一种电芯双层涂布结构及卷绕电芯的制作方法

1.本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电芯双层涂布结构及卷绕电芯。


背景技术：

2.如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。电芯在电动汽车、3c等产业应用广泛，产品开发迭代速度很快，通过仿真方法来加速产品开发已经是越来越普遍。
3.现有的电芯结构，能量密度和充电速度较低，存在降低析锂风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电芯双层涂布结构，通过优化电芯双层涂布结构，有助于提高电芯的质量。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种电芯双层涂布结构，包括集流体，所述集流体的至少一面设置有膜面，所述膜面包括底层和表层，所述底层位于所述集流体和表层之间，所述表层用于与电池的隔膜接触。
7.优选的，所述膜面分为长膜面和短膜面，所述长膜面和所述短膜面均设置所述底层和所述表层。
8.优选的，所述集流体分为正极集流体和负极集流体，所述正极集流体设置有正极膜面，所述负极集流体设置有负极膜面。
9.优选的，所述正极集流体的材质为铝，所述负极集流体的材质为铜。
10.本实用新型的目的之二在于提供一种卷绕电芯，包括隔膜及如上述的电芯双层涂布结构。
11.优选的，所述卷绕电芯在厚度方向上依次为正极集流体、正极膜面、隔膜、负极膜面的表层、负极膜面的底层、负极集流体、负极膜面的底层、负极膜面的表层、隔膜、正极膜面及正极集流体。
12.优选的，所述卷绕电芯在厚度方向上依次为正极集流体、正极膜面的底层、正极膜面的表层、隔膜、负极膜面的表层、负极膜面的底层、负极集流体、负极膜面的底层、负极膜面的表层、隔膜、正极膜面的表层、正极膜面的底层及正极集流体。
13.优选的，所述卷绕电芯在厚度方向上依次为正极集流体、正极膜面的底层、正极膜面的表层、隔膜、负极膜面、负极集流体、负极膜面、隔膜、正极膜面的表层、正极膜面的底层及正极集流体。
14.本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括集流体，所述集流体的至少一面设
置有膜面，所述膜面包括底层和表层，所述底层位于所述集流体和表层之间，所述表层用于与电池的隔膜接触。由于现有的电芯结构，能量密度和充电速度较低，存在降低析锂风险，因此，在集流体的至少一面设置有膜面，膜面分成底层和表层，表层靠近隔膜，底层靠近集流体，根据正极片和负极片，双层涂布分为正极极片双层涂布、负极极片双层涂布、正极片和负极极片都进行双层涂布，此外，通过仿真作为加速产品迭代的有手段，可以在双层涂布结构的研发中应用，即针对电芯双层涂布设计，通过三维仿真使用了更多的结构设计信息，全尺寸设计，精度更高。本实用新型通过优化电芯双层涂布结构，有助于提高电芯的质量。
附图说明
15.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
16.图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。
17.图2为本实用新型中实施方式一在厚度方向上的放大图。
18.其中，附图标记说明如下：
19.1-正极集流体；
20.2-正极膜面；
21.3-隔膜；
22.4-负极膜面的表层；
23.5-负极膜面的底层；
24.6-负极集流体。
具体实施方式
25.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
26.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。
28.以下结合附图1～2对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
29.实施方式一
30.下面结合附图1～2描述实施方式一
31.电芯双层涂布结构，包括集流体，集流体的至少一面设置有膜面，膜面包括底层和
表层，底层位于集流体和表层之间，表层用于与电池的隔膜3接触。
32.由于现有的电芯结构，能量密度和充电速度较低，存在降低析锂风险，因此，在集流体的至少一面设置有膜面，膜面分成底层和表层，表层靠近隔膜，底层靠近集流体，根据正极片和负极片，双层涂布分为正极极片双层涂布、负极极片双层涂布、正极片和负极极片都进行双层涂布，此外，通过仿真作为加速产品迭代的有手段，可以在双层涂布结构的研发中应用，即针对电芯双层涂布设计，通过三维仿真使用了更多的结构设计信息，全尺寸设计，精度更高。
33.在根据本实用新型的电芯双层涂布结构中，膜面分为长膜面和短膜面，长膜面和短膜面均设置底层和表层。具体的，由于极片分长膜面和短膜面，长膜面和短膜面均有底层和表层。
34.在根据本实用新型的电芯双层涂布结构中，集流体分为正极集流体1和负极集流体6，正极集流体1设置有正极膜面，负极集流体6设置有负极膜面，正极集流体1的材质为铝，负极集流体6的材质为铜。于本实用方式中，集流体是汇集电流的结构，在锂离子电池上主要是金属箔，如铜箔、铝箔，也可以包括极耳，其功用主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来，以便形成较大的电流对外输出，因此集流体应与膜面的活性物质充分接触，并且内阻应较小。
35.卷绕电芯，包括隔膜3及如上述的电芯双层涂布结构。
36.卷绕电芯在厚度方向上依次为正极集流体1、正极膜面2、隔膜3、负极膜面的表层4、负极膜面的底层5、负极集流体6、负极膜面的底层5、负极膜面的表层4、隔膜3、正极膜面2及正极集流体1。于本实施方式中，负极片为双层涂布结构，正极片为单层涂布结构，且膜面分为长膜面和短膜面，沿着厚度方向设计为：正极集流体1/2(正极极耳1/2)、正极短膜面、隔膜、负极短膜面表层、负极短膜面底层、负极集流体(负极极耳)、负极长膜面底层、负极长膜面表层、隔膜、正极长膜面、正极集流体1/2(正极极耳1/2)。
37.本实用新型的工作原理是：
38.在集流体的至少一面设置有膜面，膜面分成底层和表层，表层靠近隔膜，底层靠近集流体，根据正极片和负极片，双层涂布分为正极极片双层涂布、负极极片双层涂布、正极片和负极极片都进行双层涂布，此外，通过仿真作为加速产品迭代的有手段，可以在双层涂布结构的研发中应用，即针对电芯双层涂布设计，通过三维仿真使用了更多的结构设计信息，全尺寸设计，精度更高。
39.其中，双层涂布结构设计的三维建模方法，包括：
40.(1)明确结构设计参数
41.明确电芯结构设计尺寸，如涂层厚度、涂布长度，极耳位置，底层厚度，表层厚度等。
42.(2)三维模型绘制
43.打开仿真设计软件绘图模块，基于结构设计信息绘制三维模型
44.(3)检查模型
45.实施方式二
46.与实施方式一不同的是：本实施方式的卷绕电芯在厚度方向上依次为正极集流体1、正极膜面的底层、正极膜面的表层、隔膜3、负极膜面的表层4、负极膜面的底层5、负极集
流体6、负极膜面的底层5、负极膜面的表层4、隔膜3、正极膜面的表层、正极膜面的底层及正极集流体1。于本实施方式中，负极片为双层涂布结构，正极片也为双层涂布结构，且膜面分为长膜面和短膜面，沿着厚度方向设计为：正极集流体1/2(正极极耳1/2)、正极短膜面底层、正极短膜面表层、隔膜、负极短膜面表层、负极短膜面底层、负极集流体(负极极耳)、负极长膜面底层、负极长膜面表层、隔膜、正极长膜面表层、正极长膜面底层、正极集流体1/2(正极极耳1/2)。
47.其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
48.实施方式三
49.与实施方式一不同的是：本实施方式的卷绕电芯在厚度方向上依次为正极集流体1、正极膜面的底层、正极膜面的表层、隔膜3、负极膜面、负极集流体6、负极膜面、隔膜3、正极膜面的表层、正极膜面的底层及正极集流体1。于本实施方式中，负极片为单层涂布结构，正极片为双层涂布结构，且膜面分为长膜面和短膜面，沿着厚度方向设计为：正极集流体1/2(正极极耳1/2)、正极短膜面底层、正极短膜面表层、隔膜、负极短膜面、负极集流体(负极极耳)、负极长膜面、隔膜、正极长膜面表层、正极长膜面底层、正极集流体1/2(正极极耳1/2)。
50.其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
51.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。