电池极组及电池的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种电池极组及电池。


背景技术：

2.目前，国内外锂电池企业都在全力研究圆形全极耳结构设计，比较常见的设计为正负极极片边缘箔材进行留白设计，之后再通过卷绕设备进行卷绕达到极组正负极两端留出足够长度的箔材，最后再通过对极组两端箔材进行揉平挤压，从而使得极组达到一定长度的方式。此种方式具有工序简单，设备结构简单易得，过程可控等优点。
3.但是，上述方式在对极组揉平挤压过程中会产生大量的箔材金属碎屑，虽然能通过增加负压吸尘功能来改善该问题，但不可能完全地去除掉箔材的金属碎屑，而金属碎屑是造成锂电池高自放电的根本原因。并且较大金属碎屑被揉平挤压会有进极组内部的风险，具有极大的安全风险。其次，揉平挤压后的极组两端被厚实紧实的金属箔材覆盖，极大增加电解液润湿极片与隔膜的难度，对安全性能与电化学性能造成极大的影响。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电池极组，所述电池极组能够解决对极组箔材进行挤压而导致出现带来金属碎屑，以及电解液的浸润难度较大的问题。
5.本实用新型还旨在提出一种电池，以应用上述的电池极组。
6.根据本实用新型实施例的一种电池极组，包括：极片，所述极片卷绕成圆柱状，所述极片具有多个长度不等的卷绕段，多个所述卷绕段能卷绕成直径不等的圆形，所述卷绕段上构造有多个极耳，多个所述极耳沿所述卷绕段的延伸方向依次设置，所述卷绕段的多个所述极耳能拼接成环形，且任意相邻的两个所述极耳的侧边能相互贴合。
7.根据本实用新型实施例的电池极组，通过将极片的卷绕段上构造有多个极耳，卷绕段的多个极耳能拼接成环形，任意相邻的两个极耳的侧边能相互贴合，从而在对电池极组的两端揉平挤压时极耳能相互贴合，彼此既无空隙也无重叠区域，有效减少甚至消除金属碎屑和粉尘，且有利于电解液的浸润。
8.一些实施例中，所述极耳具有顶端和底端，所述底端连接所述极片，所述顶端的长度小于所述底端的长度。
9.一些实施例中，所述极耳被构造为梯形。
10.一些实施例中，不同的所述卷绕段中所述极耳的所述顶端的长度不等，不同的所述卷绕段中所述极耳的所述底端的长度不等。
11.一些实施例中，在沿圆柱状的所述极片的自外向内的方向上，依次设置的所述卷绕段中所述极耳的所述顶端的长度依次减小、所述极耳的所述底端的长度依次减小。
12.一些实施例中，多个所述卷绕段中除靠近中心处的部分所述卷绕段，其余所述卷绕段上构造有所述极耳，位于中心处的所述卷绕段卷绕后形成有中心孔。
13.一些实施例中，每个所述卷绕段的两端设有标记孔。
14.一些实施例中，所述极片和所述极耳为一体件，所述极耳由所述极片的空白区切割制成。
15.一些实施例中，所述极片的所述空白区的宽度为6至8mm。
16.根据本实用新型实施例的一种电池，包括：正极组和负极组，所述正极组和所述负极组均为前文所述的电池极组。
17.根据本实用新型实施例的电池，采用电池极组构成的正极组和负极组，极组在揉平挤压时能够减少金属碎屑和粉尘的产生，容易实现电解液的浸润，有利于降低电池的安全风险。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为本实用新型实施例中电池极组的俯视图；
21.图2为本实用新型实施例中极片处于展开状态的示意图；
22.图3为本实用新型实施例中极耳的放大图。
23.附图标记：
24.100、电池极组；
25.10、极片；101、卷绕段；102、标记孔；103、空白区；
26.20、极耳；201、顶端；202、底端。
27.30、中心孔。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
30.此外，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，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
