一种新型卷绕式电芯的制作方法

在此本发明涉及卷绕式电池，特指一种新型卷绕式电芯。

背景技术：

1、随着现代社会的不断发展，移动设备如智能手机，笔记本电脑，电动汽车等得到越来越广泛的应用，从而形成了对电池的大量需求，特别是卷绕式电池已经成为应用的主流。

2、现阶段，自动化卷绕后及运行或充电过程中的电芯变形问题是行业内的难题。并且由于电池在使用或充电过程中，其内部将产生热量，极片和隔膜也会随之升温并产生膨胀，而在电池停止使用时，原先因受热膨胀的极片和隔膜也会随温度下降而收缩。由于卷绕式电池的容量与极片的长度相关，一般需要是将几米至几十米长的电极卷绕得很紧实，没有多余的空间允许极片的膨胀，因此极片在膨胀极片与隔膜的热胀冷缩的程度不同，在升温及降温的热胀冷缩的过程中，极片可能发生挤压和位移，进而引发电极材料脱落、甚至刺穿隔膜，导致电池的电极材料脱落使电池的容量变小，性能大幅度下降，严重时则导致安全性下降，引发电池短路、打火等安全事故。特别是大直径大容量的卷绕电芯，由于正负电极的长度很长，热胀冷缩更加严重，电芯变形和失效更加严重，目前还无法生产直径大于50mm的卷绕电池。

3、现有技术中，一般采用在卷绕过程中预留卷绕膨胀空间的做法以解决电芯的热胀冷缩问题，如名称为：一种改善电芯膨胀变形的卷绕结构，专利号为：201820420227.5的中国实用新型专利，提供了一种改善电芯膨胀变形的卷绕结构，其特征在于，包括由正极片、隔离膜和负极片依次层叠后围绕椭圆形卷针卷绕形成的卷芯，所述卷芯在卷绕过程中通过插拔圆形卷针而形成有预膨胀空间，此技术方案中，虽然提供了预膨胀空间，但其使卷绕后的电芯结构松散，体积增大，也降低了电池的容量。

4、因此，急需一种能够避免因极片热胀冷缩产生电池性能下降及安全风险的新型卷绕式电芯来满足实际需要。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种新型卷绕式电芯，能够在整个电芯中均匀分散提供足够冗余的极片热胀冷缩冷缩空间，并克服现有卷绕式电芯中因极片热胀冷缩引起的电池性能下降，及降低安全隐患的不足。

2、实现本发明目的的技术方案是：一种新型卷绕式电芯，其特征在于：其电芯的正负极极片上各有两个长边缘，分别为第一长边缘和第二长边缘，在两个长边缘之间，各分布有两个或两个以上的，互不接触的切缝，所述的切缝，使得正负极极片上平行于长边的任意两点之间的连续长度在指定的长度范围内。

3、为了实现更好的技术效果，本发明目的一所述技术方案的技术特点还可以具体为以下技术特征：

4、1.一种新型卷绕式电芯，其特征在于：其电芯的正负极极片上各有两个长边缘，分别为第一长边缘和第二长边缘，在两个长边缘之间，各分布有两个或两个以上的，互不接触的切缝，所述的切缝，使得正负极极片上平行于长边的任意两点之间的连续长度在指定的长度范围内。

5、2.所述的切缝，其中若干个切缝分别与正负极极片的第一长边缘和第二长边缘相交。

6、3.任意相邻两个切缝之间具有指定的长度。

7、4.相邻的分别与第一长边缘和与第二长边缘相交的两个切缝之间，有一个以上的不与第一和第二长边缘相交的切缝。

8、5.相邻的分别与第一长边缘和与第二长边缘相交的两个切缝之间的所有切缝，其垂直于第一和第二长边缘长度之和不小于正负极片的宽度。

9、6.所述切缝的最大宽度小于等于50cm。

10、7.所述切缝与第一长边缘和第二长边缘垂直。

11、8.所述切缝形状可以是细缝型、矩形、圆形、三角形、梯形等其它形状。

12、9.每个切缝，其垂直于第一和第二长边缘的最大长度小于所述正负极极片的宽度。

13、相对于现有技术，本发明的电芯卷绕设备有以下优点：

14、1.正极片及负极片上的挖空部分使正极片片段出现中断，所述正极片片段被其中若干个挖空部分截断后分成若干个互不相连的连续部分，相邻的两个连续部分之间的挖空部分为正极片上的连续部分预留了热胀冷缩的空间，避免电芯因极片的热胀冷缩效应产生的变形。

15、2.挖空部分预留了热胀冷缩的空间，能克服现有卷绕式电芯中因极片热胀冷缩引起的电池性能下降，及降低安全隐患的不足。

16、3.无需在电芯内额外预留热胀冷缩空间，可以使电芯卷绕紧实，减小电芯体积，提高容量密度。

技术特征：

1.一种新型卷绕式电芯，其电芯的正负极极片上各有两个长边缘，分别为第一长边缘和第二长边缘，其特征在于：在两个长边缘之间，各分布有两个或两个以上的，互不接触的切缝（2），所述的切缝（2），使得正负极极片上平行于长边的任意两点之间的连续长度在指定的长度范围内。

2.如权利要求1所述的电芯极片，其特征在于：所述的切缝，其中若干个切缝分别与正负极极片的第一长边缘和第二长边缘相交。

3.如权利要求2所述的卷绕式电芯，其特征在于：任意两个相邻切缝（2）之间具有指定的长度。

4.如权利要求2或3所述的卷绕式电芯，其特征在于：相邻的分别与第一长边缘和与第二长边缘相交的两个切缝之间，有一个以上的不与第一和第二长边缘相交的切缝。

5.如权利要求4所述的卷绕式电芯，其特征在于：相邻的分别与第一长边缘和与第二长边缘相交的两个切缝及其之间的所有切缝，其垂直于第一和第二长边缘长度之和不小于正负极片的宽度。

6.如权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于：所述切缝（2）的最大宽度小于等于50cm。

7.如权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于：所述切缝（2）与第一长边缘和第二长边缘垂直。

8.如权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于：所述切缝形状可以是细缝型、矩形、圆形、三角形、梯形等其它形状。

9.如权利要求5和所述的卷绕式电芯，其特征在于：每个切缝，其垂直于第一和第二长边缘的最大长度小于所述正负极极片的宽度。

技术总结
本发明提供一种新型卷绕式电芯，其电芯的正负极极片上各有两个长边缘，分别为第一长边缘和第二长边缘，其特征在于：在两个长边缘之间，各分布有两个或两个以上的，互不接触的切缝，所述的切缝，使得正负极极片上平行于长边的任意两点之间的连续长度在指定的长度范围内。

技术研发人员：陈健,徐韬,朱良焱,朱家国
受保护的技术使用者：福建福夏科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14