【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及一种圆柱形电池单体，例如，果冻卷型电池单体。在具体方面，本公开涉及一种具有减小的内部卷绕半径的圆柱形电池单体。本公开可以应用于任何电池单体应用，包括电动车辆、固定式电动工具、笔记本电脑和消费电子产品。尽管可能针对特定车辆来描述本公开，但本公开不限于任何特定车辆。
技术介绍
1、在今天，圆柱形电池单体(特别是圆柱体的形式)是通过将电极对(electrodepairs)围绕小半径的芯棒卷绕并装入到单体罐中、焊接并密封而制成的。关联于圆柱形电池单体的常见问题在于，它们倾向于在内部变得过热，这导致电极的离层(delamination)、短路和失效。即使通过外部对单体的内部进行冷却，但温度升高可能引起活性材料从集流器的离层，这可导致过早老化并且还将电解质从隔膜材料挤出，从而导致单体中的被称为干斑的额外老化机制。关于这一点，在电池单体的循环期间(即，在充电和放电期间)，阳极膨胀且然后收缩到原始尺寸，在电池单体的长期使用中，这可能导致离层以及热效应。这特别会破坏到电池单体的内部部分。
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面，提供了一种电池单体，其包括布置在单体外壳中的卷绕式电极组件，其中所述卷绕式电极组件包括：正电极基板，在所述正电极基板上涂覆有正电极活性材料；负电极基板，在所述负电极基板上涂覆有负电极活性材料；隔膜，所述隔膜位于所述正电极基板和所述负电极基板之间，其中所述隔膜使正电极与负电极绝缘；和所述卷绕式电极组件的芯体部分，其中所述芯体部分包括在所述电池单体的竖直方向上延伸
2、在常规的卷绕式电池单体中，所述内部部分或通孔可具有约3mm的直径。初始卷绕圈所经受的小曲率半径被认为导致离层以及增加的热量。在本创新性的电池单体中，电极组件或果冻卷的第一内部卷绕圈已被减少。第一方面可寻求降低由于活性材料从电极基板或金属集流器的离层引起的过早老化效应。所提供的技术效果可以是：通过机械设计的这种变化，可以放松(relax)活性材料分级(classification)所需的振实密度，从而降低了活性材料生产和调节的成本。在一些示例中，所述通孔可具有在4.5到6.5mm的范围内的直径。
3、在一些示例中，所述通孔可具有在5到6mm的范围内的直径。
4、在一些示例中，所述通孔可具有约5.5mm的直径。
5、在一些示例中，所述电池单体可以是圆柱形电池单体。
6、在一些示例中，所述电极基板可以是导电基板，并且所述导电基板可以是金属箔。
7、在一些示例中，所述金属箔可以是铝箔和铜箔中的任一种。
8、在一些示例中，所述芯体部分可以还包括管状套筒。
9、所述管状套筒可以由与外壳材料相同的材料形成，并且可以提供如下技术效果：在电池单体的内部上提供例如液体冷却剂的流动通路。
10、在一些示例中，所述电极基板或所述电极具有在50到100μm的范围内的厚度。
11、在一些示例中，所述负电极基板或负电极或阳极或者所述正电极基板或所述正电极或阴极可具有约50μm的厚度，并且其中所述芯体部分的通孔具有约5.5mm的直径。这可等同于常规圆柱形电池单体或所谓的能量电池单体的五个内部卷绕圈的减少。
12、在一些示例中，所述负电极基板或负电极或阳极或者所述正电极基板或所述正电极或阴极可具有约100μm的厚度，并且其中所述芯体部分的通孔具有约5.5mm的直径。这可等同于常规圆柱形电池单体或所谓的动力电池单体的三个内部卷绕圈的减少。
13、根据第二方面，提供了一种用于制造根据第一方面的电池单体的方法，其包括：将负电极材料提供到负基板材料上，以形成负电极；将正电极材料提供到正基板材料上，以形成正电极；提供至少一个隔膜层；布置所述负电极、所述正电极和所述隔膜层或绝缘层以形成电极组件，所述电极组件具有夹层构造，使得所述绝缘层至少布置在所述负电极和所述正电极之间，卷绕所述电极组件以形成圆柱形电极组件，使得芯体部分被形成为具有在所述组件的竖直方向上延伸的通孔，并且其中所述通孔具有在4到7mm的范围内的直径；以及将所述圆柱形电极组件装入外壳中，以形成所述电池单体。
14、在一些示例中，所述通孔可具有在4.5到6.5mm的范围内或在5到6mm的范围内的直径。
15、在一些示例中，所述通孔可具有约5.5mm的直径。
16、在一些示例中，所述基板材料可以是导电基板，并且还可以具有在50到100μm的范围内的厚度。
17、在一些示例中，根据第二方面的方法可以进一步包括为所述内部部分提供管状套筒。
18、根据第三方面，提供了一种包括根据第一方面的或通过第二方面的方法获得的电池单体的车辆。该车辆可以是电动车辆。
19、根据另一方面，提供了根据第一方面的电池单体在电气设备中的使用，所述电气设备例如是车辆、固定式电动工具或消费电子产品。
20、如对本领域的任何普通技术人员来说显而易见的，上述方面、所附权利要求书和/或本文以上和下文稍后公开的示例可以适当地彼此组合。
21、在以下说明书和附图中公开了附加特征和优点，并且对于本领域技术人员或通过实践本文所述的公开内容而认识到的技术人员来说，所述附加特征和优点部分地将显而易见。