31.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.下面结合附图1和图2，描述本实用新型实施例的电池极组100。
34.如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的电池极组100，包括：极片10。
35.极片10卷绕成圆柱状，极片10具有多个长度不等的卷绕段101，多个卷绕段101能卷绕成直径不等的圆形，卷绕段101上构造有多个极耳20，多个极耳20沿卷绕段101的延伸方向依次设置，卷绕段101的多个极耳20能拼接成环形，且任意相邻的两个极耳20的侧边能相互贴合。
36.可以理解为，该电池极组100作为电池的极组部件，既可以为正极极组，也可以为负极极组，极片10可以为箔材，能卷绕成圆柱状，极片10卷绕结束时需揉平挤压，揉平挤压时，由于卷绕段101上构造有多个极耳20，揉平挤压后多个极耳20中任意相邻两个的侧边能相互贴合，保证既无空隙也无重叠区域，使极组的端面的压伏难度较低，其端面更加平整，显著降低极耳20的焊接难度和异常现场出现的概率，同时在经过卷绕机的辊轮处理时不容易产生极耳20折叠异常，可减少金属碎屑和粉尘，降低电池的安全风险。其次，极耳20整体厚度较薄，有利于电解液的浸润。
37.根据本实用新型实施例的电池极组100，通过将极片10的卷绕段101上构造有多个极耳20，卷绕段101的多个极耳20能拼接成环形，任意相邻的两个极耳20的侧边能相互贴合，从而在对电池极组100的两端揉平挤压时极耳20能相互贴合，彼此既无空隙也无重叠区域，有效减少甚至消除金属碎屑和粉尘，且有利于电解液的浸润。
38.一些实施例中，如图3所示，极耳20具有顶端201和底端202，底端202连接极片10，顶端201的长度小于底端202的长度。也就是说，极耳20具有大小不同的两个端部，顶端201靠近圆柱状的极片10的中心一侧，这样就保证极片10在卷绕后，每个卷绕段101上的多个极耳20能围绕成一圆形，极耳20的侧边相互贴合且无缝隙。
39.一些实施例中，如图3所示，极耳20被构造为梯形，每个卷绕段101卷绕成一圆形后，每个极耳20的梯形侧边可以与相邻的两个极耳20的梯形侧边相互贴合，将极耳20构造成梯形结构，制造简单，有利于降低成本。
40.在另一实施例中，极耳20也可以构造为扇形，扇形的两侧边可以与相邻的两个极耳20的扇形侧边相互贴合，同样也能保证极耳20之间既无空隙也无重叠区域。
41.一些实施例中，不同的卷绕段101中极耳20的顶端201的长度不等，不同的卷绕段101中极耳20的底端202的长度不等。由于不同的卷绕段101卷绕后的直径不同，越是靠近圆柱状的极片10的中心，卷绕段101卷绕后的直径越小，因此将不同的卷绕段101中极耳20的顶端201和底端202的长度设置成不等，可以调整每个卷绕段101上极耳20的数量，从而有利于保证多个极耳20拼接成圆形后边缘的贴合效果更好，更有利于实现无缝隙和无重叠区域。例如，越是靠近圆柱状的极片10中心的卷绕段101，其长度越短，围成的圆半径也就越小，若是使其与外圈侧的卷绕段101的极耳20尺寸相同，则多个极耳20拼接成的圆形效果较差，容易出现缝隙，因此可以将靠近圆柱状的极片10中心的卷绕段101中，极耳20的顶端201和底端202长度设置的较小，以保证多个极耳20拼接后的贴合效果更好。
42.一些实施例中，在沿圆柱状的极片10的自外向内的方向上，依次设置的卷绕段101
中极耳20的顶端201的长度依次减小、极耳20的底端202的长度依次减小。可以理解为，极片10的多个卷绕段101可以依次(沿图2中自左向右的方向)记为：第一卷绕段、第二卷绕段
……
第n卷绕段，第一卷绕段卷绕呈极组的最外圈，第一卷绕段至第n卷绕段中，极耳20的顶端201长度、底端202的长度依次递减。
43.例如，以直径为44mm的极组进行说明，最外圈的卷绕段101中，极耳20的顶端201的长度为5.3mm，底端202的长度为6.0mm，极耳20整体的高度为6.0mm，则极组上内圈半径6.0mm处的卷绕段101中，对应的极耳20的顶端201的长度为1.5mm，底端202的长度为3.0mm，极耳20整体的高度为6.0mm，而极组的最外圈到内圈半径6.0mm之间的多个卷绕段101中，其上的极耳20的顶端201长度、底端202的长度依次递减。其中，具体地，极耳20的顶端201和底端202的长度可通过每个卷绕段101卷绕后的直径进行计算得出。
