CN118173907A - 一种卷绕电池 - Google Patents
一种卷绕电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118173907A CN118173907A CN202410457594.2A CN202410457594A CN118173907A CN 118173907 A CN118173907 A CN 118173907A CN 202410457594 A CN202410457594 A CN 202410457594A CN 118173907 A CN118173907 A CN 118173907A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- negative electrode
- positive
- battery
- current collector
- wound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- -1 polyethylene naphthalate Polymers 0.000 claims description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical group [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 144
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 13
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 239000006256 anode slurry Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002388 carbon-based active material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical class [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000447 polyanionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明提供了一种卷绕电池。所述卷绕电池包括相对设置且卷绕的正极片和负极片，以及设置在所述正极片和所述负极片之间的隔膜；所述正极片包括正极集流体，和设置在所述正极集流体两侧表面的非连续的正极活性层；所述负极片包括负极集流体，和设置在所述负极集流体两侧表面的非连续的负极活性层；所述卷绕电池包括平坦部位和弯曲部位，所述正极活性层和所述负极活性层仅位于所述卷绕电池的平坦部位。本发明提供的卷绕电池能够解决现有卷绕电池因弯曲部位所受应力大而导致的析锂、掉料、隔膜破裂、短路等问题，提高卷绕电池的循环性能及安全性能。
Description
技术领域
本发明属于二次电池技术领域，具体涉及一种卷绕电池。
背景技术
电池作为电动汽车的驱动力，对电动汽车的发展有着至关重要的作用。电池性能的好坏直接影响着电动汽车的续航、寿命和安全性等性能，随着电动汽车的普及与发展，电池的发展也备受关注。
现有卷绕电池一般包括壳体以及置于壳体内的卷芯和电解液，卷芯通常由正极片、隔膜、负极片卷绕而成。现有卷绕电池生产制造过程中，为达到更大的能量密度，正、负极片和隔膜在卷绕成卷芯后，往往要进行较大程度的压缩，这使得位于卷芯弯曲部位的极片和隔膜所受的应力大于位于卷芯平直部位的极片和隔膜，导致卷芯弯曲部位的极片易发生析锂、掉料，弯曲部位的隔膜易发生破裂等情况，不仅造成电池内部活性锂的损失，还会增加电池内部短路的风险。因此，如何解决卷绕电芯，特别是厚电极电芯弯曲处应力释放的问题尤为重要。
CN111785899A公开了一种锂离子电池隔膜，通过在隔膜基材上间歇涂覆涂覆层，可为卷芯弯曲部位的负极片提供膨胀空间，且可避免极片出现褶皱。然而该电池隔膜并不能解决卷芯弯曲部位应力大、易析锂、掉料、隔膜易破裂等问题。卷绕过程对隔膜施加一定的张力，隔膜在走带方向的收缩量很大，会使得隔膜严重挤压极片，从而导致绕卷后电芯发生变形等缺陷。
