一种多极耳极片及极组的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电池生产技术领域，具体涉及一种多极耳极片及极组。


背景技术：

2.目前锂离子电池广泛应用于新能源汽车行业，为解决传统圆柱18650/21700电池高内阻、低倍率以及较低容量的问题，圆柱型锂离子电池的全极耳结构将逐渐成为所有国内外圆形锂电池企业的发展趋势，目前，常见的圆柱型电池全极耳结构为正负极极片边缘箔材进行留白设计，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，此方法工序简单、设备结构简单易得、过程可控，但在对极组揉平挤压过程中，会产生大量的箔材金属碎屑，会造成锂电池高自放电，甚至还有较大金属碎屑被揉平挤压进极组内部的风险，严重影响电池的安全性能。


技术实现要素：

3.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中全极耳在揉平挤压过程中产生大量金属碎屑的缺陷，从而提供一种能够减少金属碎屑产生的多极耳极片。
4.本实用新型要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中极组的全极耳结构在揉平挤压过程中产生大量金属碎屑的缺陷，从而提供一种能够减少金属碎屑产生的极组。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种多极耳极片，包括：
6.涂覆区，由箔材的部分区域涂覆预设介质而成；
7.极耳，由所述箔材的部分区域形成，并设置于所述涂覆区沿宽度方向的一侧；
8.所述涂覆区包括：无极耳段，设置为起始段；极耳段，其上设置有所述极耳，所述极耳段的数量为n段，沿所述涂覆区的长度方向，第一段所述极耳段与所述无极耳段连接，第n段所述极耳段与第n-1段所述极耳段连接；
9.每段所述极耳段上设置有多个所述极耳；
10.第n段所述极耳段上的第m尺寸的所述极耳的尺寸大于第n-1段所述极耳段上的第m-1尺寸的所述极耳的尺寸，其中，n与m均为正整数。
11.可选的，所述极耳由所述箔材的部分区域裁切而成。
12.可选的，所述极耳构造为圆形。
13.可选的，所述涂覆区具有平铺的展开状态，以及绕所述涂覆区的第一边卷绕的卷绕状态。
14.可选的，当所述涂覆区处于卷绕状态时，所述涂覆区卷绕后形成圆柱型的绕组，第n段所述极耳段上的第m尺寸的所述极耳的直径小于所述绕组的直径。
15.可选的，所述极耳段上的极耳具有平行于所述绕组的轴线同向的直立状态，以及垂直于所述绕组的轴线的压伏状态。
16.可选的，当所述极耳处于压伏状态时，每个所述极耳的圆心都与所述绕组垂直于所述轴线的截面的圆心重合。
17.可选的，所述极耳与所述极耳段的连接处设置有圆角。
18.本实用新型提供的一种极组，包括：
19.正极片，构造为如上述所述的多极耳极片；
20.负极片，构造为如上述所述的多极耳极片；
21.隔膜，放置于所述正极片与所述负极片之间，适于分隔所述正极片与所述负极片。
22.可选的，所述正极片、隔膜、负极片依序叠放，并共同绕第一边卷绕，所述正极片上的极耳与所述负极片上的极耳分别位于极组的两端。
23.本实用新型技术方案，具有如下优点：
24.1.本实用新型提供的多极耳极片，通过设置涂覆区包括无极耳段和n段极耳段依序连接，每段所述极耳段上设置多个极耳，第n段所述极耳段上的第m尺寸的所述极耳的尺寸大于第n-1段所述极耳段上的第m-1尺寸的所述极耳的尺寸，实现多个极耳间隔设置，进而当所述多极耳极片卷绕成极组时，便于多个所述极耳的翻折，与使用全极耳的极组两端箔材直接进行揉平挤压相比，多极耳极片的多个所述极耳依序翻折即可实现极组端面的平整，无需进行揉平挤压，从而减少了因揉平挤压而产生的金属碎屑，避免因金属碎屑的存在而造成电池自放电或短路等安全隐患，有利于提高电池的使用性能和安全性能。
25.2.本实用新型提供的多极耳极片，通过设置极耳由箔材的部分区域裁切而成，实现减少所述极耳在加工过程中产生金属碎屑，且通过裁切工艺可以准确切割出所述极耳所需的形状，避免了材料的浪费。
26.3.本实用新型提供的多极耳极片，通过设置所述极耳为圆形，实现当所述多极耳极片卷绕成圆柱型极组，所述极组的两端面为圆形时，所述极耳翻折后能够与所述极组的端面同心设置，多个所述极耳依序翻折后形成平整的端面，有利于降低后续加工时所述极耳与外接导电结构焊接的难度。
