卷绕式电芯、电池和电子设备

文档序号:1848658 发布日期:2021-11-16 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 卷绕式电芯、电池和电子设备 (Winding type battery cell, battery and electronic equipment ) 是由 袁聪俐 于 2020-04-29 设计创作,主要内容包括:本公开是关于一种卷绕式电芯、电池和电子设备。卷绕式电芯包括正极耳、负极耳和卷绕收尾面,在垂直于所述卷绕收尾朝向所述卷绕式电芯的内部延伸的方向上,所述负极耳位于所述正极耳的左侧,所述卷绕式电芯还包括相对于所述卷绕收尾面设置的安装面,所述安装面用于与收纳所述卷绕式电芯的电池仓的底面适配。(The present disclosure relates to a wound battery cell, a battery, and an electronic apparatus. Coiling formula electricity core includes anodal ear, negative pole ear and coiling end face, is perpendicular to coiling end orientation in the direction that the inside of coiling formula electricity core extends, the negative pole ear is located the left side of anodal ear, coiling formula electricity core still include for the installation face that coiling end face set up, the installation face be used for with accomodate the bottom surface adaptation of the battery compartment of coiling formula electricity core.)

卷绕式电芯、电池和电子设备

技术领域

本公开涉及终端技术领域,尤其涉及一种卷绕式电芯、电池和电子设备。

背景技术

当前,随着科学技术的迅猛发展,各种电子设备所配置的功能也都日趋强大,而随着配置功能的不断扩充与完善,使得电子设备的耗电量也随之增加,因而对电子设备所配置电池的容量提出了新的要求。

所以,为了满足电子设备大功耗的需求,电池的容量越来越大,重量也随之增加,从而如何兼容电池容量和电池与电池仓之间的连接强度逐渐成为了研发人员关注的焦点。

发明内容

本公开提供一种卷绕式电芯、电池和电子设备,以解决相关技术中的不足。

根据本公开实施例的第一方面,提供一种卷绕式电芯,该卷绕式电芯:

包括正极耳、负极耳和卷绕收尾面,在垂直于所述卷绕收尾朝向所述卷绕式电芯的内部延伸的方向上,所述负极耳位于所述正极耳的左侧,所述卷绕式电芯还包括相对于所述卷绕收尾面设置的安装面,所述安装面用于与收纳所述卷绕式电芯的电池仓的底面适配。

可选的,还包括:

正极极片,所述正极极片包括正极卷绕头部,所述正极耳连接于所述正极卷绕头部;

负极极片,所述负极片包括负极卷绕头部,所述负极耳连接于所述负极卷绕头部;

其中,所述负极卷绕头部的末端位于所述正极耳和所述负极耳之间、所述正极卷绕头部的末端位于所述正极耳的远离所述负极卷绕头部的一侧。

可选的,所述正极极片还包括:

第一保护胶层,所述第一保护胶层贴附于所述正极卷绕头部上朝向所述负极卷绕头部设置的表面。

可选的,在所述卷绕式电芯的厚度方向上,所述第一保护胶层的投影与所述负极卷绕头部的投影的一部分重合。

可选的,所述负极极片还包括:

第二保护胶层,所述第二保护胶层贴附于所述负极极片上最靠近所述正极卷绕头部的拐角区域的表面,所述表面朝向所述正极卷绕头部设置。

可选的,在所述卷绕式电芯的厚度方向上,所述第二保护胶层的投影与所述正极卷绕头部的投影的一部分重合。

根据本公开实施例的第二方面,提供一种卷绕式电芯的加工工艺,包括:

分别获取正极极片、负极极片和隔膜;

将正极耳连接至所述正极极片的正极卷绕头部、负极耳连接至所述负极极片的负极卷绕头部;

基于所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间的堆叠方式进行卷绕;

在所述正极极片、所述负极极片和所述隔膜卷绕至少一圈后至预设卷绕收尾面时结束卷绕,其中,在垂直于所述预设卷绕收尾面向所述卷绕式电芯的内部延伸的方向上,所述负极耳位于所述正极耳的左侧。

可选的,基于所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间的堆叠方式进行卷绕,包括:

将所述负极极片的负极卷绕头部设置于所述正极耳和负极耳之间;

将所述正极极片的正极卷绕头部设置于所述正极耳的远离所述负极卷绕头部的一侧。

可选的,所述分别获取正极极片、负极极片和隔膜,包括:

