[發明專利]一種圓柱電池卷芯及其制造方法

在審

• 申請號: 202110706667.3
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113314763A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 王永琛;王正偉;朱華君;劉付召
• 申請（專利權）人: 星恒電源股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0587;H01M10/04;H01M50/538
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

本發明公開了一種圓柱電池卷芯，由正極片、隔膜、負極片和隔膜疊合卷繞而成，所述正極片上設有一正極耳，所述負極片上設有一負極耳，正極耳和負極耳位于同一端面，疊合后的所述正極片的正極耳和所述負極片的負極耳在長度方向上留有間距，使得所述正極片的正極耳與所述負極片的負極耳在卷繞后形成為兩個不重疊的環形結構。本發明通過巧妙的設計解決了正負極極耳交疊現象，杜絕卷芯內短路，大大降低了對設備和環境的要求從而降低工費成本。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池制造領域，具體涉及一種圓柱電池卷芯及其制造方法。

背景技術

圓柱形鋰離子電池采用連續涂布，不使用模切和疊片工藝，所以圓柱電池生產效率高，制造工費低。另外，圓柱電池的在熱脹冷縮、抗震動和電池夾緊束縛方面，有其他電池不可比擬的優點。

中國發明專利申請公布號CN112542641A公開了一種圓柱電池及其制造方法，通過將極耳設置在卷芯的一端面上，在一定程度上能夠降低卷芯的高度，同時可以僅對殼體一端進行開口和封口，降低了圓柱電池的整體重量，在圓柱電池的制造方法上，相較于現有技術中使用全極耳的極片，該發明在工藝上增設了對極片的激光切割，通過激光切割和后續對極耳的焊接揉平工藝的配合，能夠使正負極片卷繞形成的卷芯一端形成正極耳區域、負極耳區域和非極耳區域，將極耳之間的非焊接區域進行省略，降低了卷繞后正負極耳之間接觸的致密性，使后續注入電解液時，能夠加快電解液浸潤正負極片的速率，有效提高圓柱電池的生產效率。理想情況下，完全均一厚度的極片，通過設計在指定位置進行切極耳，可將該極耳卷繞在指定呈半圓形位置，但事實上，該發明對極片厚度一致性要求非常高。極片厚度的偏差導致該發明切出來的極耳不能卷繞在指定的區域內，極耳位置的偏移會導致正負極半圓會有極耳交疊，這樣揉平和焊接極耳的電芯是內短路的。極片的厚度偏差來自于涂布橫向和縱向偏差，輥壓的偏差以及極片卷繞前吸收環境中水分反彈的偏差，為了避免這些偏差首先需要高精度的涂布機，該涂布機具有高精度的模頭和均一的烘干系統，然后還需要高精度的輥壓機和均一的車間環境濕度，同時對正負極原材料也有一定的要求。

有鑒于此，從實際應用出發，急需一種能從原理設計上避免上述問題的方案。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種圓柱電池卷芯及其制造方法，通過巧妙的設計解決了正負極極耳交疊現象，杜絕卷芯內短路，大大降低了對設備和環境的要求從而降低工費成本。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種圓柱電池卷芯，由正極片、隔膜、負極片和隔膜疊合卷繞而成，所述正極片上設有一正極耳，所述負極片上設有一負極耳，

正極耳和負極耳位于同一端面，疊合后的所述正極片的正極耳和所述負極片的負極耳在長度方向上留有間距，使得所述正極片的正極耳與所述負極片的負極耳在卷繞后形成為兩個不重疊的環形結構。

進一步的技術方案中，所述卷芯由正極片、隔膜、負極片和隔膜疊合卷繞而成，其中負極片先于正極片入卷針卷繞，負極片的涂布區域的長度和寬度均大于正極片的涂布區域的長度和寬度，使得負極片的涂布區域將正極片的涂布區域完全覆蓋，負極耳設于負極片的右邊，正極耳設于正極片的左邊，且負極耳的長度小于正極耳的長度，負極耳先于正極耳卷繞，卷繞后負極耳形成內環，正極耳形成外環。

進一步的技術方案中，所述卷芯由正極片、隔膜、負極片和隔膜疊合卷繞而成，其中負極片先于正極片入卷針卷繞，負極片的涂布區域的長度和寬度均大于正極片的涂布區域的長度和寬度，使得負極片的涂布區域將正極片的涂布區域完全覆蓋，負極耳設于負極片的左邊，正極耳設于正極片的右邊，且負極耳的長度大于正極耳的長度，正極耳先于負極耳卷繞，卷繞后正極耳形成內環，負極耳形成外環。

進一步的技術方案中，所述兩個不重疊的環形結構中內環的外圓半徑小于外環的內圓半徑，其中內環和外環區域為極耳區域，內環和外環之外的區域為非極耳區域。

本發明技術方案中，先卷繞的極耳的長度小于后卷繞的極耳的長度。