[发明专利]一种圆柱电池卷芯及其制造方法

说明书

本发明公开了一种圆柱电池卷芯，由正极片、隔膜、负极片和隔膜叠合卷绕而成，所述正极片上设有一正极耳，所述负极片上设有一负极耳，正极耳和负极耳位于同一端面，叠合后的所述正极片的正极耳和所述负极片的负极耳在长度方向上留有间距，使得所述正极片的正极耳与所述负极片的负极耳在卷绕后形成为两个不重叠的环形结构。本发明通过巧妙的设计解决了正负极极耳交叠现象，杜绝卷芯内短路，大大降低了对设备和环境的要求从而降低工费成本。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，具体涉及一种圆柱电池卷芯及其制造方法。

背景技术

圆柱形锂离子电池采用连续涂布，不使用模切和叠片工艺，所以圆柱电池生产效率高，制造工费低。另外，圆柱电池的在热胀冷缩、抗震动和电池夹紧束缚方面，有其他电池不可比拟的优点。

中国发明专利申请公布号CN112542641A公开了一种圆柱电池及其制造方法，通过将极耳设置在卷芯的一端面上，在一定程度上能够降低卷芯的高度，同时可以仅对壳体一端进行开口和封口，降低了圆柱电池的整体重量，在圆柱电池的制造方法上，相较于现有技术中使用全极耳的极片，该发明在工艺上增设了对极片的激光切割，通过激光切割和后续对极耳的焊接揉平工艺的配合，能够使正负极片卷绕形成的卷芯一端形成正极耳区域、负极耳区域和非极耳区域，将极耳之间的非焊接区域进行省略，降低了卷绕后正负极耳之间接触的致密性，使后续注入电解液时，能够加快电解液浸润正负极片的速率，有效提高圆柱电池的生产效率。理想情况下，完全均一厚度的极片，通过设计在指定位置进行切极耳，可将该极耳卷绕在指定呈半圆形位置，但事实上，该发明对极片厚度一致性要求非常高。极片厚度的偏差导致该发明切出来的极耳不能卷绕在指定的区域内，极耳位置的偏移会导致正负极半圆会有极耳交叠，这样揉平和焊接极耳的电芯是内短路的。极片的厚度偏差来自于涂布横向和纵向偏差，辊压的偏差以及极片卷绕前吸收环境中水分反弹的偏差，为了避免这些偏差首先需要高精度的涂布机，该涂布机具有高精度的模头和均一的烘干系统，然后还需要高精度的辊压机和均一的车间环境湿度，同时对正负极原材料也有一定的要求。

有鉴于此，从实际应用出发，急需一种能从原理设计上避免上述问题的方案。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种圆柱电池卷芯及其制造方法，通过巧妙的设计解决了正负极极耳交叠现象，杜绝卷芯内短路，大大降低了对设备和环境的要求从而降低工费成本。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种圆柱电池卷芯，由正极片、隔膜、负极片和隔膜叠合卷绕而成，所述正极片上设有一正极耳，所述负极片上设有一负极耳，

正极耳和负极耳位于同一端面，叠合后的所述正极片的正极耳和所述负极片的负极耳在长度方向上留有间距，使得所述正极片的正极耳与所述负极片的负极耳在卷绕后形成为两个不重叠的环形结构。

进一步的技术方案中，所述卷芯由正极片、隔膜、负极片和隔膜叠合卷绕而成，其中负极片先于正极片入卷针卷绕，负极片的涂布区域的长度和宽度均大于正极片的涂布区域的长度和宽度，使得负极片的涂布区域将正极片的涂布区域完全覆盖，负极耳设于负极片的右边，正极耳设于正极片的左边，且负极耳的长度小于正极耳的长度，负极耳先于正极耳卷绕，卷绕后负极耳形成内环，正极耳形成外环。

进一步的技术方案中，所述卷芯由正极片、隔膜、负极片和隔膜叠合卷绕而成，其中负极片先于正极片入卷针卷绕，负极片的涂布区域的长度和宽度均大于正极片的涂布区域的长度和宽度，使得负极片的涂布区域将正极片的涂布区域完全覆盖，负极耳设于负极片的左边，正极耳设于正极片的右边，且负极耳的长度大于正极耳的长度，正极耳先于负极耳卷绕，卷绕后正极耳形成内环，负极耳形成外环。

进一步的技术方案中，所述两个不重叠的环形结构中内环的外圆半径小于外环的内圆半径，其中内环和外环区域为极耳区域，内环和外环之外的区域为非极耳区域。

本发明技术方案中，先卷绕的极耳的长度小于后卷绕的极耳的长度。