一种卷绕式电芯及电池的制作方法

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1.本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种卷绕式电芯及电池。

背景技术：

2.随着电子信息技术的发展，消费者对于电子产品的需求越来越大，穿戴类的电子产品如蓝牙耳机、电子手表等，由于体积小、携带方便且使用便利，受到了越来越多消费者的喜爱。穿戴类的电子产品因为体积的限制，电源通常采用能量密度高、体积小的锂离子电池，此类锂离子电池结构多为卷绕式结构。
3.然而，现有卷绕式结构的锂离子电池在卷绕生产时设置较高的卷绕张力，厚窄型及高张力生产的电池在后续生产过程中容易发生变形。

技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于，解决电池因卷绕张力过大而导致在加工制作过程中容易发生变形的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种卷绕式电芯，采用了如下所述的技术方案：
6.该卷绕式电芯包括：
7.第一极片；
8.第二极片；
9.隔膜，所述隔膜设置在所述第一极片与所述第二极片之间；
10.其中，所述卷绕式电芯还包括绝缘件，于所述第一极片和所述隔膜之间，所述绝缘件设置在所述第一极片上，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片依次堆叠卷绕以构成所述卷绕式电芯。
11.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述绝缘件包括粘结层和设置有多孔结构的柔性体，所述粘结层设置在所述柔性体的一侧，所述柔性体通过所述粘结层设置在所述第一极片上。
12.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述绝缘件的厚度小于500μm。
13.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述绝缘件设置于所述第一极片、所述隔膜与所述第二极片堆叠卷绕形成的圆弧区域内。
14.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述卷绕式电芯还包括内圈，所述内圈位于所述卷绕式电芯的卷绕起点圈，所述第一极片包括正极片和正极耳，所述正极耳设置在所述正极片的一端，所述正极耳位于所述内圈；
15.所述第二极片包括负极耳和负极片，所述负极耳设置在所述负极片的一端，所述负极耳位于所述内圈。
16.进一步地，在一些实施例的优选方案中，于所述内圈中，所述正极耳与所述负极耳位于同一侧。
17.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述正极片包括第一集流体和第一涂层，所述第一集流体的相对两面上均涂敷有活性材料，以形成所述第一涂层。
18.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述第一集流体上设置有粉料区与空箔区，所述第一涂层设置在所述粉料区中，所述空箔区设置在所述第一集流体的两端；所述正极耳设置在所述第一集流体的其中一端的所述空箔区内。
19.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述负极片包括第二集流体和第二涂层，所述第二集流体的相对两面上均涂敷有活性材料，以形成所述第二涂层。
20.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供一种电池，采用如下所述的技术方案：所述电池包括上述的卷绕式电芯。
21.与现有技术相比，本实用新型实施例提供的卷绕式电芯及电池主要有以下有益效果：
22.该卷绕式电芯通过第一极片、隔膜、第二极片依次堆叠卷绕构成，其中，卷绕式电芯还包括设置在第一极片上的绝缘件，且绝缘件位于隔膜与第一极片之间，使得卷绕式电芯在卷绕过程中可以在电芯的宽度方向上预留一定的间隙，从而在卷绕式电芯的后续生产过程中，第一极片和第二极片膨胀产生的应力可以通过绝缘件的设置位置释放，以改善卷绕式电芯在加工制作中的变形情况，降低卷绕式电芯的卷绕包覆不良率，继而使得可以采用较大的卷绕张力生产电池，既保证了电池的生产效率，也可以解决电池在加工制作过程中因卷绕张力过大而发生变形的问题。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。其中：
24.图1是本实用新型一个实施例中卷绕式电芯的平面剖切图；
25.图2是图1中卷绕式电芯的绝缘件的立体结构示意图；
26.图3是图1中卷绕式电芯的正极片的平面示意图；
27.图4是图1中卷绕式电芯的负极片的部分平面示意图。
28.附图中的标号如下：
29.100、卷绕式电芯；
30.1、第一极片；11、正极片；111、第一集流体；1111、粉料区；1112、空箔区；112、第一涂层；12、正极耳；
31.2、第二极片；21、负极片；211、第二集流体；212、第二涂层；22、负极耳；
32.3、隔膜；
33.4、绝缘件；41、粘结层；42、柔性体；
34.5、内圈。
具体实施方式
35.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的
技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
36.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
38.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