CN212659582U公开了一种卷绕电池，主要包括：集成结构的柔性电池片，所述电池片包括集流体、正极活性层以及负极活性层，并且所述集流体具有作为基底的绝缘层、形成于所述绝缘层两侧表面的正极金属层和负极金属层，所述正极活性层形成于所述正极金属层表面，所述负极活性层形成于所述负极金属层表面；绝缘的隔离膜，叠层覆盖于所述正极活性层和/或所述负极活性层表面，用于阻止所述正极活性层和所述负极活性层直接接触。该卷绕电池集成结构的电池片作为一个整体而在卷绕电池中存在，而非以现有卷绕电池中的叠层放置，通过挤压作用力使彼此接触。电池可以方便地进行卷曲、弯折，且厚度可以显著地降低，从而有助于提高卷绕密度，提高能量密度。但该电池仍存在卷芯弯曲部位应力大的问题，特别是隔膜在走带方向的收缩量很大时，会使得隔膜严重挤压极片，从而导致卷绕后电芯发生变形，变形后的电芯不仅外观平整度差，内部还会存在隔膜褶皱等缺陷，尤其是卷绕较厚的电芯，卷绕后的变形问题尤为突出。
因此，如何避免卷绕电池弯曲部位应力大，防止弯曲部位发生析锂、掉料、隔膜破裂、短路等现象，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种卷绕电池。该卷绕电池能够解决现有卷绕电池因弯曲部位所受应力大而导致的析锂、掉料、隔膜破裂、短路等问题，提高卷绕电池的循环性能及安全性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种卷绕电池，所述卷绕电池包括相对设置且卷绕的正极片和负极片，以及设置在所述正极片和所述负极片之间的隔膜；
所述正极片包括正极集流体，和设置在所述正极集流体两侧表面的非连续的正极活性层；
所述负极片包括负极集流体，和设置在所述负极集流体两侧表面的非连续的负极活性层；
所述卷绕电池包括平坦部位和弯曲部位，所述正极活性层和所述负极活性层仅位于所述卷绕电池的平坦部位。
本发明通过在正极集流体和负极集流体表面间隔设置正极活性层和负极活性层，使卷绕电池的平坦部位具有活性层，而弯曲部位没有活性层，从而解决了现有卷绕电池弯曲部位所受应力大，弯曲部位易发生析锂、掉料、隔膜破裂、短路等的问题，提高了卷绕电池的循环性能及安全性能，同时可显著发挥卷绕生产效率高的优点。
本发明中，所述正极活性层、负极活性层分别是指含有正极活性材料、负极活性材料的膜层。通常，该层除活性材料外，还含有粘结剂和/或导电剂。本发明对正极活性材料、负极活性材料的种类不作特殊限制，示例性的，对于钠离子电池，正极活性材料包括但不限于层状材料、聚阴离子材料、普鲁士蓝/白化合物等；负极活性材料包括但不限于碳基活性材料、钛基活性材料、有机类活性材料和合金类活性材料，其中碳基活性材料包括但不限于硬碳、软碳等无定形碳，以及石墨等。
在本发明一些实施方式中，所述正极集流体为正极导电层。
在本发明一些实施方式中，所述负极集流体为负极导电层。
在本发明一些实施方式中，所述正极集流体包括柔性绝缘层和设置在所述柔性绝缘层两侧表面的连续的正极导电层。
在本发明一些实施方式中，所述负极集流体包括柔性绝缘层和设置在所述柔性绝缘层两侧表面的连续的负极导电层。
在本发明一些实施方式中，所述正极集流体包括柔性绝缘层和设置在所述柔性绝缘层两侧表面的非连续的正极导电层，在平行于所述正极片长边的方向上，所述正极导电层与所述正极活性层的长度相同。
在本发明一些实施方式中，所述负极集流体包括柔性绝缘层和设置在所述柔性绝缘层两侧表面的非连续的负极导电层，在平行于所述负极片长边的方向上，所述负极导电层与所述负极活性层的长度相同。
本领域技术人员容易理解，所述正极活性层、负极活性层分别是设置在所述正极导电层、负极导电层的外表面上。
本发明中，对所述正极导电层和负极导电层的材质不做特殊限制，示例性的，其可以是不与电池活性金属元素发生合金化反应的金属，包括但不限于铜、铝、镍、不锈钢、钛、钴、铁及它们的组合；优选的，正极导电层的材料为铝、负极导电层的材料为铜。其中，所述电池活性金属元素是指电池中参与电极反应的金属；例如对于锂离子电池，则活性金属元素为锂；对于钠离子电池，则活性金属元素为钠。
本发明中，对所述正极导电层和负极导电层的厚度不做特殊限制，示例性的，正极导电层厚度优选为5-8μm，负极导电层厚度优选为2-5μm。
本发明中，当正/负极集流体为正/负极导电层时，可以选用相应的箔材直接作为正/负极集流体。当正/负极集流体为柔性绝缘层和正/负极导电层的叠层结构时，正/负极导电层可以是通过液相法、气相法、热喷涂法、溅射法、激光脉冲沉积法、电化学沉积法或电子束蒸发法等方式结合在柔性绝缘层表面。本发明中，所述“正/负极”是指正极和/或负极。
