一种卷芯及电池的制作方法

1.本发明涉及电池设计和制造技术领域，尤其是涉及一种卷芯及电池。


背景技术：

2.卷心在充电和长期使用过程中，存在极片膨胀行为，膨胀后会把卷心内部部分孔隙内的电解液挤出至卷心外部，导致卷心内部存在贫液的状态。影响离子传输的通畅性，严重时，在充电过程中会降低电池析锂窗口，导致充电异常析锂的发生，影响电芯安全性可靠性。
3.现有技术给出了解决方案，如图10，中国专利cn201910539179.0公开了一种改善锂离子电池极片浸润性的方法，在卷芯内部的极片6和隔膜5之间引入浸润薄膜4，可以提升卷心保液能力。但是此方法实现难度较大，浸润薄膜需要通过复杂的卷绕工序进入卷心中，工序复杂，设备改造难度大。在电芯长期使用后，电池内部存在一定的膨胀力，导致内部浸润薄膜被挤压后，由于卷芯外部存在部分剩余空间，电解液长期游离在外部，基本起不到提升保液效果。对于长期保液能力以及性能提升非常有限。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种卷芯及电池，保液能力强，使用寿命长，实现难度低。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种卷芯，包括卷芯本体和包覆层，所述的包覆层通过第一粘接层贴附于卷芯本体外侧壁，所述的包覆层包括依次连接的泡棉、第二粘接层和薄膜层，所述的薄膜层与第一粘接层接触。
7.进一步地，所述的薄膜层为塑料膜。
8.进一步地，所述的塑料膜为ops热收缩薄膜或pet薄膜。
9.进一步地，所述的泡棉为微孔聚氨酯泡棉、聚乙烯泡棉、eva泡棉或三元乙丙橡胶泡棉。
10.进一步地，所述的第一粘接层为双面胶。
11.进一步地，所述的第二粘接层的材料为聚丙烯酸或聚四氟乙烯。
12.进一步地，所述的包覆层分布于卷芯本体外侧壁的大面。
13.进一步地，所述的包覆层分布于卷芯本体外侧壁的侧面。
14.进一步地，所述的包覆层包裹卷芯本体外侧壁。
15.一种电池，包括所述的卷芯。
16.与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
17.(1)本发明包覆层可降低卷芯本体充电和放电过程中，因为膨胀/收缩的呼吸效应，带来的卷芯本体内部电解液的不一致性，在卷芯本体充电膨胀过程中，卷芯本体挤压包覆层后，可挤出部分电解液，浸润卷芯本体内部，提升卷芯本体内部电解液含量，进而提升
离子传输能力，降低电池析锂的可能性，延长使用寿命；
18.(2)本发明可提高卷芯在长期使用过程中的保液能力，电池使用初期，在卷芯本体厚度和膨胀力较低时，包覆层可存储大部分游离电解液，电池使用后期，卷芯本体内部存在一定的厚度和膨胀增加后，也可以挤压包覆层中的部分电解液至卷芯本体内部，提升卷芯的长期保液能力，特别是在长时间循环和存储后，电解液存在部分消耗后，保证游离电解液存在于卷芯内部，而不是电池壳内剩余空间处；
19.(3)本发明包覆层可取代电芯绝缘片的功能，减少卷芯和壳体短路的可能性；
20.(4)本发明薄膜层为塑料膜，塑料膜为ops热收缩薄膜或pet薄膜，强度高，刚性高，提高了包覆层的刚度，不易损坏，同时泡棉具有一定弹性，因此包覆层可吸收部分卷芯膨胀力的效果，将膨胀力留在卷芯本体内部，减少在充放电过程中，因为卷芯本体膨胀/收缩带来的膨胀力的变化导致模组尺寸的变化，可将卷芯膨胀力束缚在卷芯本体内部，降低模组或者系统整体变形，提升模组或者系统的结构强度可靠性。
21.(5)本发明包覆层便于加工，实现难度低，大大降低了加工成本。
附图说明
22.图1为包覆层与卷芯本体的连接示意图；
23.图2为卷绕型卷芯本体的轮廓图；
24.图3为实施例2中卷芯的结构示意图；
25.图4为实施例3中卷芯的结构示意图；
26.图5为实施例4中卷芯的结构示意图；