39.本实用新型实施例提供一种卷绕式电芯100，如图1所示，该卷绕式电芯100包括第一极片1、第二极片2、隔膜3和绝缘件4，其中，隔膜3和绝缘件4均设置在第一极片1和第二极片2之间，隔膜3用于将第一极片1和第二极片2分隔开，避免第一极片1和第二极片2在电池(图未示)充放电过程中的工作性能受到影响；于第一极片1和隔膜3之间，绝缘件4设置在第一极片1上，以在第一极片1和隔膜3之间形成有间隙，使得在电池充放电的过程中，卷绕式电芯100在卷绕结构中可以通过上述的间隙释放产生的内应力，从而可以解决电池在制作过程中发生变形的问题。
40.具体地，在本实施例中，在电池的充放电过程中，卷绕式电芯100中第一极片1和第二极片2因膨胀产生的内应力在电池厚度方向可以自由释放，但因为卷绕式电芯100中卷绕结构的特点结构设计，第一极片1和第二极片2产生的内应力在电池宽度的两端方向中无法得到释放，只能通过电池的宽度两端沿电池厚度方向释放，因此容易导致电池变形。而绝缘件4的设置，使得在卷绕式电芯100的卷绕结构中，电池的宽度方向上可以预留一定的膨胀空间，以供第一极片1和第二极片2释放在卷绕式电芯100在后续的生产过程中产生的内应力，从而降低卷绕包覆的不良率，解决卷绕式电芯100在生产制作过程中容易发生变形的问题。
41.可以理解地，绝缘件4设置在电池第一极片1和第二极片2之间时，绝缘件4位于第一极片1和隔膜3之间，绝缘件4的具体位置可以根据卷绕式电芯100的具体生产条件进行确定。
42.综上，相比现有技术，该卷绕式电芯100至少具有以下有益效果：该卷绕式电芯100在第一极片1和第二极片2之间设置有绝缘件4，使得该卷绕式电芯100在卷绕宽度方向上可以预留一定的间隙，利于在卷绕式电芯100的加工制作过程，第一极片1和第二极片2因膨胀而产生的应力可以通过绝缘件4的设置位置释放，以改善卷绕式电芯100在加工生产中的变形情况，既保证了电池的生产效率，也有利于解决电池在加工制作过程中因卷绕张力过大
而发生变形的问题。
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图1至图4，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
44.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图1和图2所示，为将绝缘件4设置在第一极片1上，以及增加处在第一极片1和第二极片2之间的绝缘件4的功能，绝缘件4包括粘结层41和设置有多孔结构的柔性体42，其中，粘结层41设置在柔性体42的一侧，柔性体42通过粘结层41设置在第一极片1上，使得柔性体42可以稳定地设置在第一极片1上，利于维持第一极片1与第二极片2之间的间隙，从而利于在卷绕过程中减少第一极片1和第二极片2的变形问题，以降低卷绕式电芯100的卷绕包覆不良率，保证电池的生产效率。
45.此外，在本实施例中，如图2所示，柔性体42具有多孔结构，且柔性体42为绝缘材料，具有电子绝缘性。因此，设置在第一极片1和第二极片2之间的绝缘件4具有耐电解液的性质和柔性体42的多孔结构可以吸附多余的电解液，利于增加卷绕式电芯100中电解液的保有量，使得电池的工作性能可以更好地发挥。特别地，柔性体42优选为海绵，使得设置在第一极片1和第二极片2之间的绝缘件4易于被压缩，以减少对卷绕式电芯100的尺寸的影响。
46.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，为减少绝缘件4对卷绕式电芯100尺寸的影响，绝缘件4的厚度小于500μm，使得卷绕式电芯100的整体尺寸不会受到很大的影响，以避免绝缘件4对卷绕式电芯100的工作性能造成不良的影响，使得卷绕式电芯100工作性能可以正常进行。
47.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图1所示，为更好地改善卷绕式电芯100在卷绕过程中易发生变形的状况，绝缘件4设置于第一极片1、隔膜3与第二极片2堆叠卷绕形成的圆弧区域内。在卷绕式电芯100的卷绕结构中，第一极片1和第二极片2在电池的充放电过程中会膨胀而产生相应的应力，第一极片1和第二极片2的膨胀产生的应力在卷绕式电芯100的厚度方向上易于释放，而在卷绕式电芯100的两端宽度方向上难以得到有效的释放，将绝缘件4设置在卷绕式电芯100的圆弧区域内，利于电池充放电过程中的第一极片1和第二极片2释放在卷绕式电芯100的宽度方向产生的内应力，以避免第一极片1和第二极片2发生变形，保证卷绕式电芯100的生产效率。
48.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图1和图3所示，为提高卷绕式电芯100充放电过程中的安全性，卷绕式电芯100还包括内圈5，内圈5位于卷绕式电芯100的卷绕起点圈处，第一极片1包括正极片11和正极耳12，其中，正极耳12设置在正极片11的一端，正极耳12位于内圈5，便于更好地保护正极片11进行导电工作，同时将正极耳12的位置设置在卷绕式电芯100的内圈5处，利于减少外部环境对正极片11导电能力的影响，也利于提高电池的使用安全性。
49.另外，在本实施例中，如图4所示，为使第二极片2更好地进行导电工作，第二极片2包括负极耳22和负极片21，其中，负极耳22设置在负极片21的一端，负极耳22位于内圈5，使得负极片21可以通过负极耳22与外部的电子元器件进行连接，利于负极片21的导电工作的进行，同时，再如图1所示，负极耳22位于内圈5，利于减少外部环境对负极片21导电工作的影响，也利于提高电池的使用安全性。
50.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图1所示，为进一步增强电池(图未示)的工作性能，于内圈5中，正极耳12与负极耳22位于同一侧，利于促进卷绕式电芯100的导电循环的进行，使得电池可以更好地进行充放电，也即增强了电池的工作性能。