在本发明一些实施方式中，在平行于所述正极片短边的方向上，所述正极导电层的长度大于所述正极活性层的长度。
在本发明一些实施方式中，在平行于所述负极片短边的方向上，所述负极导电层的长度大于所述负极活性层的长度。
本发明中，在平行于正/负极片短边的方向上，设置正/负极导电层的长度大于正/负极活性层的长度，是为了使正/负极导电层裸露出一部分区域，从而方便连接极耳。
在本发明一些实施方式中，所述柔性绝缘层的厚度为5-40μm；例如可以是5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm、30μm、32μm、35μm、38μm或40μm等。优选为10-25μm。
在本发明一些实施方式中，所述柔性绝缘层的材料选自聚乙烯醇、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、纤维纸和纤维布中的一种或多种。
在本发明一些实施方式中，所述卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜。
隔膜用于阻止所述正极活性层和所述负极活性层直接接触。本发明中，可以通过设置隔膜的长度大于正极片和负极片的长度，使富余的隔膜遍及所述卷绕电池的最内侧的正/负极活性层表面和最外侧的正/负极活性层表面，从而使所述卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜。
在本发明一些实施方式中，所述卷绕电池还包括与所述正极集流体相连的正极极耳，和与所述负极集流体相连的负极极耳。
本发明中，对所述卷绕电池的卷绕方式不做特殊限制，其可以是本领域常规的卷绕方式，例如单绕组、双绕组或叠绕组等。
在本发明一些实施方式中，所述卷绕电池为钠离子电池、锂离子电池、钾离子电池、锌离子电池或镁离子电池。
本发明中，上述技术特征在符合逻辑的情况下可任意组合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在正极集流体和负极集流体表面间隔设置正极活性层和负极活性层，使卷绕电池的平坦部位具有活性层，而弯曲部位没有活性层，从而解决了现有卷绕电池弯曲部位所受应力大，弯曲部位易发生析锂、掉料、隔膜破裂、短路等的问题，提高了卷绕电池的循环性能及安全性能，同时可显著发挥卷绕生产效率高的优点。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的卷绕电池的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的卷绕电池中正极片和负极片的正面和侧面结构示意图；
图3为本发明实施例1和实施例2提供的卷绕电池的结构示意图；
图4为本发明实施例2提供的卷绕电池中正极片和负极片的正面和侧面结构示意图；
图5为本发明实施例3提供的卷绕电池中正极片和负极片的正面和侧面结构示意图；
其中，附图标记为：101-正极片，102-负极片，103-隔膜，10-正/负极导电层，20-正/负极活性层，30-柔性绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种同侧单绕组结构的卷绕电池，其结构示意图如图1所示，包括相对设置且卷绕的正极片101和负极片102，以及设置在所述正极片101和所述负极片102之间的隔膜103；
其中，所述正极片101和所述负极片102的结构示意图如图2所示，包括正/负极导电层10(正/负极集流体)，和设置在所述正/负极导电层10(正/负极集流体)两侧表面的非连续的正/负极活性层20；
在平行于所述正极片101和负极片102短边的方向上，所述正/负极导电层10的长度大于所述正/负极活性层20的长度；
所述卷绕电池包括平坦部位和弯曲部位，所述正/负极活性层20仅位于所述卷绕电池的平坦部位，所述卷绕电池的弯曲部位没有正/负极活性层20；
所述卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜103。
本实施例中所述卷绕电池的制备方法如下：
(1)将正极活性物质、导电剂及粘结剂与溶剂混合，通过匀浆制成正极浆料；采用间歇涂布方式，在铝箔(正极导电层)双面涂布正极浆料，经烘箱烘干、辊压、分切后，得到正极片101；
将负极活性物质、导电剂及粘结剂与溶剂混合，通过匀浆制成负极浆料；采用间歇涂布方式，在铜箔(负极导电层)双面涂布负极浆料，经烘箱烘干、辊压、分切后，得到负极片102；
