区；500-中心轴；100-第一极片；200-第二极片；302-第一隔膜；301-第二隔膜；101-第一活性区；102-第一极耳区；201-第二活性区；202-第二极耳区；401-第一胶带；402-第二胶带。
具体实施方式
经过发明人研究发现：工艺上对于全极耳卷芯一般采用横向贴收尾胶来完成卷芯的卷绕，但由于卷芯外圈相较于内圈，其所受的束缚或张力相对较小，容易在特定区域形成较大的极片间间隙。由于该间隙的存在，一方面使得锂离子的传输路径增加，扩散阻力增大，导致电池充电后该特定区域的负极常常出现嵌锂不足，表现为较大面积的黑斑或紫斑等界面不良现象，影响了电池正常的容量发挥。此外，在注液过程或电池的跌落安全性实验中，游离电解液易从该间隙渗入，从而对极片或隔膜产生不利冲击，有时造成隔膜受冲击出现破损，负极极片边缘粉料掉落等恶劣现象，如图1所示，掉料区600为负极极片边缘粉料掉落后的区域。综上，上述的全极耳卷芯的可靠性较差。
本实用新型提供了一种全极耳卷芯贴胶结构，提高了全极耳卷芯贴胶结构的可靠性。
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实用新型一实施例提供了一种全极耳卷芯贴胶结构，结合参考图2至图7，包括：
卷芯，所述卷芯具有中心轴500，所述卷芯包括第一极片100、第二极片200和位于所述第一极片100与所述第二极片200之间的第一隔膜302，所述第一隔膜302和所述第二极片200相互层叠并绕所述中心轴500卷绕以形成所述卷芯，所述第二极片200位于所述第一极片100的外侧，且所述第二极片200覆盖所述第一极片100；
所述第一极片100包括第一活性区101和与所述第一活性区101连接的第一极耳区102，所述第二极片200包括第二活性区201和与所述第二活性区201连接的第二极耳区202，所述第一极耳区102位于所述第一活性区101沿所述中心轴500的一侧，所述第二极耳区202位于所述第一活性区101和第二活性区201沿所述中心轴500的另一侧；
第一胶带401(参考图6和7)，环绕设置在所述第二活性区201与所述第一极耳区102交界处并覆盖部分所述第二活性区201和部分所述第一极耳区102。
所述第二活性区201在所述第一极耳区102的一侧具有沿所述中心轴500方向超出所述第一活性区101的外延区，所述外延区覆盖部分所述第一极耳区102，所述第一胶带401至少覆盖部分所述外延区。
在一个实施例中，所述第一胶带401的环绕圈数大于或等于1且小于或等于3。若绕卷圈数小于1，第一胶带401无法封闭环绕部分所述第一极耳区102，对卷芯的保护效果降低；若卷绕圈数大于等于3，所述卷芯被第一胶带缠绕的区域的直径或周长过大，使卷芯的有效体积降低，同时对卷芯入壳造成不利影响。
所述第一胶带401包括第一柔性基膜和位于所述第一柔性基膜的一侧表面的第一粘附膜；所述第一粘附膜位于所述第一柔性基膜和所述卷芯之间。
在一个实施例中，所述第一柔性基膜包括聚丙烯基膜，所述第一粘附膜包括丙烯酸类粘附膜。
在一个实施例中，所述第一胶带401沿着所述卷芯的中心轴500方向上的宽度为12mm-15mm，例如：12mm、13mm、14mm或15mm。若第一胶带401沿着所述卷芯的中心轴500方向上的宽度小于12mm，覆盖效果差，对卷芯绕卷的束缚力的增加变小，解决第二极片活性区远离第二极耳区的一端掉料的问题的效果降低；第一胶带401沿着所述卷芯的中心轴500方向上的宽度大于15mm，造成对原材料的浪费。
在一个实施例中，所述第一胶带401沿着所述卷芯的中心轴500方向上覆盖所述第一极耳区102的宽度为2mm-5mm，例如2mm、3mm、4mm或5mm。若第一胶带401覆盖第一极耳区102的宽度小于2mm，第一极耳区部区域容易出现起胶的情况，从而使第二活性区远离第二极耳区的侧部边缘直接与卷芯外的电解液接触，在卷芯极端使用中电解液在对第二活性区远离第二极耳区的一端活性物质有可能被冲刷导致掉料；若第一胶带401覆盖第一极耳区102大于5mm，会造成对原材料的浪费。
所述卷芯还包括：第二隔膜301(参考图5)，所述第二隔膜301绕所述中心轴500环绕包裹在所述卷芯的外表面上，所述第一胶带401绕所述中心轴环绕覆盖部分所述第二隔膜301，且所述第一胶带401与所述第二隔膜301接触。
参考图6，全极耳卷芯贴胶结构还包括：第二胶带402，所述第二胶带，所述第二胶带402覆盖所述第二隔膜301的收尾位置。
所述第二胶带402包括第二柔性基膜和位于所述第二柔性基膜的一侧表面的第二粘附膜，所述第二粘附膜位于所述第二柔性基膜和所述第二隔膜之间。
在一个实施例中，所述第二柔性基膜包括聚丙烯基膜，所述第二粘附膜包括丙烯酸类粘附膜。
本实用新型另一实施例还提供一种电芯，包括本实用新型的全极耳卷芯贴胶结构，由于全极耳卷芯贴胶结构的可靠性提高，因此电芯的可靠性提高。所述电芯还包括外壳，所述外壳***述全极耳卷芯贴胶结构。
本申请的电芯中的全极耳卷芯贴胶结构包括第一胶带401和第二胶带402。现有技术中的电芯中的全极耳卷芯贴胶结构具有第二胶带而不具有第一胶带。
在第一测试条件下测试本申请的电芯和现有技术的电芯，第一测试条件包括：对电芯进行恒流放电至下限电压后再恒流-恒压充电至上限电压，之后将电芯静置6h以消除内部极化。
在第一测试条件下测试后，对电芯进行拆解，观察电芯的第二极片的界面情况。图8为现有技术的电芯在第一测试条件下测试后观察的第二极片的界面缺陷，可以明显的看出有较大区域的黑斑，并黑斑有向中心扩散的趋势。图9为本申请的电芯在第一测试条件下测试后观察的第二极片的界面，可以看出本申请第二极片未出现黑斑，整体无异常。
在第二测试条件下测试本申请的电芯和现有技术的电芯，第二测试条件包括：对电芯进行恒流放电至下限电压后再恒流-恒压充电至上限电压，之后将电芯静置6h以消除内部极化，之后进行电芯自由跌落实验，跌落高度为1m，卷芯中心轴垂直于地面，电芯第一极耳区一端面向地面。
