电池、电池卷芯的制备方法和音频播放设备与流程

1.本技术属于电池技术领域，尤其涉及一种电池、电池卷芯的制备方法和音频播放设备。


背景技术：

2.现有技术中，具有电池和喇叭的音频播放设备，比如无线耳机、无线音箱等，其电池对喇叭会有一定的磁场干扰进而出现噪声，为了解决这一缺陷，目前主要有在电池与喇叭之间增加简易屏蔽措施、在电池与喇叭之前的电路上增加过滤元器件和将电池与喇叭物理间隔(例如，电池与喇叭不同轴或成一定角度)等几种方案。
3.然而，在没有找到电池对喇叭干扰的根本原因、没有从原理上采取有效的对策真正解决磁场干扰问题之前，增加屏蔽措施和过滤元器件会导致成本增加，变更结构堆叠会增加产品的空间尺寸、结构也更加复杂。此外，目前也提出了降低电池对外的磁场强度的方案，但是也存在不足：卷绕电池卷芯的外圈存在正负极片长度不同导致的非对称结构，当电流突变时，正负极片上产生的磁场不能相互抵消，进而导致电池具有较大的磁场辐射。。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种电池、电池卷芯的制备方法和音频播放设备，旨在解决采用传统卷绕方式的电池存在结构复杂且对外有较大的磁场辐射的问题。
5.本技术实施例的第一方面提供了一种电池，包括正极片和负极片，所述正极片和所述负极片卷绕设置，所述正极片包括对称设置的第一部分和第二部分，所述负极片包括对称设置的第三部分和第四部分；充放电时，通过所述第一部分和所述第二部分的电流大小相等、方向相反，通过所述第三部分和所述第四部分的电流大小相等、方向相反；且所述第一部分产生第一磁场，所述第二部分产生第二磁场，所述第三部分产生第三磁场，所述第四部分产生第四磁场，其中，所述第一磁场和所述第二磁场具有相反的极性，所述第三磁场和所述第四磁场具有相反的极性。
6.在其中一个实施例中，所述第一部分和所述第二部分为展开的所述正极片等长对折后形成的两段尾端对齐的极片，所述第三部分和所述第四部分为展开的所述负极片等长对折后形成的两段尾端对齐的极片，所述第一部分插置于所述第三部分和所述第四部分之间且所述第一部分的尾端接近所述负极片的对折弯曲处，所述第三部分插置于所述第一部分和所述第二部分之间且所述第三部分的尾端接近所述正极片的对折弯曲处。
7.在其中一个实施例中，所述第一部分和所述第二部分的长度相等、宽度相等，第三部分和第四部分的长度相等、宽度相等。
8.在其中一个实施例中，所述负极片的对折弯曲处和所述正极片的对折弯曲处不涂敷活性物质材料。
9.在其中一个实施例中，所述第三部分的长度大于所述第一部分的长度，所述第三部分的宽度大于所述第一部分的宽度。
10.在其中一个实施例中，所述卷绕设置是以所述负极片的对折弯曲处、所述第一部分的尾端和所述第二部分的尾端的一端为起点卷绕，或者以所述正极片的对折弯曲处、所述第三部分的尾端和所述第四部分的尾端的一端其中一个为起点卷绕。
11.在其中一个实施例中，还包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳设置于所述第一部分或所述第二部分的尾端，所述负极极耳设置于所述第三部分或所述第四部分的尾端。
12.本技术实施例的第二方面提供了一种电池卷芯的制备方法，
13.将正极片对折形成对称设置的第一部分和第二部分；
14.将负极片对折形成对称设置的第三部分和第四部分；
15.将所述第一部分插置于所述第三部分和所述第四部分之间且所述第一部分的尾端接近所述负极片的对折弯曲处，所述第三部分插置于所述第一部分和所述第二部分之间且所述第三部分的尾端接近所述正极片的对折弯曲处；
16.以所述负极片的对折弯曲处、所述第一部分的尾端和所述第二部分的尾端的一端为起点卷绕，或者以所述正极片的对折弯曲处、所述第三部分的尾端和所述第四部分的尾端的一端为起点卷绕；
17.其中，所述正极片和所述负极片通过隔膜隔开。
18.在其中一个实施例中，所述第一部分和所述第二部分的长度相等、宽度相等，第三部分和第四部分的长度相等、宽度相等。
19.本技术实施例的第三方面提供了一种音频播放设备，包括喇叭以及上述电池。
20.上述电池的正极片包括对称设置的第一部分和第二部分，负极片包括对称设置的第三部分和第四部分，而卷绕设置后，充放电时，对称设置的第一部分和第二部分产生的磁场极性相反，可相互抵消，对称设置的第三部分和第四部分产生的磁场极性相反，也可相互抵消，由此可见，在不增加成本和结构的前提下，通过简单的设置方式使得电池整体的磁场耦合抑制效果比常规电池的磁场抵消效果更佳。