(2)将正极片101、隔膜103、负极片102和隔膜103四层按顺序沿单一方向进行卷绕；
卷绕时，控制正/负极活性层20位于卷绕电池的平坦部位，无正/负极活性层20的区域位于卷绕电池的弯曲部位；
隔膜103的长度大于正极片101和负极片102的长度，卷绕时，使富余的隔膜遍及卷绕电池的最内侧的正/负极活性层20表面和最外侧的正/负极活性层20表面，使卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜103；
(3)在正极导电层上连接正极极耳，在负极导电层上连接负极极耳，自动焊接制备成半成品卷绕电池；
(4)将半成品卷绕电池放置于85℃真空烘箱中烘烤24小时，经注液、封口、化成、老化和分容后，得到同侧单绕组结构的卷绕电池。
实施例2
本实施例提供一种对侧双绕组结构的卷绕电池，其结构示意图如图3所示，包括相对设置且卷绕的正极片101和负极片102，以及设置在所述正极片101和所述负极片102之间的隔膜103；
其中，所述正极片101和所述负极片102的结构示意图如图4所示，包括柔性绝缘层30、设置在所述柔性绝缘层30两侧表面的连续的正/负极导电层10、以及设置在所述正/负极导电层10外表面的非连续的正/负极活性层20；
在平行于所述正极片101和负极片102短边的方向上，所述正/负极导电层10的长度大于所述正/负极活性层20的长度；
所述卷绕电池包括平坦部位和弯曲部位，所述正/负极活性层20仅位于所述卷绕电池的平坦部位，所述卷绕电池的弯曲部位没有正/负极活性层20；
所述卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜103。
本实施例中所述卷绕电池的制备方法如下：
(1)在柔性绝缘膜(柔性绝缘层30)两侧连续均匀沉积一层铝层(正极导电层)，得到正极集流体；
在柔性绝缘膜(柔性绝缘层30)两侧连续均匀沉积一层铜层(负极导电层)，得到负极集流体；
(2)将正极活性物质、导电剂及粘结剂与溶剂混合，通过匀浆制成正极浆料；采用间歇涂布方式，在正极集流体双面涂布正极浆料，经烘箱烘干、辊压、分切后，得到正极片101；
将负极活性物质、导电剂及粘结剂与溶剂混合，通过匀浆制成负极浆料；采用间歇涂布方式，在负极集流体双面涂布负极浆料，经烘箱烘干、辊压、分切后，得到负极片102；
(3)将正极片101和隔膜103的叠层A、负极片102和隔膜103的叠层B，起始端反向放置，且叠层A的隔膜103与叠层B的隔膜103相贴，然后将叠层A与叠层B逆向卷绕在一起；
卷绕时，控制正/负极活性层20位于卷绕电池的平坦部位，无正/负极活性层20的区域位于卷绕电池的弯曲部位；
隔膜103的长度大于正极片101和负极片102的长度，卷绕时，使末端富余的隔膜遍及卷绕电池最外侧的正/负极活性层20表面，使卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜103；
(4)在正极导电层上连接正极极耳，在负极导电层上连接负极极耳，自动焊接制备成半成品卷绕电池；
(5)将半成品卷绕电池放置于85℃真空烘箱中烘烤24小时，经注液、封口、化成、老化和分容后，得到对侧双绕组结构的卷绕电池。
实施例3
本实施例提供一种对侧双绕组结构的卷绕电池，其结构示意图如图3所示，包括相对设置且卷绕的正极片101和负极片102，以及设置在所述正极片101和所述负极片102之间的隔膜103；
其中，所述正极片101和所述负极片102的结构示意图如图5所示，包括柔性绝缘层30、设置在所述柔性绝缘层30两侧表面的非连续的正/负极导电层10、以及设置在所述正/负极导电层10外表面的非连续的正/负极活性层20；
在平行于所述正极片101和负极片102长边的方向上，所述正/负极导电层10与所述正/负极活性层20的长度相同；在平行于所述正极片101和负极片102短边的方向上，所述正/负极导电层10的长度大于所述正/负极活性层20的长度；
所述卷绕电池包括平坦部位和弯曲部位，所述正/负极活性层20仅位于所述卷绕电池的平坦部位，所述卷绕电池的弯曲部位没有正/负极活性层20；
所述卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜103。
本实施例中所述卷绕电池的制备方法如下：
(1)在柔性绝缘膜(柔性绝缘层30)两侧间隔均匀沉积一层铝层(正极导电层)，得到正极集流体；
在柔性绝缘膜(柔性绝缘层30)两侧间隔均匀沉积一层铜层(负极导电层)，得到负极集流体；
