【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，特别是涉及一种卷芯结构及电池。
技术介绍
1、随着新能源行业的发展，锂离子电池的应用的不断拓展，广泛应用于电动汽车、储能、消费电子产品等领域，其中多极耳卷绕结构的方形铝壳电池是主要的产品之一。比如多极耳卷绕结构的方形铝壳电池制造工艺包括：搅拌、涂布、辊压、模切、分切、卷绕、卷芯配对、卷芯与连接片焊接、连接片顶盖焊接、包mylar、入壳、顶盖与铝壳焊接、baking、一次注液、化成、二次注液、密封钉焊接、分容、电压&内阻测试、包膜、尺寸测量等工序；其中，极片在卷绕过程中受到设备波动，极片厚度波动影响，极耳位置产生变化，以此导致极耳错位，造成卷绕优率减低，同时极耳错位导致电芯过流面积减小，内阻增大，对产品安全性也带来影响。此外，极耳位置发生改变时，产品卷芯报废率也会相应增大，也会徒增成本浪费和人工检入成本和返工成本。
2、cn110085920a公开了一种多极耳卷绕式锂离子电池极片，包括极片本体和若干极耳，若干所述极耳均分为n组，每组所述极耳包括x个极耳，从第1个极耳到第x个极耳的宽度由l1按照等差数列的形式依次增加到lmax，且相邻两个极耳之间的距离均为w，第2个极耳与第1个极耳之间的宽度之差为2πδt，其中，δt为卷绕过程中正极片、负极片和两层隔膜厚度之和。该极耳结构虽然能够在一定程度上改善极耳错位问题，然而依然存在下面两个方面局限：其一，极耳的宽度未充分考虑电芯容量的影响，随着化学体系和正负极材料的不断提升，现在的电池超着高容量、高倍率充放电、高能量密度等方向发展，在改变容量及体系的情况下，
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种能够降低内阻、提升产品优率、减少产品卷芯报废率、降低生产成本的卷芯结构及电池。
2、第一方面，本申请提供一种卷芯结构，包括卷芯，卷芯上具有多个极耳，同极性的多个极耳相互重叠，且在重叠方向上，多个极耳的宽度逐渐增大，多个重叠的极耳相互焊接，多个极耳的焊接位置形成有焊印，所述焊印整体呈现矩形形状，相互重叠的多个极耳按重叠方向顺序依次包括第1个极耳到第n个极耳，第1个极耳到第n个极耳的宽度呈等差数列的形式依次减小到lmin，满足下列计算式：
3、
4、其中，a是极耳的过流面积，单位为a/mm²；q是电池的容量，单位是ah；c是充电倍率，w为极耳上焊印的宽度，z为常数，取值为30%至40%。
5、本申请的上述卷芯结构，通过将多极耳的宽度呈等差数列的形式依次减小，能够较好地改善极耳错位问题，通过将极耳的宽度满足如上计算式，并将焊印整体呈现矩形形状，充分考虑了电池容量、极耳的过流面积、充电倍率和焊印面积的影响，能够确保在多极耳宽度呈现变化时，最小宽度的极耳也能够确保在相应容量的充电倍率下的放电情况，减少极耳过小时电池内阻增大的问题，确保电池在相应容量相应倍率放电下的电性能，确保电池的过流面积，降低电池的内阻，提升产品优率，减少产品卷芯报废率，降低生产成本。
6、在其中一个实施例中，多个顺序重叠的极耳中，上一个极耳相较于下一个极耳极耳宽度大，下一个极耳位于上一个极耳的中部，且下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一个极耳于宽度方向的外沿均向内收缩。如此，能够确保重叠后的极耳在焊印面积下的过流面积，避免极耳错位引起的局部极耳错开焊印位置后出现过流面积减小而提升电池内阻的问题。
7、在其中一个实施例中，下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一个极耳于宽度方向的外沿在极耳的一侧收缩距离为s1，于极耳的另一侧收缩距离为s2，s1和s2的和为等差数列的增幅，且s1和s2均大于或者等于0.1mm。
8、在其中一个实施例中，s1和s2相等。
9、在其中一个实施例中，所述极耳呈梯形结构；优选的，所述梯形结构为等腰梯形；优选的，最后一个极耳根部的宽度lmin满足如下式：。其中，a为极耳梯形底角角度。
10、在其中一个实施例中，所述梯形结构的底角为86度；
11、在其中一个实施例中，所述极耳于转角处均具有圆角结构。
12、在其中一个实施例中，下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一个极耳于宽度方向的外沿在极耳的一侧的收缩区域为第一收缩区域，于极耳另一侧的收缩区域为第二收缩区域，上一个极耳于所述第一收缩区域和所述第二收缩区域上均形成至少一个用于与转接片焊接的激光焊接斑点，所述转接片也用于焊接在多个重叠极耳上的焊印位置。如此，通过在收缩区域也形成激光焊接斑点，使得未与转接片直接通过焊印焊接的其他极耳，通过收缩区域的冗余位置也能够通过激光焊接形成激光焊接斑点的形式与转接片直接连接，相对于传统仅仅通过焊印位置连接转接片的方式，本申请在两侧的收缩区域采用激光焊接形成至少一个或者多个激光焊接斑点的方式使得各个极耳与转接片能够直接连接，增高了电流传输的直接传送通道，能够进一步降低电池内阻，提升高倍率放电能力，同时降低后续极耳的温升以及电流过流通道被局部霸占而局部不足的问题。
13、在其中一个实施例中，下一个极耳于极耳的伸出极片的伸出方向的外沿相对于上一个极耳的外沿向内收缩形成第三收缩区域，上一个极耳于所述第三收缩区域形成至少一个用于与转接片焊接的激光焊接斑点，所述第三收缩区域的收缩长度为0.1mm以上。如此，通过在极耳的顶部也设置第三收缩区域，且也形成至少一个用于与转接片焊接的激光焊接斑点，进一步提高极耳于转接片的直接连接的传输通道，能够进一步降低内阻，进一步提升高倍率放电能力，同时降低后续极耳的温升以及电流过流通道被局部霸占而局部不足的问题。
