[实用新型]卷绕电芯及电池

说明书

本实用新型提供了一种卷绕电芯，包括：极片组件、隔膜层和多孔层；其中，极片组件包括正极片和负极片，隔膜层设置在正极片和负极片之间；多孔层设置在正极片的表面或转角位置；和/或，多孔层也设置在负极片的表面或转角位置；多孔层采用柔性多孔材料；卷绕电芯为层结构；极耳设置在极片组件的一侧；转角位置是指极片组件卷绕时发生弯折的位置；多孔层具有设定范围内的孔隙率并允许锂离子通过但对电子绝缘。本实用新型通过设置多孔层，能够有效避免极片热压过程中出现的开裂所造成的安全隐患，同时多孔层又可以允许锂离子通过，避免电池容量损失，提高卷绕电芯的安全性能。

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，特别地，涉及一种卷绕电芯及电池。

背景技术

目前卷绕电芯机械化程度高、速度快且均一性有保证，有利于大规模生产，成为动力电池主要的组装方式之一。卷绕电芯包含一条正极片、一条负极片及两条隔膜，隔膜处于正负极之间，然后通过卷绕机来完成。电芯在卷绕之后需要进行热压整形，使得电池层与层之间的缝隙更小，增加极片平整度。在热压过程中，由于压力较大(2-10吨)，卷芯内圈由于受到的挤压最大，正极片或者负极片很容易出现断裂的情况，造成安全隐患。目前行业内对这个现象的解决方案通常是优化卷绕和热压过程中相关的参数减轻这一现象，或通过在内圈极片弯折处贴上胶带或者其他绝缘材料的方法来解决上述问题。但是上述方法在电池正负极之间增加了绝缘物质，导致充放电过程中离子通路被打断，造成胶带部位容量损失，不利于电池能量的储存。

经过检索，专利文献CN207097936U公开了一种卷绕电芯片、卷绕电芯与电池，其中卷绕电芯片包括基片以及沿基片长度方向设于基片上的若干极耳，沿基片的长度方向，极耳的宽度逐步收窄。该现有技术通过设置沿基片方向逐步收窄的多个极耳来保证即使极耳在卷绕过程中发生偏移，也可以避免位于内层的极耳超出与之相邻且位于其外层的极耳的宽度范围。显然，该现有技术也是通过优化卷绕的方式来解决卷芯内圈的挤压问题，但是这样会导致极耳重叠，依然不利于电池能量的储存。

因此，亟需研究设计一种卷绕电芯能够解决极片热压过程中出现的开裂所造成的安全隐患问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种卷绕电芯及电池。

根据本实用新型提供的一种卷绕电芯，包括：极片组件、隔膜层和多孔层；

其中，极片组件包括正极片和负极片，隔膜层设置在正极片和负极片之间；多孔层设置在正极片的表面或转角位置；和/或，多孔层也设置在负极片的表面或转角位置；多孔层采用柔性多孔材料；卷绕电芯为层结构；极耳设置在极片组件的一侧；转角位置是指极片组件卷绕时发生弯折的位置。

优选地，多孔层的孔隙率在设定范围内，并且允许锂离子通过。

优选地，多孔层采用的柔性多孔材料为聚丙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

优选地，多孔层采用的柔性多孔材料表面全部或部分涂覆的粘性材料为聚偏氟乙烯、热塑性聚合物或丙烯酸酯类预聚物。

优选地，多孔层设置在极片组件上的方式包括热熔、冷压、电子束辐射交联或紫外线辐照交联。

优选地，多孔层的长度与极片组件的宽度相同。

优选地，卷绕电芯的层结构卷绕设置为多圈，多圈用N表示，其中，N≥1。

优选地，每一圈极片组件上的多孔层的长度不同。

优选地，负极片第一圈设置多孔层的第一位置到负极片头部的距离A₁为：

A₁＝D/2-A₀；

负极片第一圈设置多孔层的第二位置到负极片头部的距离A₂为：