(2)将正极活性物质、导电剂及粘结剂与溶剂混合，通过匀浆制成正极浆料；在正极集流体两侧的正极导电层外表面涂布正极浆料，经烘箱烘干、辊压、分切后，得到正极片101；
将负极活性物质、导电剂及粘结剂与溶剂混合，通过匀浆制成负极浆料；在负极集流体两侧的负极导电层外表面涂布负极浆料，经烘箱烘干、辊压、分切后，得到负极片102；
(3)将正极片101和隔膜103的叠层A、负极片102和隔膜103的叠层B，起始端反向放置，且叠层A的隔膜103与叠层B的隔膜103相贴，然后将叠层A与叠层B逆向卷绕在一起；
卷绕时，控制正/负极活性层20位于卷绕电池的平坦部位，无正/负极活性层20的区域位于卷绕电池的弯曲部位；
隔膜103的长度大于正极片101和负极片102的长度，卷绕时，使末端富余的隔膜遍及卷绕电池最外侧的正/负极活性层20表面，使卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜103；
(4)在正极导电层上连接正极极耳，在负极导电层上连接负极极耳，自动焊接制备成半成品卷绕电池；
(5)将半成品卷绕电池放置于85℃真空烘箱中烘烤24小时，经注液、封口、化成、老化和分容后，得到对侧双绕组结构的卷绕电池。
本发明实施例提供的卷绕电池，通过在正极集流体和负极集流体表面间隔设置正极活性层和负极活性层，使卷绕电池的平坦部位具有活性层，而弯曲部位没有活性层，从而解决了现有卷绕电池弯曲部位所受应力大，弯曲部位易发生析锂、掉料、隔膜破裂、短路等的问题，提高了卷绕电池的循环性能及安全性能，同时可显著发挥卷绕生产效率高的优点。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种卷绕电池，其特征在于，所述卷绕电池包括相对设置且卷绕的正极片和负极片，以及设置在所述正极片和所述负极片之间的隔膜；
所述正极片包括正极集流体，和设置在所述正极集流体两侧表面的非连续的正极活性层；
所述负极片包括负极集流体，和设置在所述负极集流体两侧表面的非连续的负极活性层；
所述卷绕电池包括平坦部位和弯曲部位，所述正极活性层和所述负极活性层仅位于所述卷绕电池的平坦部位。
2.根据权利要求1所述的卷绕电池，其特征在于，所述正极集流体为正极导电层；
和/或，所述负极集流体为负极导电层。
3.根据权利要求1所述的卷绕电池，其特征在于，所述正极集流体包括柔性绝缘层和设置在所述柔性绝缘层两侧表面的连续的正极导电层；
和/或，所述负极集流体包括柔性绝缘层和设置在所述柔性绝缘层两侧表面的连续的负极导电层。
4.根据权利要求1所述的卷绕电池，其特征在于，所述正极集流体包括柔性绝缘层和设置在所述柔性绝缘层两侧表面的非连续的正极导电层，在平行于所述正极片长边的方向上，所述正极导电层与所述正极活性层的长度相同；
和/或，所述负极集流体包括柔性绝缘层和设置在所述柔性绝缘层两侧表面的非连续的负极导电层，在平行于所述负极片长边的方向上，所述负极导电层与所述负极活性层的长度相同。
5.根据权利要求2-4任一项所述的卷绕电池，其特征在于，在平行于所述正极片短边的方向上，所述正极导电层的长度大于所述正极活性层的长度；
和/或，在平行于所述负极片短边的方向上，所述负极导电层的长度大于所述负极活性层的长度。
6.根据权利要求3或4所述的卷绕电池，其特征在于，所述柔性绝缘层的厚度为5-40μm；
优选地，所述柔性绝缘层的材料选自聚乙烯醇、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、纤维纸和纤维布中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的卷绕电池，其特征在于，所述卷绕电池的最内圈和最外圈均为所述隔膜。
8.根据权利要求1所述的卷绕电池，其特征在于，所述卷绕电池还包括与所述正极集流体相连的正极极耳，和与所述负极集流体相连的负极极耳。
9.根据权利要求1所述的卷绕电池，其特征在于，所述卷绕电池的卷绕方式为单绕组、双绕组或叠绕组。
10.根据权利要求1所述的卷绕电池，其特征在于，所述卷绕电池为钠离子电池、锂离子电池、钾离子电池、锌离子电池或镁离子电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410457594.2A CN118173907A (zh) | 2024-04-16 | 2024-04-16 | 一种卷绕电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410457594.2A CN118173907A (zh) | 2024-04-16 | 2024-04-16 | 一种卷绕电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118173907A true CN118173907A (zh) | 2024-06-11 |