21.另外，将上述电池应用到音频播放设备后，由于电池内部对外磁场得到很好地抑制，可减小电池的对外磁场强度，因此可减小电池对喇叭的干扰，提高音频播放设备的性能。
附图说明
22.图1为电池卷芯的正极片、负极片的结构对比示意图；
23.图2为本技术实施例提供的电池的卷绕结构示意图；
24.图3为本技术实施例一提供的电池的正负极片对折的结构示意图；
25.图4为本技术实施例一提供的电池的正负极片的结构示意图；
26.图5为本技术实施例二提供的电池的正负极片对折的结构示意图；
27.图6为本技术实施例提供的电池的正负极片的结构示意图。
具体实施方式
28.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅
用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
30.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.请参阅图1，一般地，电池包括正极片、负极片和隔膜(图未示)，正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极活性物质材料，负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极活性物质材料，通常情况下，正极集流体采用铝箔，负极集流体采用铜箔。按照正极片、隔膜和负极片的顺序叠加之后，通过卷绕形成卷芯，在卷芯最外层以铜箔或者铝箔收尾，因为电池设计时需要考虑正极片和负极片overhang安全设计，即正极片的宽度w1和负极片的宽度w2存在差异，正极片的长度l1和负极片的长度l2存在差异，所以正极片和负极片尺寸并不是完全相同。
33.在充电和放电过程中，根据电流在正极片和负极片中的方向差异，正极片和负极片的电流产生的磁场方向不同。在单个卷芯中，如果正极片和负极片中的电流方向相同，那么产生的磁场方向相同，磁场会耦合叠加；如果正极片和负极片电流方向相反，产生方向不同的磁场，两者可以相互抵消，但是由于正极片和负极片的宽度和长度不同，单个卷芯中，正极片和负极片不重叠部分区域极片产生的磁场无法抵消，仍然存在磁场。也就是说，在充放电过程中，单个卷芯的磁场并不能完全抵消，总是存在对外的磁场干扰。为此，本技术提出的发明构思中，正极片和负极片对折之后并相互嵌套一部分，形成双层极片卷绕结构，同一极片中存在两种相反的电流方向，同一极片产生的磁场可以完全抵消，因此，电池整体的对外磁场也能得到很好的抑制，不会对外部器件产生干扰。
34.具体地，请参阅图2，本技术实施例提供的电池包括正极片11和负极片12，正极片11和负极片12卷绕设置，正极片11包括对称设置的第一部分112和第二部分114，负极片12包括对称设置的第三部分122和第四部分124；充放电时，通过第一部分112和第二部分114的电流大小相等、方向相反，通过第三部分122和第四部分124的电流大小相等、方向相反；且第一部分112产生第一磁场，第二部分114产生第二磁场，第三部分122产生第三磁场，第四部分124产生第四磁场。其中，“对称设置”是指两个部分彼此接近且在形状上相似。另外，由于正极片11和负极片12由隔膜隔开，对称设置的两个部分不一定直接相邻。
35.其中，在电池充放电时，第一磁场和第二磁场具有相反的极性，正极片11产生的极性相反的两个磁场可以相互抵消，第三磁场和第四磁场具有相反的极性，负极片12产生的极性相反的两个磁场也可以相互抵消。如此，各极片以对称结构抵消自身产生的磁场，整个电池本身产生的磁场将被自身抑制。在本实施例中，即使负极片12的长度、宽度均大于正极
片11的长度、宽度，电池产生的磁场仍然可以显著地自我抵消。
36.请参阅图3，在一个实施例中，第一部分112和第二部分114为展开的正极片11等长对折后形成的两段尾端a1、d1对齐的极片，第三部分122和第四部分124为展开的负极片12等长对折后形成的两段尾端a、d对齐的极片，第一部分112插置于第三部分122和第四部分124之间且第一部分112的尾端d1接近负极片12的对折弯曲处123，第三部分122插置于第一部分112和第二部分114之间且第三部分122的尾端d接近正极片11的对折弯曲处113。需要指出的是，正极片11、负极片12之间通过隔膜隔开，图2和图3为清楚地表示正负极片之间的位置关系，未画出隔膜；“接近”指第一部分112的尾端d1与负极片12的对折弯曲处123靠近，但不直接接触，第一部分112的尾端d1与负极片12的对折弯曲处123通过隔膜隔开，第一部分112的尾端d1与隔膜接触；同理，第三部分122的尾端d与正极片11的对折弯曲处113靠近，但不直接接触，第三部分122的尾端d与正极片11的对折弯曲处113通过隔膜隔开，第三部分122的尾端d与隔膜接触。