(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610630031.4
(22)申请日 2016.08.03
(71)申请人 上海航天电源技术有限责任公司
地址 201615 上海市闵行区三鲁公路719弄
58号1幢第一层116室
(72)发明人 沈向东 侯敏 刘婵 曹辉
王刚庆 王绪向
(74)专利代理机构 上海信好专利代理事务所
(普通合伙) 31249
代理人 苗绘 朱成之
(51)Int.Cl.
H01M 2/26(2006.01)
H01M 10/0525(2010.01)
H01M 10/0587(2010.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种卷绕式锂离子电池极耳及
卷芯卷绕至少两圈，每一圈分别从正极、负极极
片引出极耳，每一圈极耳位于相近位置经刀模冲
压成型，通过计算机辅助设计程序计算极耳宽度
及间距，以控制同组中极耳宽度不相等而相邻极
耳间距相等，降低了设计开发时间，并且能更加
精确控制尺寸；每组极耳可以用同一种刀模冲压
成型，大幅度降低了设备成本和设备复杂度，具
有很强的兼容功能性，只需要多加一把刀模即可
兼容更宽的极耳和更多的卷绕圈数。权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 106058137 A 2016.10.26
C N 106058137
A
1.一种卷绕式锂离子电池极耳，其特征在于，包含：
依次叠设的第一电极极片、第一层隔膜、第二电极极片、第二层隔膜，绕卷芯卷绕至少两圈； 所述第一电极极片和第二电极极片之中的每一电极极片，各自引出有至少一组极耳；
每一电极极片的任意一组极耳中，卷绕后位于后一圈的极耳宽度超过在其之前一圈的极耳宽度，卷绕后的各圈极耳重叠，且各圈极耳的一端错开呈梯田状，而另一端对齐；
其中，所述第一电极极片是正极极片，所述第二电极极片是负极极片；
或者，所述第一电极极片是负极极片，所述第二电极极片是正极极片。
2.如权利要求1所述的卷绕式锂离子电池极耳，其特征在于，
每一电极极片引出有两组以上极耳；
每组中在卷绕后位于后一圈的极耳宽度超过在其之前一圈的极耳宽度，各圈极耳重叠，且一端错开呈梯田状，而另一端对齐；
这两组以上的极耳中，在卷绕后位于后一组的极耳与其之前一组的极耳重叠，后一组与前一组中处在相
同圈数的极耳大小相同且在卷绕后的位置对应重叠。
3.如权利要求1或2所述的卷绕式锂离子电池极耳，其特征在于，
第一电极极片和第二电极极片在两者之间的中部位置相互隔开；
每一电极极片的任意一组极耳中，各圈极耳错开的一端靠近所述中部位置，各圈极耳对齐的另一端远离所述中部位置。
4.如权利要求3所述的卷绕式锂离子电池极耳，其特征在于，
每一电极极片的任意一组中各圈极耳错开的一端沿对角线折叠，以保持该电极极片的极耳与另一电极极片的极耳之间，留有足够防止短路的安全距离。
5.如权利要求1所述的卷绕式锂离子电池极耳，其特征在于，
每一电极极片展开时任意一组中相邻极耳的间距相同。
6.如权利要求2所述的卷绕式锂离子电池极耳，其特征在于，
每一电极极片展开时每组中相邻极耳的间距相同；后一组中相邻极耳的间距，与前一组中相邻极耳的间
距不相同。
7.一种卷绕式锂离子电池极耳的制造方法，其特征在于，
通过走带控制设备对展开的一个电极极片进行移动，并通过刀模冲压成型得到该电极极片的至少一组极耳；
其中，对所述电极极片的同一组极耳，使用同一个刀模冲压；所述刀模的宽度W与这一组中相邻极耳的间距S相同，并且使这一组内的相邻极耳中后一极耳的宽度大于前一极耳的宽度；
制造所述电极极片的任意一组极耳时，从i=1开始，循环执行步骤a~e：
a、使电极极片沿走带方向移动与第i极耳宽度L i相等的距离；
b、在距第i极耳前端L i处，使用宽度为W的刀模冲压；
c、使电极极片沿走带方向移动与刀模宽度W相等的距离；
d、令i=i+1；
e、判断步骤d的数值i=i+1是否超过该组极耳的设定数量：若超过，跳出循环；若没有超过，则以步骤d
的数值i=i+1来执行下一循环的步骤a。
8.如权利要求7所述卷绕式锂离子电池极耳的制造方法，其特征在于，
所述电极极片是第一电极极片或第二电极极片中的任意一个电极极片；第一电极极片与第二电极极片的叠放方向与走带方向相同；其中，所述第一电极极片是正极极片，所述第二电极极片是负极极片；或者，所述第一电极极片是负极极片，所述第二电极极片是正极极片；
在所述制造方法中，进一步将依次叠设的第一电极极片、第一层隔膜、第二电极极片、第二层隔膜，绕卷芯卷绕至少两圈；
在卷绕后的每一电极极片的任意一组中，相邻极耳中的后一极耳在前一极耳的之后一圈与该前一极耳重叠，并使后一极耳的第一端与前一极耳的第一端错开呈梯田状，而后一极耳的第二端与前一极耳的第二端对齐；
各极耳的第一端靠近于将第一电极极片与第二电极极片隔开的中部位置，第二端远离所述中部位置。
9.如权利要求8所述卷绕式锂离子电池极耳的制造方法，其特征在于，
对每一电极极片使用M个宽度不同的刀模冲压成型，对应得到该电极极片的M组极耳，M ≥1；其中，第n
个刀模的宽度，与第n组极耳中相邻极耳的间距S n相同，且第n组内相邻极耳中后一极耳的宽度大于前一极耳的宽度；并且使得每一电极极片的各组极耳中处在相同排列次序的极耳的大小相同且在卷绕后的位置对应重叠；
制造所述电极极片的M组极耳时，从n=1开始，循环执行步骤A~E：
A、使用宽度等于间距S n的刀模，循环执行步骤a~e，来制造第n组中的所有极耳；
B、判断n的数值是否等于M：若等于M，跳出步骤A~E的循环；若小于M，继续执行步骤C；
C、使电极极片沿走带方向移动第n组中最后一个极耳的宽度L；
D、使用宽度等于间距S n+1的下一个刀模，在距第n组最后一个极耳前端距离为L的位置进行冲压；
E、令n=n+1。
10.如权利要求9所述卷绕式锂离子电池极耳的制造方法，其特征在于，
通过计算机辅助设计程序，预先计算各电极极片中每一组的各极耳宽度及相邻极耳间距，以及计算各电极极片中相邻两组极耳的间距；
再根据计算机辅助设计程序的计算结果，来对所述走带控制设备移动所述电极极片的走带长度及走带方向进行控制。
一种卷绕式锂离子电池极耳及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种电池极耳，具体涉及一种卷绕式锂离子电池极耳及其制造方法。
背景技术
[0002]锂离子电池极片有叠片和卷绕两种方式，卷绕式锂离子电池由于拥有更快速的制备过程和更低的自放电率获得了更多厂商的采用，但是卷绕式极片每圈周长不一致，导致每圈极耳出现偏差，需要不同刀模进行切割，增加了成本和过程复杂性，为此，亟需开发一种结构简单的卷绕式锂离子电池极耳。
发明内容
[0003]本发明目的在于提供一种卷绕式锂离子电池极耳及其制造方法，将极耳宽度设计成不相等，保证了每一圈相邻极耳间距在展开后相等，节省设备成本，降低工艺复杂度，增加可靠性。
[0004]为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种卷绕式锂离子电池极耳，其包含：
依次叠设的第一电极极片、第一层隔膜、第二电极极片、第二层隔膜，绕卷芯卷绕至少两圈；
所述第一电极极片和第二电极极片之中的每一电极极片，各自引出有至少一组极耳；
每一电极极片的任意一组极耳中，卷绕后位于后一圈的极耳宽度超过在其之前一圈的极耳宽度，卷绕后的各圈极耳重叠，且各圈极耳的一端错开呈梯田状，而另一端对齐；
其中，所述第一电极极片是正极极片，所述第二电极极片是负极极片；
或者，所述第一电极极片是负极极片，所述第二电极极片是正极极片。
[0005]优选地，每一电极极片引出有两组以上极耳；
每组中在卷绕后位于后一圈的极耳宽度超过在其之前一圈的极耳宽度，各圈极耳重叠，且一端错开呈梯田状，而另一端对齐；
这两组以上的极耳中，在卷绕后位于后一组的极耳与其之前一组的极耳重叠，后一组与前一组中处在相同圈数的极耳大小相同且在卷绕后的位置对应重叠。
[0006]优选地，第一电极极片和第二电极极片在两者之间的中部位置相互隔开；
每一电极极片的任意一组极耳中，各圈极耳错开的一端靠近所述中部位置，各圈极耳对齐的另一端远离所述中部位置。
[0007]优选地，每一电极极片的任意一组中各圈极耳错开的一端沿对角线折叠，以保持该电极极片的极耳与另一电极极片的极耳之间，留有足够防止短路的安全距离。
[0008]优选地，每一电极极片展开时任意一组中相邻极耳的间距相同。
[0009]优选地，每一电极极片展开时每组中相邻极耳的间距相同；后一组中相邻极耳的间距，与前一组中相邻极耳的间距不相同。
[0010]本发明的另一个技术方案是提供一种卷绕式锂离子电池极耳的制造方法：通过走
带控制设备对展开的一个电极极片进行移动，通过刀模冲压成型得到该电极极片的至少一组极耳；
其中，对所述电极极片的同一组极耳，使用同一个刀模冲压；所述刀模的宽度与这一组中相邻极耳的间距S相同，并且使相邻极耳中后一极耳的宽度大于前一极耳的宽度；
制造所述电极极片的任意一组极耳时，从i=1开始，循环执行步骤a~e：
a、使电极极片沿走带方向移动与第i极耳宽度L i相等的距离；
b、在距第i极耳前端L i处，使用宽度为W的刀模冲压；
c、使电极极片沿走带方向移动与刀模宽度W相等的距离；
d、令i=i+1；
e、判断步骤d的数值i=i+1是否超过该组极耳的设定数量：若超过，跳出循环；若没有超过，则以步骤d的数值i=i+1来执行下一循环的步骤a。
[0011]优选地，在实际应用中，第i极耳的步骤c与第i+1极耳的步骤a的电极极片移动操作，可以是连续执行的。
[0012]优选地，所述电极极片是第一电极极片或第二电极极片中的任意一个电极极片；第一电极极片与第二电极极片的叠放方向与走带方向相同； 其中，所述第一电极极片是正极极片，所述第二电极极片是负极极片；或者，所述第一电极极片是负极极片，所述第二电极极片是正极极片；
在所述制造方法中，进一步将依次叠设的第一电极极片、第一层隔膜、第二电极极片、第二层隔膜，绕卷芯卷绕至少两圈；
在卷绕后的每一电极极片的任意一组中，相邻极耳中的后一极耳在前一极耳的之后一圈与该前一极耳重
叠，并使后一极耳的第一端与前一极耳的第一端错开呈梯田状，而后一极耳的第二端与前一极耳的第二端对齐；
各极耳的第一端靠近于将第一电极极片与第二电极极片隔开的中部位置，第二端远离所述中部位置。
[0013]优选地，对每一电极极片使用M个宽度不同的刀模冲压成型，对应得到该电极极片的M组极耳，M≥1；其中，第n个刀模的宽度，与第n组极耳中相邻极耳的间距S n相同，且第n组内相邻极耳中后一极耳的宽度大于前一极耳的宽度；并且使得每一电极极片的各组极耳中处在相同排列次序的极耳的大小相同且在卷绕后的位置对应重叠；
制造所述电极极片的M组极耳时，从n=1开始，循环执行步骤A~E：
A、使用宽度等于间距S n的刀模，循环执行步骤a~e，来制造第n组中的所有极耳；
B、判断n的数值是否等于M：若等于M，跳出步骤A~E的循环；若小于M，继续执行步骤C；
C、使电极极片沿走带方向移动第n组中最后一个极耳的宽度；
D、使用宽度等于间距S n+1的下一个刀模，在距第n组最后一个极耳前端距离为L的位置进行冲压；
E、令n=n+1。
[0014]优选地，通过计算机辅助设计程序，预先计算各电极极片中每一组的各极耳宽度及相邻极耳间距，以及计算各电极极片中相邻两组极耳的间距；
再根据计算机辅助设计程序的计算结果，来对所述走带控制设备所述移动电极极片的走带长度及走带方向进行控制。
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