27.4.本实用新型提供的多极耳极片，通过设置涂覆区具有平铺的展开状态，以及绕所述涂覆区的第一边卷绕的卷绕状态，实现当所述涂覆区处于卷绕状态时，所述涂覆区卷绕后形成圆柱型的绕组，并且，通过设置所述极耳段上的极耳具有平行于所述绕组的轴线同向的直立状态，以及垂直于所述绕组的轴线的压伏状态，实现当所述涂覆区处于卷绕状态时，所述极耳能够翻折至与所述绕组的端面平行，两个相邻所述极耳之间贴合，使得绕组的端面平整，结构简单、操作方便。
28.5.本实用新型提供的极组，通过构造为多极耳极片的正极片、隔膜以及构造为多极耳极片的负极片依序叠放，并共同绕第一边卷绕，形成圆柱型极组，其中，所述正极片上的极耳与所述负极片上的极耳分别位于极组的两端，从而所述极组的两端的极耳均无需进行揉平挤压即可实现所述极组两端的平整，操作简单且减少了金属碎屑的产生，进而减小了电池的安全隐患。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为改进前的全极耳极片结构示意图；
31.图2为改进后的多极耳极片结构示意图；
32.图3为改进后的一个极耳的放大图；
33.图4为本实用新型极片卷绕后的极组的俯视图；
34.图5为本实用新型极片卷绕后的极组正视图的剖面图。
35.附图标记说明：
36.2、涂覆区；20、第一边；21、无极耳段；22、第一极耳段；23、第二极耳段；24、第三极耳段；30、极耳；31、第一尺寸极耳；32、第二尺寸极耳；33、第三尺寸极耳。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
41.实施例一
42.结合图1-图5所示，本实施例提供的多极耳极片，包括：
43.涂覆区2，由箔材的部分区域涂覆预设介质而成；
44.极耳30，由所述箔材的部分区域形成，并设置于所述涂覆区2沿宽度方向的一侧；
45.所述涂覆区2包括：无极耳段21，设置为起始段；极耳段，其上设置有所述极耳30，所述极耳段的数量为n段，沿所述涂覆区2的长度方向，第一段所述极耳段与所述无极耳段21连接，第n段所述极耳段与第n-1段所述极耳段连接；
46.每段所述极耳段上设置有多个所述极耳30；
47.第n段所述极耳段上的第m尺寸的所述极耳的尺寸大于第n-1段所述极耳段上的第m-1尺寸的所述极耳的尺寸，其中，n与m均为正整数。
48.需要说明的是，所述多极耳极片为组成锂离子电池的正极片或负极片，所述箔材指的是所述正极片或所述负极片的金属层，具体为所述正极片的铝箔或所述负极片的铜箔；所述预设介质指的是涂覆在所述箔材上的浆料，所述正极片的铝箔上涂覆正极材料浆
料，所述负极片的铜箔上涂覆负极材料浆料；所述浆料涂敷在所述箔材上时，所述箔材的一边留白，不进行涂敷，所述留白部分形成极片的极耳；所述宽度方向指的是图2所示的所述第一边20所在直线的方向；所述长度方向指的是所述多极耳极片的平面上与所述第一边20垂直的边的方向。
49.所述多极耳极片用于组成锂离子电池的极组，在圆柱型锂离子电池中，所述极组由极片卷绕形成，传统的全极耳极片在卷绕后，需要通过设备对极片端部的极耳部分的箔材进行揉平挤压，以形成平整的端部，然而在揉平挤压过程中会产生大量的金属碎屑，不利于电池的性能和安全，本实施例提供的多极耳极片卷绕形成的极组，只需对多个所述极耳依序翻折，即可实现将多个所述极耳压伏至极组的端部，且形成的端部平整，无需进行揉平挤压，不会产生大量金属碎屑。
50.需要说明的是，沿所述涂覆区2的长度方向，所述涂覆区2划分为所述无极耳段21和n段所述极耳段，其中，n为正整数，当n≥2时，所述极耳段为n段，与所述无极耳段21邻接的为第一段极耳段，与所述第一段极耳段邻接的为第二段极耳段，以此类推，至所述涂覆区2上最后一段为第n段极耳段；当n＝1时，所述涂覆区2划分为所述无极耳段21和一段所述极耳段，此时，不存在第n-1段所述极耳段。
51.可选的，图2所示为本实施例当n＝3时的多极耳极片结构示意图，此时，m＝3，所述极耳段包括第一极耳段22、第二极耳段23以及第三极耳段24，即所述多极耳极片依次划分为无极耳段21、第一极耳段22、第二极耳段23以及第三极耳段24，所述第一极耳段22上设置有第一尺寸极耳31，所述第二极耳段23上设置有第二尺寸极耳32，所述第三极耳段24设置有第三尺寸极耳33，所述第三尺寸极耳33的尺寸大于所述第二尺寸极耳32的尺寸，所述第二尺寸极耳32的尺寸大于所述第一尺寸极耳31的尺寸。