在所述正极卷绕头部上将朝向所述负极卷绕头部设置的表面贴附第一保护胶层。

可选的,所述分别获取正极极片、负极极片和隔膜,包括:

确定所述负极极片上将形成最靠近正极卷绕头部的拐角区域的位置;

在所述位置上将朝向所述正极卷绕头部的表面贴附第二保护胶层。

根据本公开实施例的第三方面,提供一种电池,包括如上述中任一项实施例所述的卷绕式电芯。

根据本公开实施例的第四方面,提供一种电子设备,包括:

设备主体,所述设备主体包括电池仓;

如上述中任一项实施例所述的电池,所述电池包括电芯,所述电芯的安装面靠近于所述电池仓的底面设置;

粘接层,所述粘接层用于粘接所述电池和所述电池仓。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

由上述实施例可知,本公开中的卷绕式电芯在垂直于收尾面朝向内的方向上,负极耳位于正极耳的左侧,从而在旋转180°,以安装面靠近于电池仓的底部安装时,可以调换正极耳和负极耳的相对位置关系,使得正极耳位于负极耳的左侧,适配于当前的通用布置方式,可以避免调整电池保护板的走线,无需增加柔性线路板的长度,而且由于将平整的安装面朝向电池仓的底面设置,有利于提升电池的背胶激活率,提升粘接强度,而且无需增加电芯的厚度,不用牺牲电芯的能量密度。

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和解释性的,并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是相关技术中一种电芯的截面示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种卷绕式电芯的截面图。

图3是根据一示例性实施例示出的另一种卷绕式电芯的截面图。

图4是根据一示例性实施例示出的又一种卷绕式电芯的截面图。

图5是根据一示例性实施例示出的还一种卷绕式电芯的截面图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种卷绕式电芯的加工工艺流程图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图图。

图8是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本公开。在本公开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。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解,尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本公开范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1是相关技术中一种电芯100的截面示意图。如图1所示,该电芯100可以包括正极极片101、负极极片102和隔膜103,该隔膜103位于正极极片101和负极极片102之间。该电芯100还可以包括正极耳104和负极耳105,该正极耳104连接于正极极片101的卷绕首端、负极耳105连接于负极极片102的首端。假定电芯100卷绕若干圈后于图1中所示的下表面进行收尾,即该下表面可以认为是电芯100的收尾面。

在电芯100的收尾面上,局部区域由于多绕了隔膜和正极极片101的基材,所以会导致收尾面不平整,那么直接导致包含该电芯100的电池对应于该收尾面的表面不平整。而在相关技术中,为了适配设备内的现有走线和电路,实现通用化,通常都是以垂直于收尾面向电芯100内部延伸的方向上,“左正右负”的排布方式将配置有该电芯100的电池装配置设备的电池仓内。那么,可以理解的是,当包含电芯100的电池装配至电池仓内时,电芯100的收尾面靠近电池仓的底部设置,而由于收尾面的不平整,会导致用于粘接电池和电池仓的胶带无法完全的贴附到电池仓的低部,背胶激活率降低。

在一相关技术中,基于图1中的卷绕结构,将正极极片101的基材和隔膜103延顺时针方向再卷绕半圈,从而将电芯100的收尾面转移至图1中的上表面,从而能够保证与电池仓进行装配的表面平整。但是,在这一技术方案中,由于隔膜103和正极极片101的基材均多卷绕了半圈,增加了两层隔膜103和一层正极极片101的基材的厚度,牺牲了电芯100容量密度,在相同尺寸下电芯100的电量减少。

为了在提升背胶激活率的同时避免增加电芯100的厚度,在另一相关技术中,将图1中所示的电芯100倒置安装在电池仓中,即将收尾面的相对面靠近于电池仓的低部设置。但是,将电芯100倒置安装时,会调换正极耳104和负极耳105的位置,使之转变成“左负右正”的排布方式,设备为了适配新的正负极布置方式,需要重新设计电池保护的走线,延长极耳与电池保护板之间柔性线路板的长度,增加了电池温升。