在第二测试条件下测试后，对电芯进行拆解，观察电芯的第二极片的界面情况。图10为现有技术的电芯在第二测试条件下测试后观察的第二极片的界面缺陷，可以明显的看出有较大区域的黑斑，第二极片活性区远离第二极耳区的一端出现明显的掉料现象。图11为本申请的电芯在第二测试条件下测试后观察的第二极片的界面，可以看出本申请第二极片未出现黑斑和掉料现象，整体无异常。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，包括：
卷芯，所述卷芯具有中心轴，所述卷芯包括第一极片、第二极片和位于所述第一极片与所述第二极片之间的第一隔膜，所述第一极片、所述第一隔膜和所述第二极片相互层叠并绕所述中心轴卷绕以形成所述卷芯，所述第二极片位于所述第一极片的外侧，且所述第二极片覆盖所述第一极片；
所述第一极片包括第一活性区和与所述第一活性区连接的第一极耳区，所述第二极片包括第二活性区和与所述第二活性区连接的第二极耳区，所述第一极耳区位于所述第一活性区沿所述中心轴的一侧，所述第二极耳区位于所述第二活性区沿所述中心轴的另一侧；
第一胶带，绕所述中心轴环绕设置在所述第二活性区与所述第一极耳区交界处并覆盖部分所述第二活性区和部分所述第一极耳区。
2.根据权利要求1所述的全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，所述第二活性区在所述第一极耳区的一侧具有沿所述中心轴方向超出所述第一活性区的外延区，所述外延区覆盖部分所述第一极耳区，所述第一胶带至少覆盖部分所述外延区。
3.根据权利要求1所述的全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，所述第一胶带的环绕圈数大于或等于1，且所述第一胶带的环绕圈数小于或等于3。
4.根据权利要求1所述的全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，所述第一胶带包括第一柔性基膜和位于所述第一柔性基膜的一侧表面的第一粘附膜；所述第一粘附膜位于所述第一柔性基膜和所述卷芯之间。
5.根据权利要求4所述的全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，所述第一柔性基膜包括聚丙烯基膜，所述第一粘附膜包括丙烯酸类粘附膜。
6.根据权利要求1所述的全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，所述第一胶带沿着所述卷芯的中心轴方向上的宽度为12mm-15mm；
所述第一胶带沿着所述卷芯的中心轴方向上覆盖所述第一极耳区的宽度为2mm-5mm。
7.根据权利要求1所述的全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，所述全极耳卷芯贴胶结构还包括：
第二隔膜，所述第二隔膜绕所述中心轴环绕包裹在所述卷芯的外表面上，所述第一胶带绕所述中心轴环绕覆盖部分所述第二隔膜，且所述第一胶带与所述第二隔膜接触。
8.根据权利要求7所述的全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，所述全极耳卷芯贴胶结构还包括：第二胶带，所述第二胶带覆盖所述第二隔膜在所述卷芯的外表面上的收尾位置。
9.根据权利要求8所述的全极耳卷芯贴胶结构，其特征在于，所述第二胶带包括第二柔性基膜和位于所述第二柔性基膜的一侧表面的第二粘附膜，所述第二粘附膜位于所述第二柔性基膜和所述第二隔膜之间。
10.一种电芯，其特征在于，包括：权利要求1至9任意一项所述的全极耳卷芯贴胶结构。
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Cited By (1)
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| CN115692863A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-02-03 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 电芯的结构与包胶方法、电池单体、储能装置及用电设备 |
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| CN115692863A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-02-03 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 电芯的结构与包胶方法、电池单体、储能装置及用电设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518000 1-2 Floor, Building A, Xinwangda Industrial Park, No. 18 Tangjianan Road, Gongming Street, Guangming New District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Xinwangda Power Technology Co.,Ltd. Address before: 518107 1-2 Floor, Building A, Xinwangda Industrial Park, No. 18 Tangjianan Road, Gongming Street, Guangming New District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: SUNWODA ELECTRIC VEHICLE BATTERY Co.,Ltd. |