电芯卷绕方法及电芯

文档序号:140379 发布日期:2021-10-22 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 电芯卷绕方法及电芯 (Battery cell winding method and battery cell ) 是由 吴祖钰 易梓琦 张万财 张男 谢斌 于 2021-06-07 设计创作,主要内容包括:本申请涉及储能技术领域,尤其涉及一种电芯卷绕方法及电芯。该方法包括依次叠放第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜,使所述第一隔离膜和所述第二隔离膜在第一方向上的第一端超出所述第一极片和所述第二极片,分别形成第一延长部和第二延长部;将所述第一延长部和所述第二延长部连接;沿所述第一方向将所述第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜卷绕。本申请实施例提供的电芯卷绕方法及电芯不仅能够解决电芯在发生跌落等现象时,导致电芯松动,进而发生隔离膜内折,正负极片发生接触短路的问题,而且还能够解决电芯在卷绕的过程中,隔离膜回缩的问题。(The application relates to the technical field of energy storage, in particular to a battery cell winding method and a battery cell. The method comprises the steps of sequentially stacking a first pole piece, a first isolation film, a second pole piece and a second isolation film, wherein the first ends of the first isolation film and the second isolation film in a first direction exceed the first pole piece and the second pole piece to form a first extension part and a second extension part respectively; connecting the first extension and the second extension; and winding the first pole piece, the first isolation film, the second pole piece and the second isolation film along the first direction. The battery cell winding method and the battery cell provided by the embodiment of the application can solve the problems that when the battery cell falls and the like, the battery cell becomes loose, and then the isolating membrane is folded, and the positive and negative pole pieces are in short circuit contact, and can also solve the problem that the isolating membrane retracts in the winding process of the battery cell.)

电芯卷绕方法及电芯

技术领域

本申请涉及储能装置技术领域,尤其涉及一种电芯卷绕方法及电芯。

背景技术

随着人们环保意识的增强,储能电池越来越多地被应用到各个领域。电池包括多个电池单元,电池单元则包括电芯、顶盖组件和壳体。其中,壳体内部形成容纳腔,用于容纳电芯和电解液。

电芯包括电极单元和极耳,其中,该电极单元包括负极极片、正极极片和隔离膜,其中,隔离膜位于相邻负极极片与正极极片之间,用于隔开负极极片与正极极片。

在上述的电极单元的结构中,隔离膜设置在正、负极极片之间,隔离膜宽度略大于正负极片,超出部分即为隔离膜的延长部。在上述方案中,会存在隔离膜延长部翻折、错位或缩进正负极之间的间隙等问题,由此会导致极片边缘发生正负极接触从而造成正负极短路。

发明内容

本申请提供了一种电芯卷绕方法及电芯,以解决现有技术中由于隔离膜的翻折、错位或缩进正负极之间的间隙导致的电池短路的问题。

本申请提供了一种电芯卷绕方法,其中,包括:

依次叠放第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜,使所述第一隔离膜和所述第二隔离膜在第一方向上的第一端超出所述第一极片和所述第二极片,分别形成第一延长部和第二延长部;

将所述第一延长部和所述第二延长部连接;

沿所述第一方向将所述第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜卷绕。

在一种可能的实施方式中,依次叠放第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜,使所述第一隔离膜和所述第二隔离膜在第一方向上的第一端超出所述第一极片和所述第二极片,分别形成第一延长部和第二延长部,还包括:

依次叠放第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜,使所述第一隔离膜和所述第二隔离膜在第一方向上的第二端超出所述第一极片和所述第二极片,分别形成第三延长部和第四延长部;

将所述第三延长部和所述第四延长部连接。

在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:

依次叠放第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜,使所述第一隔离膜和所述第二隔离膜在第二方向上超出所述第一极片和所述第二极片,分别形成第五延长部和第六延长部;

在沿所述第一方向将所述第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜卷绕之后,所述方法还包括:

将所述第五延长部和所述第六延长部连接在一起。

在一种可能的实施方式中,将所述第五延长部和所述第六延长部连接在一起,具体包括:

将所述第五延长部和所述第六延长部通过热熔的方式连接在一起;或,

将所述第五延长部和所述第六延长部粘接。

在一种可能的实施方式中,所述第一方向为所述第一隔离膜和所述第二隔离膜的长度方向;

所述第二方向为所述第一隔离膜和所述第二隔离膜的宽度方向。

在一种可能的实施方式中,所述第三延长部和所述第四延长部通过热熔的方式连接。

在一种可能的实施方式中,所述第一延长部和所述第二延长部通过热熔的方式连接。

在一种可能的实施方式中,将所述第一延长部和所述第二延长部通过热熔的方式连接具体包括:

利用电阻丝加热刀具对所述第一延长部和所述第二延长部进行裁切,以使所述第一延长部和所述第二延长部通过热熔的方式连接。

在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:

在所述第一极片上形成第一极耳部,且所述第一极耳部形成在靠近所述第一极片在第二方向的第一端;

在所述第二极片上形成第二极耳部,且所述第二极耳部形成在靠近所述第二极片在第二方向的第一端;

在所述第一隔离膜和所述第二隔离膜上对应于所述第一极耳部和所述第二极耳部的位置分别形成避空部。

本申请还提供了一种电芯,其中,包括:

依次叠放并卷绕的第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜;

所述第一隔离膜和所述第二隔离膜在第一方向上的第一端分别具有超出所述第一极片和所述第二极片的第一延长部和第二延长部;

所述第一延长部和所述第二延长部的端部连接在一起。

在一种可能的实施方式中,所述第一隔离膜和所述第二隔离膜在第一方向上的第二端分别具有超出所述第一极片和所述第二极片的第三延长部和第四延长部;

所述第三延长部和所述第四延长部的端部连接在一起。

在一种可能的实施方式中,所述第一隔离膜和所述第二隔离膜在第二方向上分别具有超出所述第一极片和所述第二极片的第五延长部和第六延长部;

所述第五延长部和所述第六延长部的端部连接在一起。

在一种可能的实施方式中,所述第一方向为所述第一隔离膜和所述第二隔离膜的长度方向;

所述第二方向为所述第一隔离膜和所述第二隔离膜的宽度方向。

在一种可能的实施方式中,所述电芯还包括设置在所述第一极片上的第一极耳部,以及设置在所述第二极片上的第二极耳部;

所述第一极耳部形成在靠近所述第一极片在第二方向的第一端;

所述第二极耳部形成在靠近所述第二极片在第二方向的第一端;

所述第一隔离膜和所述第二隔离膜上对应于所述第一极耳部和所述第二极耳部的位置分别形成有避空部。

在一种可能的实施方式中,所述第一延长部的长度大于或等于1mm;所述第二延长部的长度大于或等于1mm。

在一种可能的实施方式中,所述第一延长部的长度为所述电芯内周长的1.5倍;

所述第二延长部的长度为所述电芯外周长的1.75倍。

本申请实施例提供的电芯卷绕方法及电芯,由于第一延长部和第二延长部连接在一起,在卷绕的过程中,第一隔离膜和第二隔离膜不会发生回缩现象,由此避免了第一极片和第二极片发生接触造成短路的问题。本申请实施例提供的电芯卷绕方法不仅能够解决电芯在发生跌落等现象时,导致电芯松动,进而发生隔离膜内折,正负极片发生接触短路的问题,而且还能够解决电芯在卷绕的过程中,隔离膜回缩的问题。

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

为了更清楚地说明本申请

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申请的一些实施方式,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为本申请一种实施例提供的电芯卷绕方法的流程图;

图2为本申请实施例提供的电芯在卷绕前的部分结构示意图;

图3为本申请实施例提供的电芯的结构主剖视图;

图4为图3的A处放大图;

图5为本申请又一种实施例提供的电芯卷绕方法的流程图;

图6为本申请再一种实施例提供的电芯卷绕方法的流程图;

图7为本申请实施例提供的电芯的结构侧剖视图;

图8为通过刀具对第一延长部和第二延长部进行裁切的示意图;

图9为本申请实施例提供的电芯的俯视图。

附图标记:

100-电芯

1-第一极片;

11-第一极耳;

2-第一隔离膜;

21-第一延长部;

22-第三延长部;

23-第五延长部;

24-避空部;

3-第二极片;

31-第二极耳;

311-第二极耳部;

4-第二隔离膜;

41-第二延长部;

42-第四延长部;

43-第六延长部;

5-刀具。

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

下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是,本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本申请实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1至图4所示,本申请实施例提供了一种电芯卷绕方法,该方法包括如下步骤:

S1,依次叠放第一极片1、第一隔离膜2、第二极片3和第二隔离膜4,使第一隔离膜2和第二隔离膜4在第一方向上的第一端超出第一极片1和第二极片3,分别形成第一延长部21和第二延长部41。

上述的第一极片1可以是正极极片,第二极片3为负极极片。也可以第二极片3为正极极片,第一极片1为负极极片。负极极片包括负极集流体(例如铜箔)和涂覆在负极集流体表面的负极活性物质层(例如碳或硅),正极极片包括正极集流体(例如铝箔)和涂覆在正极集流体表面的正极活性物质层(例如三元材料、磷酸铁锂或钴酸锂)。

第一隔离膜2可以完全覆盖第一极片1,第二隔离膜4可以完全覆盖第二极片3。第一隔离膜2在第一方向上的第一端超出第一极片1和第二极片3,形成第一延长部21。第二隔离膜4在第一方向上的第一端超出第一极片1和第二极片3,形成第二延长部41。这样,能够保证第一极片1和第二极片3被隔离开。

上述的第一方向可以是第一隔离膜2和第二隔离膜4在卷绕之前的长度方向X,该长度方向X也是第一隔离膜2和第二隔离膜4在卷绕之后形成的电芯的宽度方向。

S2,将第一延长部21和第二延长部41连接。

具体地,第一延长部21和第二延长部41可以通过热压的方式,也可以通过粘接的方式连接。

S3,沿第一方向将第一极片1、第一隔离膜2、第二极片3和第二隔离膜4卷绕。

该第一方向可以是第一隔离膜2和第二隔离膜4的长度方向X,由于第一延长部21和第二延长部41连接在一起,在卷绕的过程中,第一隔离膜2和第二隔离膜4不会发生回缩现象,由此避免了第一极片1和第二极片3发生接触造成短路的问题。

本申请实施例提供的电芯卷绕方法不仅能够解决电芯在发生跌落等现象时,导致电芯松动,进而发生隔离膜内折,正负极片发生接触短路的问题,而且还能够解决电芯在卷绕的过程中,隔离膜回缩的问题。

如图5所示,并同时参照图3,本申请实施例提供的电芯卷绕方法中,步骤S1还包括:

依次叠放第一极片1、第一隔离膜2、第二极片3和第二隔离膜4,使第一隔离膜2和第二隔离膜4在第一方向上的第二端超出第一极片1和第二极片3,分别形成第三延长部22和第四延长部42。

也就是说,第三延长部22与第一延长部21分别位于第一隔离膜2沿长度方向X的相对的两端。第四延长部42与第二延长部41分别位于第二隔离膜4沿长度方向X的相对的两端。

该电芯卷绕方法还包括:

S4,将第三延长部22和第四延长部42连接。

具体地,第三延长部22和第四延长部42以通过热压的方式,也可以通过粘接的方式连接。

上述步骤S4与步骤S2的顺序不作具体限定。可以先进行步骤S2,也可以先进行步骤S4。

电芯在卷绕成型之前,隔离膜的两端均得到了固定,以防止隔离膜的两端发生回缩。

如图6和图7所示,该电芯卷绕方法中,步骤S1还包括:

依次叠放第一极片1、第一隔离膜2、第二极片3和第二隔离膜4,使第一隔离膜2和第二隔离膜4在第二方向上超出第一极片1和第二极片3,分别形成第五延长部23和第六延长部43。

上述的第二方向可以是第一隔离膜2和第二隔离膜4在卷绕之前的宽度方向Y,该宽度方向Y也是第一隔离膜2和第二隔离膜4在卷绕之后形成的电芯的长度方向。图7所示的实施例中,第二方向为隔离膜卷绕之前的宽度方向Y。

在步骤S3之后,该方法还包括:

S5,将第五延长部23和第六延长部43连接在一起。

第五延长部23和第六延长部43连接后,各层隔离膜的端部被固定在一起,卷绕后的电芯不会向内翻转导致短路的发生。

在一种可能的实施方式中,第五延长部23和第六延长部43通过热熔的方式连接在一起;或,第五延长部23和第六延长部43粘接在一起。

在一种可能的实施方式中,第三延长部22和第四延长部42通过热熔的方式连接。

在一种可能的实施方式中,第一延长部21和第二延长部41通过热熔的方式连接。

如图8所示,在一种可能的实施方式中,将第一延长部21和第二延长部41通过热熔的方式连接具体包括:

利用电阻丝加热刀具5对第一延长部21和第二延长部41进行裁切,以使第一延长部21和第二延长部41通过热熔的方式连接。

在将隔离膜与极片叠置的过程中,第一延长部21和第二延长部41的伸出长度的尺寸会与设定的工艺参数存在误差。在具体实施时,可以将第一延长部21和第二延长部41保留一定的余量,利用电阻丝加热刀具5裁切的过程中,第一延长部21和第二延长部41能够热熔连接在一起,同时还能够保留合适的长度。因此,利用电阻丝加热刀具5对第一延长部21和第二延长部41进行裁切,能够在将二者连接的同时,得到最佳的工艺参数,具有简化工艺的优点。

本实施例中,裁切后第一延长部21的长度和第二延长部41的长度分别大于或等于1mm,由此避免了隔离膜的翻折或错位等问题,而且还占据较小的空间。

请同时参照图2和图9,在一种可能的实施方式中,该方法还包括:

在第一极片1上形成第一极耳部,且第一极耳部形成在靠近第一极片1在第二方向的第一端。

在第二极片3上形成第二极耳部311,且第二极耳部311形成在靠近第二极片3在第二方向的第一端。

在第一隔离膜2和第二隔离膜4上对应于第一极耳部和第二极耳部311的位置分别形成避空部24。

卷绕后,多个第一极耳部连接形成第一极耳11,多个第二极耳部311连接形成第二极耳31。

第一极耳部可以直接在第一极片1上裁切形成,也可以作为单独的部件连接于第一极片1。

第二极耳部311可以直接在第二极片3上裁切形成,也可以作为单独的部件连接于第二极片3。

如图3和图9所示,本申请实施例还提供了一种电芯100,其包括依次叠放并卷绕的第一极片1、第一隔离膜2、第二极片3和第二隔离膜4。

其中,第一隔离膜2和第二隔离膜4在第一方向上的第一端分别具有超出第一极片1和第二极片3的第一延长部21和第二延长部41,第一延长部21和第二延长部41的端部连接在一起。

本申请实施例提供的电芯不仅能够解决电芯在发生跌落等现象时,导致电芯松动,进而发生隔离膜内折,正负极片发生接触短路的问题,而且还能够解决电芯在卷绕的过程中,隔离膜回缩的问题。

在一种可能的实施方式中,第一隔离膜2和第二隔离膜4在第一方向上的第二端分别具有超出第一极片1和第二极片3的第三延长部22和第四延长部42。第三延长部22和第四延长部42的端部连接在一起。

电芯100在卷绕成型之前,隔离膜的两端均得到了固定,以防止隔离膜的两端发生回缩。

在一种可能的实施方式中,第一隔离膜2和第二隔离膜4在第二方向上分别具有超出第一极片1和第二极片3的第五延长部23和第六延长部43。第五延长部23和第六延长部43的端部连接在一起。

第五延长部23和第六延长部43连接后,各层隔离膜的端部被固定在一起,卷绕后的电芯100不会向内翻转导致短路的发生。

上述第一方向为第一隔离膜2和第二隔离膜4的长度方向(X),第二方向为第一隔离膜2和第二隔离膜4的宽度方向(Y)。

在一种可能的实施方式中,电芯还包括设置在第一极片1上的第一极耳11,以及设置在第二极片3上的第二极耳31。

第一极耳11形成在靠近第一极片1在第二方向的第一端,第二极耳31形成在靠近第二极片3在第二方向的第一端。第一隔离膜2和第二隔离膜4上对应于第一极耳11和第二极耳31的位置分别形成有避空部24。

由于第一极耳11和第二极耳31设置在电芯100的外层,因此在形成电芯100后,能够直接导出到电芯100外,而不必将第一极耳11和第二极耳31弯曲再引出,由此保证了电芯的性能。

在一种可能的实施方式中,第一延长部21的长度大于或等于1mm,第二延长部41的长度大于或等于1mm。

在一种可能的实施方式中,第一延长部21的长度为电芯内周长的1.5倍,所述第二延长部41的长度为电芯外周长的1.75倍。

由于卷绕后第二延长部41位于第一延长部21的外圈,因此设置第二延长部41的长度大于第一延长部21的长度,能够保证隔离膜拉伸的均匀性。

以上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。

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