27.图6为叠片型卷芯本体的轮廓图；
28.图7为实施例5中卷芯的结构示意图；
29.图8为实施例6中卷芯的结构示意图；
30.图9为实施例7中卷芯的结构示意图；
31.图10为现有的卷芯结构示意图；
32.图中标号说明：
33.1.卷芯本体，2.包覆层，3.第一粘接层，4.浸润薄膜，5.隔膜，6.极片，21.泡棉，22.第二粘接层，23.薄膜层。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
35.实施例1
36.一种卷芯，如图1，包括卷芯本体1和包覆层2，包覆层2通过第一粘接层3贴附于卷芯本体1外侧壁，包覆层2包括依次连接的泡棉21、第二粘接层22和薄膜层23，薄膜层23与第一粘接层3接触。
37.泡棉21为微孔聚氨酯泡棉、聚乙烯泡棉、eva泡棉或三元乙丙橡胶泡棉，泡棉21为高保液材料，孔隙率较高。
38.包覆层2的孔隙率介于10～90％之间，优选的在30％～90％之间，包覆层2的弹性模量低于卷芯的弹性模量。
39.第一粘接层3为双面胶，第二粘接层22的材料为聚丙烯酸或聚四氟乙烯。
40.包覆层2可降低卷芯本体1充电和放电过程中，因为膨胀/收缩的呼吸效应，带来的卷芯本体1内部电解液的不一致性，在卷芯本体1充电膨胀过程中，卷芯本体1挤压包覆层2后，可挤出部分电解液，浸润卷芯本体1内部，提升卷芯本体1内部电解液含量，进而提升离子传输能力，降低电池析锂的可能性；
41.电池使用初期，在卷芯本体1厚度和膨胀力较低时，包覆层2可存储大部分游离电解液，电池使用后期，卷芯本体1内部存在一定的厚度和膨胀增加后，也可以挤压包覆层2中的部分电解液至卷芯本体1内部，提升卷芯的长期保液能力，特别是在长时间循环和存储后，电解液存在部分消耗后，保证游离电解液存在于卷芯内部，而不是电池壳内剩余空间处；
42.包覆层2可取代电芯绝缘片的功能，减少卷芯和壳体短路的可能性；
43.薄膜层23为塑料膜，塑料膜为ops热收缩薄膜或pet薄膜，强度高，刚性高，提高了包覆层2的刚度，不易损坏，同时泡棉21具有一定弹性，因此包覆层2可吸收部分卷芯膨胀力的效果，将膨胀力留在卷芯本体1内部，减少在充放电过程中，因为卷芯本体1膨胀/收缩带来的膨胀力的变化导致模组尺寸的变化，可将卷芯膨胀力束缚在卷芯本体1内部，降低模组或者系统整体变形，提升模组或者系统的结构强度可靠性。
44.实施例2
45.本实施例中，如图2和图3，卷芯本体1为卷绕型，包覆层2分布于卷芯本体1外侧壁的大面。其他与实施例1相同。
46.实施例3
47.本实施例中，如图2和图4，卷芯本体1为卷绕型，包覆层2分布于卷芯本体1外侧壁的侧面。其他与实施例1相同。
48.实施例4
49.本实施例中，如图2和图5，卷芯本体1为卷绕型，包覆层2包裹卷芯本体1外侧壁。其他与实施例1相同。
50.实施例5
51.本实施例中，如图6和图7，卷芯本体1为叠片型，包覆层2分布于卷芯本体1外侧壁的大面。其他与实施例1相同。
52.实施例6
53.本实施例中，如图6和图8，卷芯本体1为叠片型，包覆层2分布于卷芯本体1外侧壁的侧面。其他与实施例1相同。
54.实施例7
55.本实施例中，如图6和图9，卷芯本体1为叠片型，包覆层2包裹卷芯本体1外侧壁。其他与实施例1相同。
56.实施例8
57.一种电池，包括实施例1所述的卷芯。
58.实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6和实施例7提出了一种卷
芯及电池，提高了卷芯在长期使用过程中的保液能力，包覆层2可取代电芯绝缘片的功能，减少卷芯和壳体短路的可能性，降低电池膨胀力，减少卷芯的变形。
59.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。