14、在其中一个实施例中，所述卷芯结构为方形电池的卷芯结构。
15、在其中一个实施例中，所述卷芯结构包括正极片、隔膜及负极片，所述正极片上具有模切形成的多个正极耳，所述负极片上具有模切形成的多个负极耳，多个正极耳的宽度自卷芯内部往外的方向逐渐变小；和/或，多个负极耳的宽度自卷芯内部往外的方向逐渐变小；和/或，所述卷芯结构同侧出所述正极耳和所述负极耳。
16、第二方面，本申请提供一种电池，包括如上任一实施例中所述的卷芯结构。
17、在其中一个实施例中，所述电池为方形电池，所述方形电池包括下壳体、顶盖及所述卷芯结构，所述顶盖上设置有正极柱和负极柱，所述正极柱和所述负极柱分别通过一转接片与所述卷芯结构相应极性的极耳焊接，相应的转接片焊接在相应极性的多个极耳的焊印位置处。
18、上述电池包括上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卷芯结构，包括卷芯，卷芯上具有多个极耳，同极性的多个极耳相互重叠，且在重叠方向上，多个极耳的宽度逐渐增大，其特征在于， 多个重叠的极耳相互焊接，多个极耳的焊接位置形成有焊印，所述焊印整体呈现矩形形状，相互重叠的多个极耳按重叠方向顺序依次包括第1个极耳到第N个极耳，第1个极耳到第N个极耳的宽度呈等差数列的形式依次减小到Lmin，满足下列计算式：
2.根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，多个顺序重叠的极耳中，上一个极耳相较于下一个极耳极耳宽度大，下一个极耳位于上一个极耳的中部，且下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一个极耳于宽度方向的外沿均向内收缩。
3.根据权利要求2所述的卷芯结构，其特征在于，下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一个极耳于宽度方向的外沿在极耳的一侧收缩距离为s1，于极耳的另一侧收缩距离为s2，s1和s2的和为等差数列的增幅，且s1和s2均大于或者等于0.1mm。
4.根据权利要求3所述的卷芯结构，其特征在于，s1和s2相等；
5.根据权利要求3所述的卷芯结构，其特征在于，下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一
6.根据权利要求5所述的卷芯结构，其特征在于，下一个极耳于极耳的伸出极片的伸出方向的外沿相对于上一个极耳的外沿向内收缩形成第三收缩区域，上一个极耳于所述第三收缩区域形成至少一个用于与转接片焊接的激光焊接斑点，所述第三收缩区域的收缩长度为0.1mm以上。
7.根据权利要求1-6任一项中所述的卷芯结构，其特征在于，所述卷芯结构为方形电池的卷芯结构。
8.根据权利要求7所述的卷芯结构，其特征在于，所述卷芯结构包括正极片、隔膜及负极片，所述正极片上具有模切形成的多个正极耳，所述负极片上具有模切形成的多个负极耳，多个正极耳的宽度自卷芯内部往外的方向逐渐变小；和/或，多个负极耳的宽度自卷芯内部往外的方向逐渐变小；和/或，所述卷芯结构同侧出所述正极耳和所述负极耳。
9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项中所述的卷芯结构。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池为方形电池，所述方形电池包括下壳体、顶盖及所述卷芯结构，所述顶盖上设置有正极柱和负极柱，所述正极柱和所述负极柱分别通过一转接片与所述卷芯结构相应极性的极耳焊接，相应的转接片焊接在相应极性的多个极耳的焊印位置处。
...【技术特征摘要】
1.一种卷芯结构，包括卷芯，卷芯上具有多个极耳，同极性的多个极耳相互重叠，且在重叠方向上，多个极耳的宽度逐渐增大，其特征在于， 多个重叠的极耳相互焊接，多个极耳的焊接位置形成有焊印，所述焊印整体呈现矩形形状，相互重叠的多个极耳按重叠方向顺序依次包括第1个极耳到第n个极耳，第1个极耳到第n个极耳的宽度呈等差数列的形式依次减小到lmin，满足下列计算式：
2.根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，多个顺序重叠的极耳中，上一个极耳相较于下一个极耳极耳宽度大，下一个极耳位于上一个极耳的中部，且下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一个极耳于宽度方向的外沿均向内收缩。
3.根据权利要求2所述的卷芯结构，其特征在于，下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一个极耳于宽度方向的外沿在极耳的一侧收缩距离为s1，于极耳的另一侧收缩距离为s2，s1和s2的和为等差数列的增幅，且s1和s2均大于或者等于0.1mm。
4.根据权利要求3所述的卷芯结构，其特征在于，s1和s2相等；
5.根据权利要求3所述的卷芯结构，其特征在于，下一个极耳于宽度方向的外沿相对于上一个极耳于宽度方向的外沿在极耳的一侧的收缩区域为第一收缩区域，于极耳另一侧的收缩区域为第二收缩区域，上一个极耳于所述第一收缩区域和所述第二收缩区域上均形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，马文书，李万亮，刘碧辉，谈志永，朱坤庆，
申请(专利权)人：广州融捷能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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