[實用新型]鋰離子電池及其卷芯結構

有效

• 申請號: 202022129111.6
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN212783563U
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 高沖;程輝;吳德
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 侯玲玲;張印鐸

本實用新型提供了一種鋰離子電池及其卷芯結構，該卷芯結構可以包括：兩個電極層帶，其中，兩個電極層帶其中之一為第一多層結構帶；另一為第二多層結構帶或正極條帶；第一多層結構帶和第二多層結構帶均由正極條帶、負極條帶以及位于正極條帶和負極條帶之間的隔膜帶疊置而成；兩個電極層帶以其縱向延伸相對彼此呈直角定向且交錯折疊到彼此上形成卷芯；以使正極條帶和負極條帶能在卷芯內彼此交錯地間隔。本實用新型提供了一種鋰離子電池及其卷芯結構；其既無需進行切片操作，又能夠有效降低隔膜刺穿的風險，大大提高了卷芯生產效率，且其極耳的個數、位置靈活多樣，可滿足不同需求，可兼容性強。

技術領域

本實用新型涉及一種鋰離子電池及其卷芯結構。

背景技術

現有技術中的鋰離子電池卷芯結構包括卷繞式、疊片式、卷繞疊片式。具體地，卷繞式卷芯結構是將隔膜放置在條狀正極極片和條狀負極極片之間的狀態下進行卷繞成型。疊片式卷芯結構是按著片狀正極極片/片狀隔膜/片狀負極極片的結構進行連續層疊而成。卷繞疊片式卷芯結構是首先將具有預定尺寸的若干個片狀正極極片、片狀雙側涂膠粘性隔膜、片狀負極極片按著粘性隔膜被放置在正、負極極片之間的狀態下進行熱壓處理，得到單體電極組件；然后將單體電極組件按順序依次放置在單側涂膠的帶狀粘性隔膜上進行卷繞而成。

然而，上述卷芯結構存在如下問題：

卷繞式卷芯結構：由于該卷芯的截面是橢圓形，在電池的充放電期間，電極的膨脹和收縮可能會導致電極之間的間隙不均勻，從而造成電池性能下降；雖然卷繞式卷芯適用于圓柱形電池，但當其運用到方形鋁殼電池時，就會出現極片易在彎折處斷裂、電極活性材料脫落、空間利用率低等缺陷；該卷芯正面與側面的張力不一致，會導致內部反應不均勻；同時還有極片較長、電池內阻大，不利于大倍率充放電等缺點。

疊片式卷芯結構：該卷芯的制備過程復雜，需要大量時間和精力來執行順序堆疊過程，不易實現機械化操作，生產效率低；正、負極片均需要通過沖切得到，產生的邊料毛刺易刺穿隔膜，造成電池內部短路，而且沖切后的極片斷面、掉料嚴重，也會影響電池的容量提升等。

卷繞疊片式卷芯結構：從纏繞點開始，單體電極組件之間的間隔沿著卷繞方向逐漸增大，如果單體電極組件在單側涂膠粘性隔膜上的粘結不牢靠的話，卷繞時就會出現相對滑動，從而造成單體電極組件間的間隔紊亂；而且每個單體電極組件需要按著預定的方向排布以保證極片正確的層疊順序，如果單體電極組件的間隔或方向設置錯誤時，都會導致最終的電池性能變差。

因此，有必要提出一種鋰離子電池及其卷芯結構以解決上述問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種鋰離子電池及其卷芯結構；其既無需進行切片操作，又能夠有效降低隔膜刺穿的風險，大大提高了卷芯生產效率，且其極耳的個數、位置靈活多樣，可滿足不同需求，可兼容性強。

本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現：一種鋰離子電池卷芯結構，其包括：兩個電極層帶，其中，兩個所述電極層帶其中之一為第一多層結構帶；另一為第二多層結構帶或正極條帶；所述第一多層結構帶和第二多層結構帶均由所述正極條帶、負極條帶以及位于所述正極條帶和所述負極條帶之間的隔膜帶疊置而成；兩個所述電極層帶以其縱向延伸相對彼此呈直角定向且交錯折疊到彼此上形成卷芯；以使所述正極條帶和所述負極條帶能在所述卷芯內彼此交錯地間隔。

作為一種優選的實施方式，所述第一多層結構帶按照所述隔膜帶/所述負極條帶/所述隔膜帶/所述正極條帶/所述隔膜帶/所述負極條帶/所述隔膜帶的方式疊置；其中，所述正極條帶的條數為n(n為自然數，且n≥0)，則所述負極條帶的條數為n+1，所述隔膜帶的條數為2*(n+1)。

作為一種優選的實施方式，所述第二多層結構帶按照所述正極條帶/所述隔膜帶/所述負極條帶/所述隔膜帶/所述正極條帶的方式疊置；其中，所述負極條帶的條數為m(m為自然數，且m≥0)，所述正極條帶的條數為m+1，所述隔膜帶的條數為2*m。