51.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图3所示，为实现正极片11的导电功能，正极片11包括第一集流体111和第一涂层112，其中，第一集流体111的相对两面上均涂敷有活性材料，以形成第一涂层112；第一集流体111具有导电的功能，在第一集流体111的相对两面上设置第一涂层112，可以提高第一集流体111的导电能力，也即增强正极片11的导电能力。
52.具体地，在本实施例中，第一集流体111优选为铝箔，形成第一涂层112的活性材料为常见的正极活性材料。
53.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图3所示，为进一步完善正极片11的导电功能，第一集流体111上设置有粉料区1111与空箔区1112，其中，第一涂层112设置在粉料区1111中，空箔区1112设置在第一集流体111的两端，使得正极片11的结构更为明显，便于对正极片11的功能进行使用；此外，正极耳12设置在第一集流体111的其中一端的空箔区1112内，利于将正极耳12设置在第一集流体111上，从而使得可以保持正极耳12与正极片11的设置位置的稳固性，促进正极片11导电工作的进行。
54.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图4所示，为更好地促进负极片21的导电工作的进行，负极片21包括第二集流体211和第二涂层212，其中，第二集流体211的相对两面上均涂敷有活性材料，以形成第二涂层212，第二涂层212的设置可以增强第二集流体211的导电能力，即可以增强负极片21的导电能力，利于负极片21的导电工作的进行。
55.具体地，第二集流体211优选为铜箔，形成第二涂层212的活性材料为常见的负极活性材料。
56.此外，在本实施例中，如图4所示，第二集流体211上设置有粉料区1111和空箔区1112，第二涂层212设置在粉料区1111内，空箔区1112设置在第二集流体211的端部，且负极耳22设置在第二集流体211的空箔区1112处，利于保持负极耳22和负极片21的设置位置的稳固性，促进负极片21导电工作的进行。
57.基于上述的卷绕式电芯100，本实用新型实施例还提供一种电池(图未示)，其中，该电池包括上述的卷绕式电芯100。
58.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种卷绕式电芯，其特征在于，所述卷绕式电芯包括：第一极片；第二极片；隔膜，所述隔膜设置在所述第一极片与所述第二极片之间；其中，所述卷绕式电芯还包括绝缘件，于所述第一极片和所述隔膜之间，所述绝缘件设置在所述第一极片上，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片依次堆叠卷绕以构成所述卷绕式电芯。2.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述绝缘件包括粘结层和设置有多孔结构的柔性体，所述粘结层设置在所述柔性体的一侧，所述柔性体通过所述粘结层设置在所述第一极片上。3.根据权利要求2所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述绝缘件的厚度小于500μm。4.根据权利要求2所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述绝缘件设置于所述第一极片、所述隔膜与所述第二极片堆叠卷绕形成的圆弧区域内。5.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述卷绕式电芯还包括内圈，所述内圈位于所述卷绕式电芯的卷绕起点圈，所述第一极片包括正极片和正极耳，所述正极耳设置在所述正极片的一端，所述正极耳位于所述内圈；所述第二极片包括负极耳和负极片，所述负极耳设置在所述负极片的一端，所述负极耳位于所述内圈。6.根据权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于，于所述内圈中，所述正极耳与所述负极耳位于同一侧。7.根据权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述正极片包括第一集流体和第一涂层，所述第一集流体的相对两面上均涂敷有活性材料，以形成所述第一涂层。8.根据权利要求7所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述第一集流体上设置有粉料区与空箔区，所述第一涂层设置在所述粉料区中，所述空箔区设置在所述第一集流体的两端；所述正极耳设置在所述第一集流体的其中一端的所述空箔区内。9.根据权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述负极片包括第二集流体和第二涂层，所述第二集流体的相对两面上均涂敷有活性材料，以形成所述第二涂层。10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1至9任一项所述的卷绕式电芯。

技术总结

本实用新型公开一种卷绕式电芯及电池，该卷绕式电芯包括第一极片、第二极片、隔膜和绝缘件，其中，隔膜设置在第一极片和第二极片之间，于第一极片和隔膜之间，绝缘件设置在第一极片上；第一极片、隔膜、第二极片依次堆叠卷绕以构成卷绕式电芯，使得在卷绕式电芯的后续生产过程中，第一极片和第二极片产生的内应力可以通过绝缘件的设置位置释放，以减少电池在生产过程中发生变形的状况。产过程中发生变形的状况。产过程中发生变形的状况。