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1.一种电池单体(1)，所述电池单体(1)包括布置在单体外壳(3)中的卷绕式电极组件(2)，其中所述卷绕式电极组件(2)包括：正电极基板(4)，在所述正电极基板(4)上涂覆有正电极活性材料(5)；负电极基板(6)，在所述负电极基板(6)上涂覆有负电极活性材料(7)；隔膜(8)，所述隔膜(8)位于所述正电极基板和所述负电极基板之间，其中所述隔膜(8)使正电极(9)与负电极(10)绝缘；和所述卷绕式电极组件的芯体部分(11)，其中所述芯体部分(11)包括在所述电池单体(1)的竖直方向(V)上延伸的通孔(12)，并且其中所述通孔(12)具有在4至7mm的范围内的直径(D)。
2.根据权利要求1所述的电池单体(1)，其中所述通孔(12)具有在4.5到6.5mm的范围内的直径(D)，或者具有在5到6mm的范围内的直径(D)。
3.根据权利要求1所述的电池单体(1)，其中所述通孔(12)具有约5.5mm的直径(D)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体(1)，其中所述电池单体是圆柱形电池单体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电池
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体(1)，其中所述电极基板(4,6)或电极(9,10)具有在50到100μm的范围内的厚度。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体(1)，其中所述负电极基板(6)或负电极(10)或者所述正电极基板(4)或所述正电极(9)具有约50μm的厚度，并且其中所述芯体部分的所述通孔具有约5.5mm的直径。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体，其中所述负电极基板(6)或负电极(10)或者所述正电极基板(4)或所述正电极(9)具有约100μm的厚度，并且其中所述芯体部分的所述通孔具有约5.5mm的直径。
9.一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的电池单体的方法，包括：
10.根据权利要求9所述的用于制造电池单体(1)的方法，其中所述通孔(12)具有在4.5到6.5mm的范围内的直径(D)，或者具有在5到6mm的范围内的直径(D)。
11.根据权利要求9所述的用于制造电池单体(1)的方法，其中所述通孔(12)具有约5.5mm的直径(D)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的用于制造电池单体(1)的方法，其中所述导电基板(4,6)或所述电极(9,10)具有在50到100μm的范围内的厚度。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的用于制造电池单体(1)的方法，其中所述方法进一步包括为所述内部部分(11)提供管状套筒。
14.一种车辆，包括根据权利要求1至8中任一项所述的电池单体(1)。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中所述车辆是电动车辆。
...【技术特征摘要】
1.一种电池单体(1)，所述电池单体(1)包括布置在单体外壳(3)中的卷绕式电极组件(2)，其中所述卷绕式电极组件(2)包括：正电极基板(4)，在所述正电极基板(4)上涂覆有正电极活性材料(5)；负电极基板(6)，在所述负电极基板(6)上涂覆有负电极活性材料(7)；隔膜(8)，所述隔膜(8)位于所述正电极基板和所述负电极基板之间，其中所述隔膜(8)使正电极(9)与负电极(10)绝缘；和所述卷绕式电极组件的芯体部分(11)，其中所述芯体部分(11)包括在所述电池单体(1)的竖直方向(v)上延伸的通孔(12)，并且其中所述通孔(12)具有在4至7mm的范围内的直径(d)。
2.根据权利要求1所述的电池单体(1)，其中所述通孔(12)具有在4.5到6.5mm的范围内的直径(d)，或者具有在5到6mm的范围内的直径(d)。
3.根据权利要求1所述的电池单体(1)，其中所述通孔(12)具有约5.5mm的直径(d)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体(1)，其中所述电池单体是圆柱形电池单体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体(1)，其中所述芯体部分(11)还包括管状套筒。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体(1)，其中所述电极基板(4,6)或电极(9,10)具有在50到100μm的范围内的厚度。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾斯塔奇·艾哈迈德，索菲娅·坦蒂尼亚克，本杰明·麦卡锡，崔永辰，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：
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