44.一些实施例中，多个卷绕段101中除靠近中心处的部分卷绕段101，其余卷绕段101上构造有极耳20，处于中心处的卷绕段101卷绕后形成有中心孔30。参考前文所述，极片10的多个卷绕段101可以依次(沿图2中自左向右的方向)记为：第一卷绕段、第二卷绕段
……
第n卷绕段、无极耳段，第一卷绕段卷绕呈极组的最外圈，靠近中心的部分卷绕段101即为无极耳段。
45.也就是说，靠近中心处的部分卷绕段101为无极耳段，即，不设置极耳20，这样该部分卷绕段101卷绕成后中心孔30的四周就不会被极耳20遮盖住，有利于插中心管以及电解液的浸润，其次，中心孔30上需要设置隔膜，由于该部分卷绕段101为无极耳，因此不会损坏中心孔30周围的隔膜，在压伏过程中中心孔30周围不会产生金属碎屑。
46.在一些实施例中，靠近中心处的部分卷绕段101可以为一个，即，只有一个卷绕段101上不设置极耳20。或者，靠近中心处的部分卷绕段101可以为两个，采用该方式以保证中心孔30周围具有足够的空间，更有利于避免出现金属碎屑。当然，这里只是举例说明，靠近中心处的部分卷绕段101的数量可以根据情况具体设置，这里不再赘述。
47.一些实施例中，如图2所示，每个卷绕段101的两端设有标记孔102，通过标记孔102容易知晓极片10上不同的卷绕段101的位置，方便设置极耳20，并在卷绕时对每个卷绕段101进行区分。
48.一些实施例中，极片10和极耳20为一体件，极耳20由极片10的空白区103切割制成，也就是说，极片10由箔材制成，箔材的顶部预留有长条形的空白区103，空白区103通过激光切割即可得到多个极耳20，无需设置极耳20的卷绕段101，只需将空白区103完全切除即可。
49.一些实施例中，如图2所示，极片10的空白区103的宽度为6至8mm，通过设置该范围的空白区103，以得到满足压伏所需高度的极耳20。
50.下面结合附图，描述本实用新型电池极组100的一个具体实施例。
51.如图1至图3所示，一种电池极组100，包括：极片10。
52.极片10卷绕成圆柱状，极片10具有多个长度不等的卷绕段101，多个卷绕段101能卷绕成直径不等的圆形，卷绕段101上构造有多个极耳20，多个极耳20沿卷绕段101的延伸方向依次设置，卷绕段101的多个极耳20能拼接成环形，且任意相邻的两个极耳20的侧边能相互贴合。
53.极耳20被构造为梯形，具有顶端201和底端202，底端202连接极片10，顶端201的长
度小于底端202的长度。
54.在沿圆柱状的极片10的自外向内的方向上，依次设置的卷绕段101中极耳20的顶端201的长度依次减小、极耳20的底端202的长度依次减小。
55.多个卷绕段101中除靠近中心处的部分卷绕段101，其余卷绕段101上构造有极耳20，处于中心处的卷绕段101卷绕后形成有中心孔30。
56.任意相邻的两个卷绕段101之间设有标记孔102。
57.极片10和极耳20为一体件，极耳20由极片10的空白区103切割制成，极片10的空白区103的宽度为6至8mm。
58.根据本实用新型实施例的一种电池，包括：正极组和负极组，正极组和负极组均为前文的电池极组100。其中，该电池可以为圆形钢壳锂电池。
59.根据本实用新型实施例的电池，采用电池极组100构成的正极组和负极组，极组在揉平挤压时能够减少金属碎屑和粉尘的产生，容易实现电解液的浸润，有利于降低电池的安全风险。
60.根据本实用新型实施例的电池的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
61.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
62.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。