52.可选的，每段所述极耳段上的多个所述极耳均沿长度方向等间隔分布。
53.本实施例提供的多极耳极片，通过设置所述涂覆区2包括所述无极耳段21和n段所述极耳段依序连接，每段所述极耳段上设置多个极耳30，第n段所述极耳段上的第m尺寸的所述极耳的尺寸大于第n-1段所述极耳段上的第m-1尺寸的所述极耳的尺寸，实现多个极耳30间隔设置，进而当所述多极耳极片卷绕成极组时，便于多个所述极耳30的翻折，与使用全极耳的极组两端箔材直接进行揉平挤压相比，多极耳极片的多个所述极耳依序翻折即可实现极组端面的平整，无需进行揉平挤压，从而减少了因揉平挤压而产生的金属碎屑，避免因金属碎屑的存在而造成电池自放电或短路等安全隐患，有利于提高电池的使用性能和安全性能。
54.具体地，所述极耳30由所述箔材的部分区域裁切而成。
55.可选的，所述极耳30的加工方式为激光模切。
56.本实施例提供的多极耳极片，通过设置所述极耳30由箔材的部分区域裁切而成，实现减少所述极耳30在加工过程中产生金属碎屑，且通过裁切工艺可以准确切割出所述极耳30所需的形状，避免了材料的浪费。
57.具体地，所述极耳构造为圆形。
58.可选的，所述当n＝3时，所述第三尺寸极耳33的直径大于所述第二尺寸极耳32的直径，所述第二尺寸极耳32的直径大于所述第一尺寸极耳31的直径。
59.本实施例提供的多极耳极片，通过设置所述极耳30为圆形，实现当所述多极耳极
片卷绕成圆柱型极组，所述极组的两端面为圆形时，所述极耳30翻折后能够与所述极组的端面同心设置，多个所述极耳30依序翻折后形成平整的端面，有利于降低后续加工时所述极耳30与外接导电结构焊接的难度。
60.具体地，所述涂覆区2具有平铺的展开状态，以及绕所述涂覆区2的第一边20卷绕的卷绕状态。
61.具体地，当所述涂覆区2处于卷绕状态时，所述涂覆区2卷绕后形成圆柱型的绕组，第n段所述极耳段上的第m尺寸的所述极耳的直径小于所述绕组的直径。
62.需要说明的是，当所述涂覆区2处于卷绕状态时，是用于卷绕形成绕组，正极片、隔膜以及负极片共同卷绕形成电池的极组。
63.可选的，所述第一边20与所述极组的轴线重合。
64.具体地，所述极耳段上的极耳具有平行于所述绕组的轴线同向的直立状态，以及垂直于所述绕组的轴线的压伏状态。
65.需要说明的是，所述直立状态指的是所述多极耳极片卷绕后，为对所述极耳30进行翻折的状态，所述压伏状态指的是对所述极耳30进行翻折，使其贴覆在所述绕组的端面的状态。
66.本实施例提供的多极耳极片，通过设置所述涂覆区2具有平铺的展开状态，以及绕所述涂覆区2的第一边20卷绕的卷绕状态，实现当所述涂覆区2处于卷绕状态时，所述涂覆区2卷绕后形成圆柱型的绕组，并且，通过设置所述极耳段上的极耳30具有平行于所述绕组的轴线同向的直立状态，以及垂直于所述绕组的轴线的压伏状态，实现当所述涂覆区2处于卷绕状态时，所述极耳30能够翻折至与所述绕组的端面平行，两个相邻所述极耳30之间贴合，使得绕组的端面平整，结构简单、操作方便。
67.具体地，当所述极耳处于压伏状态时，每个所述极耳的圆心都与所述绕组垂直于所述轴线的截面的圆心重合。
68.具体地，所述极耳30与所述极耳段的连接处设置有圆角。
69.可选的，所述圆角为激光模切所述极耳30过程中所形成，所述圆角的半径r2小于所述极耳30的半径r1。
70.实施例二
71.结合图1-图5，本实施例提供的极组，包括：
72.正极片，构造为如上述所述的多极耳极片；
73.负极片，构造为如上述所述的多极耳极片；
74.隔膜，放置于所述正极片与所述负极片之间，适于分隔所述正极片与所述负极片。
75.具体地，所述正极片、隔膜、负极片依序叠放，并共同绕第一边20卷绕，所述正极片上的极耳与所述负极片上的极耳分别位于极组的两端。
76.本实施例提供的极组，通过构造为多极耳极片的正极片、隔膜以及构造为多极耳极片的负极片依序叠放，并共同绕所述第一边20卷绕，形成圆柱型极组，其中，所述正极片上的极耳与所述负极片上的极耳分别位于极组的两端，从而所述极组的两端的极耳均无需进行揉平挤压即可实现所述极组两端的平整，操作简单且减少了金属碎屑的产生，进而减小了电池的安全隐患。
77.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对
于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。