Family
ID=91358361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410457594.2A Pending CN118173907A (zh) | 2024-04-16 | 2024-04-16 | 一种卷绕电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118173907A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120048908A (zh) * | 2025-04-25 | 2025-05-27 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置 |
-
2024
- 2024-04-16 CN CN202410457594.2A patent/CN118173907A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120048908A (zh) * | 2025-04-25 | 2025-05-27 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置 |
| CN120048908B (zh) * | 2025-04-25 | 2025-08-01 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN117637991A (zh) | 一种极片、电极组件及电池 | |
| CN112563579B (zh) | 一种高安全性大容量锂离子电池叠片电芯及其制备方法 | |
| WO2020007130A1 (zh) | 一种锂电池负极片及锂电池 | |
| CN216563246U (zh) | 一种电池 | |
| US11652242B2 (en) | Solid-state battery electrolyte layers | |
| CN218632099U (zh) | 极片及电池 | |
| JP2020181669A (ja) | 全固体電池および全固体電池の製造方法 | |
| CN116565341B (zh) | 电极组件、电芯和用电设备 | |
| CN118173907A (zh) | 一种卷绕电池 | |
| CN211017271U (zh) | 一种复合卷芯 | |
| CN118398765B (zh) | 电极组件、电极组件的制造方法和电化学装置 | |
| CN221486537U (zh) | 一种正极片及电芯 | |
| CN219759653U (zh) | 卷绕式电芯、电池和车辆 | |
| CN201081817Y (zh) | 一种卷绕式锂电池电芯的极片 | |
| WO2025113583A1 (zh) | 电极片及其制备方法、电极组件及锂离子电池 | |
| WO2025035640A1 (zh) | 一种锂电池负极及其制备方法和应用 | |
| CN223797346U (zh) | 一种电池极片、电芯及电池 | |
| CN223665617U (zh) | 电芯、电池以及用电设备 | |
| CN115312878A (zh) | 一种无负极电池、制作方法及其用电设备 | |
| CN223693140U (zh) | 正极片、电芯及电池 | |
| CN222619775U (zh) | 叠片型复合集流体软包极组及电池 | |
| CN221486544U (zh) | 一种极片箔材、阳极片、电芯和锂离子电池 | |
| CN221125987U (zh) | 一种锂电池负极和锂电池 | |
| CN220914300U (zh) | 一种硅基高功率型圆柱锂离子电池 | |
| CN219937077U (zh) | 一种卷绕电芯和二次电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |