卷芯极片、圆柱电芯以及锂离子电池制造技术

本申请涉及一种卷芯极片、圆柱电芯以及锂离子电池，卷芯极片包括用于卷绕成圆柱电芯的多层极片，每层极片包括本体和分别设置在本体两端的极耳，每层极耳的相同位置开设有切口，且沿着圆柱电芯的径向，相同位置上的切口的尺寸依次递增或者依次递减。通过在每层极片的极耳上的相同位置切膜以形成切口，从而使得卷绕成的圆柱电芯上自动形成电解液浸润通道，以便快速浸润电芯内部。此外，沿着圆柱电芯的径向，相同位置上的切口的尺寸依次递增或者依次递减，即电解液浸润通道的尺寸从内向外依次变化，可防止由于切膜时尺寸偏差导致的多层极片上的切口位置不对应时，造成的电解液浸润通道尺寸过小甚至封堵的情况。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池，特别是涉及卷芯极片、圆柱电芯以及锂离子电池。

技术介绍

1、圆柱卷芯是目前动力和储能领域最常见的卷芯形态之一。相比硬壳卷芯，圆柱卷芯具有制造效率高、一致性好的优点。近年来，受益于动力和储能出货量的大幅增长，圆柱卷芯市场占有率逐步回升，圆柱卷芯的结构形态也从最初的18650发展到21700和46800。根据特斯拉的验证结果，46mm是圆柱卷芯性能和成本最优的直径参数。受限于圆柱卷芯的散热效率，更大直接尺寸的圆柱卷芯温升过高，这对卷芯寿命有负面影响。全极耳设计是改善圆柱散热、提升过流能力最有效的手段之一。全极耳在生产过程中，需对两端极耳进行揉平，揉平后的极耳包覆卷芯两端，导致在注液时，电解液被阻挡，无法快速浸润卷芯内部。

2、相关技术中，一般通过延长浸润时间或者在揉平后的卷芯上钻孔等方式，实现卷芯的充分浸润。

3、然而，延长浸润时间会降低卷芯的生产效率；在揉平后的卷芯上打孔时，孔的深度不易控制，易刺穿隔离膜，同时打孔会产生金属颗粒，造成安全风险。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对电解液无法快速浸润卷芯内部的问题，提供卷芯极片、圆柱电芯以及锂离子电池。

2、一种卷芯极片，所述卷芯极片包括用于卷绕成圆柱电芯的多层极片，每层所述极片包括本体和分别设置在所述本体两端的极耳，每层所述极耳的相同位置开设有切口，且沿着所述圆柱电芯的径向，相同位置上的所述切口的尺寸依次递增或者依次递减。

3、在其中一个实施例中，沿着所述圆柱电芯的从内向外的方向，相同位置上的所述切口的尺寸依次递增。

4、在其中一个实施例中，所述切口为矩形结构，所述切口的长度与其对应层极片的长度正相关。

5、在其中一个实施例中，每层所述极片的长度为ln，位于最内层的所述极耳上的所有切口的总长度等于0.2ln，位于最外层的所述极耳上的所有切口的总长度等于0.5ln，其中ln为变量。

6、在其中一个实施例中，每层所述极耳上的切口的深度相同，所述切口的深度与所述极耳的沿所述圆柱电芯高度方向的尺寸正相关。

7、在其中一个实施例中，所述极耳的沿所述圆柱电芯高度方向的尺寸为h，所述切口的深度为0.1h-0.3h。

8、在其中一个实施例中，所述本体包括沿所述本体的厚度方向依次设置的阴极极片、隔离膜以及阳极极片。

9、在其中一个实施例中，所述阳极极片沿高度方向的两端分别伸出至所述阴极极片外，所述隔离膜沿高度方向的两端分别伸出至所述阳极极片外。

10、一种圆柱电芯，由所述卷芯极片卷绕制成。

11、一种锂离子电池，包括所述的圆柱电芯。

12、上述卷芯极片、圆柱电芯以及锂离子电池，通过在每层极片的极耳上的相同位置切膜以形成切口，从而使得卷绕成的圆柱电芯上自动形成电解液浸润通道，以便快速浸润电芯内部。此外，沿着所述圆柱电芯的径向，相同位置上的所述切口的尺寸依次递增或者依次递减，即电解液浸润通道的尺寸从内向外依次变化，可防止由于切膜时尺寸偏差导致的多层极片上的切口位置不对应时，造成的电解液浸润通道尺寸过小甚至封堵的情况。

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【技术保护点】

1.一种卷芯极片，其特征在于，所述卷芯极片包括用于卷绕成圆柱电芯的多层极片，每层所述极片包括本体和分别设置在所述本体两端的极耳，每层所述极耳的相同位置开设有切口，且沿着所述圆柱电芯的径向，相同位置上的所述切口的尺寸依次递增或者依次递减。

2.根据权利要求1所述的卷芯极片，其特征在于，沿着所述圆柱电芯的从内向外的方向，相同位置上的所述切口的尺寸依次递增。

3.根据权利要求2所述的卷芯极片，其特征在于，所述切口为矩形结构，所述切口的长度与其对应层极片的长度正相关。

4.根据权利要求3所述的卷芯极片，其特征在于，每层所述极片的长度为Ln，位于最内层的所述极耳上的所有切口的总长度等于0.2Ln，位于最外层的所述极耳上的所有切口的总长度等于0.5Ln，其中Ln为变量。

5.根据权利要求1所述的卷芯极片，其特征在于，每层所述极耳上的切口的深度相同，所述切口的深度与所述极耳的沿所述圆柱电芯高度方向的尺寸正相关。

6.根据权利要求5所述的卷芯极片，其特征在于，所述极耳的沿所述圆柱电芯高度方向的尺寸为H，所述切口的深度为0.1H-0.3H。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的卷芯极片，其特征在于，所述本体包括沿所述本体的厚度方向依次设置的阴极极片、隔离膜以及阳极极片。

8.根据权利要求7所述的卷芯极片，其特征在于，所述阳极极片沿高度方向的两端分别伸出至所述阴极极片外，所述隔离膜沿高度方向的两端分别伸出至所述阳极极片外。

9.一种圆柱电芯，其特征在于，由权利要求1-8任意一项所述卷芯极片卷绕制成。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的圆柱电芯。

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【技术特征摘要】

1.一种卷芯极片，其特征在于，所述卷芯极片包括用于卷绕成圆柱电芯的多层极片，每层所述极片包括本体和分别设置在所述本体两端的极耳，每层所述极耳的相同位置开设有切口，且沿着所述圆柱电芯的径向，相同位置上的所述切口的尺寸依次递增或者依次递减。

2.根据权利要求1所述的卷芯极片，其特征在于，沿着所述圆柱电芯的从内向外的方向，相同位置上的所述切口的尺寸依次递增。

3.根据权利要求2所述的卷芯极片，其特征在于，所述切口为矩形结构，所述切口的长度与其对应层极片的长度正相关。

4.根据权利要求3所述的卷芯极片，其特征在于，每层所述极片的长度为ln，位于最内层的所述极耳上的所有切口的总长度等于0.2ln，位于最外层的所述极耳上的所有切口的总长度等于0.5ln，其中ln为变量。

5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏思伟，王红明，焦艳霞，蒋治亿，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：新型
国别省市：