本实施例中，正极片11对称弯折后形成第一部分112和第二部分114，负极片12对称弯折后形成第三部分122和第四部分124，具体地，请结合图3和图4，正极片11包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极活性物质材料21，负极片12包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极活性物质材料22，将正极片11和负极片12分别对折，形成第一部分112、第二部分114、第三部分122和第四部分124。
37.该实施例中，卷绕设置是以负极片12的对折弯曲处123、第一部分112尾端d1和第二部分114的尾端a1的一端为起点卷绕，或者以正极片11的对折弯曲处113、第三部分122的尾端d和第四部分124的尾端a的一端为起点卷绕，图3示出的示例中，是以负极片12的对折弯曲处123、第一部分112的尾端d1和第二部分114的尾端a1的一端为起点卷绕，卷绕完成后，另一端利用绝缘件15进行固定连接，绝缘件15为双面胶或者普通胶纸。其它实施例中，可以以另一端为起点卷绕。
38.具体地，卷绕时正极片11、负极片12分别对折后，正极片11的一端(即第一部分112的尾端d1)插入负极片12对折的位置(如图3所示)，正极片11的一端(即第一部分112的尾端d1)和另一端(即第二部分114的尾端a1)对齐，然后进行卷绕；极片经过对折之后，正极片11、负极片12的电流方向发生改变。如图3所示，正极片11的a1b1段和c1d1段电流方向相反，产生的磁场方向相反，可以相互抵消；负极片12的ab段和cd段电流方向相反，产生的磁场方向也相反，可以相互抵消。因此，第一部分112和第二部分114的长度相等、宽度相等，第三部分122和第四部分124的长度相等、宽度相等，充放电时，正极片11产生的磁场可通过自身抵消，负极片12产生的磁场可通过自身抵消，有效避免了常规电池正极片11和负极片12长度不同导致的对外磁场干扰的问题。
39.请参阅图4，在一些实施例中，负极片12的负极集流体在对折弯曲处123不涂敷活性物质材料，正极片11的正极集流体在对折弯曲处113不涂敷活性物质材料，其他位置的正极集流体和负极集流体则涂敷相应的正极活性物质材料21、负极活性物质材料22。如此，电池的正极片11和负极片12中间对折位置留一段涂布空白区域，主要目的是防止极片对折之后出现断裂或者掉粉(即活性物质材料脱落)，影响电池的电性能和安全性能。
40.请参阅图5，在另一个实施例中，电池还包括第一弯曲连接导体115和第二弯曲连接导体125，第一部分112的首端c1和第二部分114的首端b1通过第一弯曲连接导体115固定连接，第三部分122的首端c和第四部分124的首端b通过第二弯曲连接导体125固定连接，第
一部分112插置于第三部分122和第四部分124之间，且第一部分112的尾端d1接近第二弯曲连接导体125，第三部分122插置于第一部分112和第二部分114之间，且第三部分122的尾端d接近第一弯曲连接导体115。需要指出的是，正极片11、负极片12之间通过隔膜隔开，图5为清楚地表示正负极片之间的位置关系，未画出隔膜。
41.本实施例中，第一部分112和第二部分114、第三部分122和第四部分124不是一体成型的，第一部分112和第二部分114的长度相等、宽度相等，第三部分122和第四部分124的长度相等、宽度相等，充放电时，正极片产生的磁场可通过自身抵消，负极片产生的磁场可通过自身抵消，有效避免了常规电池正极片和负极片长度不同导致的对外磁场干扰的问题，各个部分分别独立制作出来之后，利用第一弯曲连接导体115和第二弯曲连接导体125连接起来。因此，整个极片都可以涂敷活性物质材料。当然第一弯曲连接导体115和第二弯曲连接导体125也可以不涂敷活性物质材料。
42.本实施例中，卷绕设置是以第二弯曲连接导体125、第一部分112尾端d1和第二部分114的尾端a1的一端为起点卷绕，或者以第一弯曲连接导体115、第三部分122的尾端d和第四部分124的尾端a的一端为起点卷绕。图5示出的示例中，是以第二弯曲连接导体125、第一部分112尾端d1和第二部分114的尾端a1的一端为起点卷绕，其它实施例中，可以以另一端为起点卷绕。