所以,基于上述技术方案中存在的技术问题,本公开提出了一种新的电芯结构。图2是根据一示例性实施例示出的一种卷绕式电芯200的结构示意图。如图2所示,该卷绕式电芯200可以包括正极耳1、负极耳2和卷绕收尾面3,在垂直于该卷绕收尾面3朝向卷绕式电芯200的内部延伸的方向上,即在图2中箭头A所示的方向上,假定相关技术中的电芯100和本公开中的卷绕式电芯200的正极耳和负极耳均位于顶部、后以同一角度查看电芯100和卷绕式电芯200,那么可见在相关技术中,负极耳105位于正极耳104的右侧,而在本公开中负极耳2位于正极耳1的左侧,即在键头A所示的方向上,正极耳1和负极耳2以“左负右正”的方式布置。

进一步地,该卷绕式电芯200还可以包括安装面4,该安装面4相对于卷绕收尾面3设置,且该安装面4用于与收纳该卷绕式电芯200的电池仓的底面适配,即在将卷绕式电芯200安装至电池仓内时,可以基于图2中所示的实施例转动180°后,以图3所示的方式向下装配至电池仓,使得安装面4靠近于电池仓的底部设置,从而此时正极耳1和负极耳2的排布方式转变成“左正右负”,适配于当前的通用布置方式,可以避免调整电池保护板的走线,无需增加柔性线路板的长度,而且由于将平整的安装面4朝向电池仓的底面设置,有利于提升电池的背胶激活率,提升粘接强度,而且无需增加电芯的厚度,不用牺牲电芯的能量密度。

在该实施例中,仍以图2、图3所示,该卷绕式电芯200还可以包括正积极片5、负极极片6和隔膜7,该隔膜7设置于正极极片5和负极极片6之间,正极极片5可以包括正极卷绕头部51,正极耳1连接于该正极卷绕头部51;相类似的,负极极片6可以包括负极卷绕头部61,负极耳连接于该负极卷绕头部61,正极卷绕头部51和负极卷绕头部61均位于卷绕式电芯200的内部。其中,负极卷绕头部61的末端位于正极耳1和负极耳2之间,正极卷绕头部51的末端位于正极耳1的远离负极卷绕头部61的一侧,即该正极卷绕头部51可以朝向远离负极卷绕头部61的方向延伸,加大正极卷绕头部51和负极卷绕头部61之间的间隔距离,降低正极卷绕头部51和负极卷绕头部61接触的概率,提升卷绕式电芯200的安全性能。

在一实施例中,如图4所示,该正极极片5还可以包括第一保护胶层52,该第一保护胶层52,该第一保护胶层52可以贴附于正极卷绕头部51上朝向负极卷绕头部61设置的表面,以此可以通过该第一保护胶层52保护负极卷绕头部61。进一步地,如图4所示,在卷绕式电芯200的厚度方向上,第一保护胶层52的投影于负极卷绕头部61的投影的一部分重合,即第一保护胶层52朝向负极卷绕头部61进行延伸,且超过了负极卷绕头部61,确保负极卷绕头部61落入第一保护胶层52的保护范围之内。

举例而言,正极极片5还可以包括基材和涂抹在基材相对表面的正极活性物质。在一些情况下,该相对设置的两个表面涂抹的正极活性物质的长度可以不同,例如,可以是在正极活性物质的涂抹长度较长的表面上对应于正极卷绕头部51设置的区域、贴附该第一保护胶层52。

在另一实施例中,如图5所示,负极极片6还可以包括第二保护胶层62,该第二保护胶层62贴附于负极极片6上最靠近正极卷绕头部51的拐角区域的表面,且该表面朝向正极卷绕头部51设置,从而可以避免该正极卷绕头部51与位于正极卷绕头部51的两侧的负极极片6接触,避免短路。

进一步地,仍以图5所示,在卷绕式电芯200的厚度方向上,该第二保护胶层62的投影与正极卷绕头部51的投影的一部分重合,从而使得该正极卷绕头部51的末端落入第二保护胶层62的保护范围,在卷绕式电芯200受到冲击或者撞击的情况下,降低正极卷绕头部51与负极极片6接触的概率,有利于提升包含该卷绕式电芯200的电池的安全性能。

举例而言,负极极片6还可以包括基材和涂抹在基材相对表面的负极活性物质。在一些情况下,该相对设置的两个表面涂抹的负极活性物质的长度可以不同,例如,可以是在负极活性物质的涂抹长度较短的表面上对应于拐角区域设置的、且朝向正极卷绕头部51设置的表面、贴附该第二保护胶层62。

基于本公开提供的技术方案,如图6所示,还提供一种卷绕式电芯的加工工艺,该加工工艺可以包括以下步骤:

步骤601,分别获取正极极片、负极极片和隔膜。

在该实施例中,该正极极片可以包括正极基材和涂抹在该正极基材上相对设置的一组表面的正极活性材料、负极极片可以包括负极基材和在该负极基材上相对设置的一组表面的负极活性材料。该正极活性材料涂抹于正极基材的中部区域、负极活性材料涂抹于负极基材的中部区域,该正极基材可以包括铝箔,该负极基材可以铜箔,隔膜具有绝缘性质。

在获取正极极片时,还可以在正极卷绕头部上将朝向负极卷绕头部设置的表面贴附第一保护胶层,在卷绕式电芯内,该第一保护胶层位于正极耳和负极耳之间,且在卷绕式电芯的厚度方向上,该第一保护胶层的投影于负极卷绕头部的投影的一部分重合,以避免负极卷绕头部接触到正极极片,该第一保护胶层可以包括一个或者多个,本公开对此并不限制。

相类似的,还可以确定负极极片上将形成最靠近正极卷绕头部的拐角区域的位置,在该位置上将朝向正极卷绕头部的表面贴附第二保护胶层,通过该第二保护胶层对正极卷绕头部进行保护,避免正极卷绕头部接触到负极极片造成短路。其中,在卷绕式电芯的厚度方向上,第二保护胶层的投影与正极卷绕头部的投影的一部分重合,确保正极卷绕头部落入第二保护胶层的保护范围内,确保对正极卷绕头部进行了短路保护。

步骤602,将正极耳连接至正极极片的正极卷绕头部、负极耳连接至负极极片的负极卷绕头部。

步骤603,基于隔膜位于正极极片和负极极片之间的堆叠方式进行卷绕。

在该实施例中,可以通过卷绕设备基于隔膜位于正极极片和负极极片之间的堆叠方式进行卷绕。具体,该卷绕设备可以包括卷针,该卷针可以包括第一槽位和第二槽位,正极耳可以对准第一槽位连接至正极卷绕头部、负极耳可以对准第二槽位连接至负极卷绕头部。以隔膜位于正极极片和负极极片之间的方式卷绕该隔膜、正极极片和负极极片,得到卷绕式电芯。

其中,负极极片的负极卷绕头部设置于正极耳和负极耳之间,正极极片的正极卷绕头部设置于正极耳的远离负极卷绕头部的一侧,即正极卷绕头部的延伸方向远离负极卷绕头部,从而可以在增大正极卷绕头部和负极卷绕头部之间的间隔距离,避免正极卷绕头部和负极卷绕头部接触短路,提升卷绕式电芯的安全性能。

步骤604,在正极极片、负极极片和隔膜卷绕至少一圈后至预设卷绕收尾面时结束卷绕,其中,在垂直于预设卷绕收尾面向所述卷绕式电芯的内部延伸的方向上,负极耳位于所述正极耳的左侧。

在该实施例中,在正极极片、负极极片和隔膜卷绕若干圈后,可以在预设卷绕收尾面上结束卷绕,并且,此时,以垂直预设卷绕收尾面向卷绕式电芯的内部延伸的方向上,负极耳位于正极耳的左侧。从而在将该卷绕式电芯装配至电池仓内时,以与预设卷绕面相对设置得安装面靠近电池仓底面设置的方式,正极耳位于负极耳的左侧,满足现有常规的布置方式,不以牺牲电芯密度的情况下提升电池背胶的激活率。

基于本公开的技术方案,本公开还提供一种如图7所示的电池300,该电池300可以包括卷绕式电芯200和铝塑膜301,该铝塑膜301可以用于封装卷绕式电芯200,实现对卷绕式电芯200的保护。

进一步地,本公开提供一种如图8所示的电子设备400,该电子设备400可以包括电池仓401、粘接层402和电池300,电池300可以通过粘接层402粘接至电池仓401内。该电池300可以包括卷绕式电芯200,且卷绕式电芯的安装面朝向电池仓401的底面设置,即在图8所示实施例中,安装面以朝向粘接层402的方向设置,收尾面与安装面相对设置。于此,安装面的平整度较收尾面高,所以粘接层402的各个位置与电池仓401的底面均可以接触,实现粘接,提高了该粘接层402的激活率,提高电池300的粘接强度。该电子设备300可以包括手机终端、平板终端、可穿戴设备、智能家具、电子阅读器中一种或者多种,本公开对此并不进行限制。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

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