一种卷绕电芯、电池及其储能装置的制作方法

本技术涉及电池，具体涉及一种卷绕电芯、电池及其储能装置。

背景技术：

1、随着锂离子电池技术不断发展，锂离子电池在日常生活中的使用率越来越高，人们对于电池能量密度和充电速度需求也在不断提高，电池尤其是对于便携式电源来说更是朝着体积小型化、轻型化的方向转变。对于卷绕型电池而言，卷绕后电芯分为平直区和圆弧弯折区，圆弧弯折区由于化成夹具无法对其施压作用，导致该处隔膜与正负极片界面粘接差、较为蓬松，循环过程中容易出现析锂出现暗斑情况。实用新型人经过分析发现，圆弧弯折区容易出现析锂主要有以下原因：

2、(1)卷绕电芯通常采用负极包正极的形式，圆弧处正极曲率要大于负极，意味着圆弧处单位空间内正极材料更集中，就意味着圆弧处与负极相对的正极材料量更高圆弧弯折区实际np比低于设计值，导致圆弧处更容易析锂；

3、(2)由于圆弧处隔膜与正负极片界面粘接差，圆弧处产生较多空穴区域，锂离子迁移路径长，负极表面电子极化难以被去除，负极表现为更负电位，诱导负极表面锂离子更容易析出锂金属；因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。

技术实现思路

1、针对电芯圆弧弯折区循环过程中容易出现析锂出现暗斑的问题，本实用新型提供了一种卷绕电芯、电池及其储能装置。

2、本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

3、根据本实用新型的一个方面，本申请提供了一种卷绕电芯，包括正极片、隔膜和负极片，所述正极片、所述隔膜和所述负极片层叠后卷绕形成所述卷绕电芯，所述负极片包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极片包括平直区和圆弧弯折区，所述卷绕电芯在所述圆弧弯折区的np比大于所述卷绕电芯在所述平直区的np比。

4、可选的，所述卷绕电芯在所述平直区np比为np1，所述卷绕电芯在所述圆弧弯折区np比为np2，满足：np2≥1.02np1。

5、可选的，所述平直区设置有多个，所述圆弧弯折区设置有多个，多个所述平直区和多个圆弧弯折区依次交错间隔设置。

6、可选的，所述负极活性物质层包括第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，所述第一负极活性物质层涂敷在位于所述平直区的所述负极集流体的表面，所述第二负极活性物质层涂敷在位于所述圆弧弯折区的所述负极集流体的表面，所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层间隔设置。

7、可选的，所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层的涂布厚度相同。

8、可选的，所述第一负极活性物质层的涂布厚度为20-150μm，所述第二负极活性物质层的涂布厚度为20-150μm。

9、可选的，沿着卷绕电芯内侧到卷绕电芯外侧的方向，所述第一负极活性物质层的长度逐渐增大，所述第二负极活性物质层的长度也逐渐增大。

10、可选的，所述第二负极活性物质层中掺杂有多孔陶瓷材料。

11、根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电池，包括上述所述的卷绕电芯及电解液。

12、根据本实用新型的另一个方面，提供了一种储能装置，包括上述所述的电池。

13、根据本实用新型提供的卷绕电芯，负极片包括平直区和圆弧弯折区，所述圆弧弯折区的np比大于所述平直区的np比，能够解决由于圆弧弯折处正极曲率大于负极曲率所带来负极实际np比偏低的情况；同时可增加对电解液吸收能力，增加锂离子迁移通道，降低锂离子在负极迁移阻力；可在一定程度上降低负极电子导电性，以减缓电子由集流体向负极表面传导速率，以此“等待”圆弧处迁移路径长的锂离子，防止圆弧处负极片由于电位过负而引发析锂，提高容量循环性能。

技术特征：

1.一种卷绕电芯，其特征在于：包括正极片、隔膜和负极片，所述正极片、所述隔膜和所述负极片层叠后卷绕形成所述卷绕电芯，所述负极片包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极片包括平直区和圆弧弯折区，所述卷绕电芯在所述圆弧弯折区的np比大于所述卷绕电芯在所述平直区的np比。

2.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于：所述卷绕电芯在所述平直区np比为np1，所述卷绕电芯在所述圆弧弯折区np比为np2，满足：np2≥1.02np1。

3.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于：所述平直区设置有多个，所述圆弧弯折区设置有多个，多个所述平直区和多个圆弧弯折区依次交错间隔设置。

4.根据权利要求3所述的卷绕电芯，其特征在于：所述负极活性物质层包括第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，所述第一负极活性物质层涂敷在位于所述平直区的所述负极集流体的表面，所述第二负极活性物质层涂敷在位于所述圆弧弯折区的所述负极集流体的表面，所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层间隔设置。

5.根据权利要求4所述的卷绕电芯，其特征在于：所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层的涂布厚度相同。

6.根据权利要求4所述的卷绕电芯，其特征在于：所述第一负极活性物质层的涂布厚度为20-150μm，所述第二负极活性物质层的涂布厚度为20-150μm。

7.根据权利要求4所述的卷绕电芯，其特征在于：沿着卷绕电芯内侧到卷绕电芯外侧的方向，所述第一负极活性物质层的长度逐渐增大，所述第二负极活性物质层的长度也逐渐增大。

8.根据权利要求4所述的卷绕电芯，其特征在于：所述第二负极活性物质层中掺杂有多孔陶瓷材料。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1～8任意一项所述的卷绕电芯及电解液。

10.一种储能装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。

技术总结
为克服现有电芯圆弧弯折区循环过程中容易出现析锂出现暗斑的问题，本技术提供了一种卷绕电芯，包括正极片、隔膜和负极片，正极片、隔膜和负极片层叠后卷绕形成卷绕电芯，负极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体上的负极活性物质层，负极片包括平直区和圆弧弯折区，卷绕电芯在圆弧弯折区的NP比大于卷绕电芯在平直区的NP比；本申请圆弧弯折区的NP比大于平直区的NP比，能够解决由于圆弧弯折处正极曲率大于负极曲率所带来负极实际NP比偏低的情况；增加对电解液吸收能力，增加锂离子迁移通道，降低锂离子在负极迁移阻力；降低负极电子导电性，减缓电子由集流体向负极表面传导速率，防止圆弧处负极片由于电位过负而引发析锂，提高容量循环性能。

技术研发人员：丁意军,胡大林,李辉,黄圣华,彭昌志,侯林玲
受保护的技术使用者：惠州市豪鹏科技有限公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/1/15