43.具体地，卷绕时，第一部分112和第二部分114的长度相等、宽度相等，第三部分122和第四部分124的长度相等、宽度相等，且分别独立制作出来之后，利用第一弯曲连接导体115将第一部分112和第二部分114连接起来形成正极片11，利用第二弯曲连接导体125将第三部分122和第四部分124连接起来形成负极片12，正极片11的一端插入至第二弯曲连接导体125的位置(如图5所示)，正极片11的一端(即第一部分112的尾端d1)和另一端(即第二部分114的尾端a1)对齐，然后进行卷绕；每个极片的两个部分是对称的，因此正极(或者负极)电流相对方向发生改变，如图5所示，正极片11的a1b1段和c1d1段电流方向相反，产生的磁场方向相反，可以相互抵消；负极片12的ab段和cd段电流相反，产生的磁场方向也相反，可以相互抵消。
44.另外，第三部分122的长度大于第一部分112的长度，第三部分122的宽度大于第一部分112的宽度，避免充电过程析出锂。可以理解为，涂敷正极活性物质材料21的正极片11一定要有相应的涂敷负极活性物质材料22的负极片12与之对应，否则充电过程析出锂，存在安全隐患。而涂敷负极活性物质材料22的负极片12不一定要有相应的涂敷正极活性物质材料21的正极片11与之对应。卷芯的最外侧可以是正极片11，那么正极片11的最外侧不涂覆正极活性物质材料21，避免充电过程析出锂，存在安全隐患(因为没有相对应的负极活性物质材料22)；卷芯的最外侧也可以是负极片12，负极片12的最外侧可以涂覆负极活性物质材料22，也可以不涂覆负极活性物质材料22。
45.请参阅图2至图5，电池还包括正极极耳13和负极极耳14，正极极耳13设置于第二部分114的尾端，负极极耳14设置于第四部分124的尾端。或者正极极耳13设置于第一部分112的尾端，负极极耳14设置于第三部分122的尾端。正极极耳13设置于第一部分112或第二部分114的尾端，可保证充放电时，第一部分112和第二部分114的电流方向相反；负极极耳14设置于第三部分122或第四部分124的尾端，可保证充放电时，第三部分112和第四部分124的电流方向相反。一般地，正极极耳13为铝极耳，负极极耳14为镍极耳。
46.请参阅图6，电池还包括隔膜16，隔膜16设置在正极片11和负极片12之间，用以防止正极片11和负极片12直接接触导致短路。
47.经上述两实施例可知，本技术的电池通过正极片和负极片对折之后，形成双层极片卷绕结构，卷绕完成后，收尾并贴保护胶纸，同一极片中存在两种相反的电流方向，产生的磁场可以相互抵消，可有效降低电池的磁场辐射。
48.本技术的卷绕型结构的电池，其中一片极片对折后，另外一片极片插入至对折位置，保证正负极片头尾部对齐，进行卷绕，最终形成一种新型结构电池，可以有效减小电池对外磁场。在一些情况下，极片的对折位置不涂覆活性物质材料，用于防止对折后的极片出现断裂和掉粉现象。
49.本技术第二方面提供了一种电池卷芯的制备方法，该电池卷芯的制备方法可制作上述电池，具体包括以下步骤：
50.步骤1，将正极片对折形成对称设置的第一部分和第二部分；
51.步骤2，将负极片对折形成对称设置的第三部分和第四部分；
52.步骤3，将所述第一部分插置于所述第三部分和所述第四部分之间且所述第一部分的尾端接近所述负极片的对折弯曲处，所述第三部分插置于所述第一部分和所述第二部分之间且所述第三部分的尾端接近所述正极片的对折弯曲处；
53.步骤4，以所述负极片的对折弯曲处、所述第一部分尾端和所述第二部分的尾端的一端为起点卷绕，或者以所述正极片的对折弯曲处、所述第三部分的尾端和所述第四部分的尾端的一端为起点卷绕；
54.其中，所述正极片和所述负极片通过隔膜隔开。
55.应理解，上述步骤1和步骤2中步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
56.在其中一个实施例中，所述第一部分和所述第二部分的长度相等、宽度相等，第三部分和第四部分的长度相等、宽度相等。
57.上述电池卷芯的制备方法的具体实施方式可以参考本技术第一方面提供的电池的具体实施方式，在此不再赘述。
58.本技术第三方面还提供了一种音频播放设备，包括喇叭以及上述的电池。本技术技术方案从卷芯的角度进行改善，可有效降低电池在充放电过程中产生的磁场，不增加外部部件，对音频播放设备的结构没有影响。
59.另外，本技术技术方案从根本原理上提出在音频播放设备中电池对喇叭磁力干扰导致的底噪的解决方案，有效降低了电池的对外磁场，具有成本低、不增加尺寸空间、效率高等优势，解决了真无线蓝牙耳机行业一直面临、迟迟没有解决的干扰底噪的技术难题。
60.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。