本實(shí)用新型涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合式電芯。

背景技術(shù)：

隨著，動(dòng)力工具、無人機(jī)、快充設(shè)備市場(chǎng)的日益增長(zhǎng)，大功率充放電電芯成為鋰離子電池行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)電芯大功率充放電、減小電芯內(nèi)阻，多極耳卷繞電芯結(jié)構(gòu)逐漸成為大功率鋰離子電池主流結(jié)構(gòu)，但是考慮到多極耳卷繞結(jié)構(gòu)加工性及生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)管理的問題，參照?qǐng)D1，在現(xiàn)有技術(shù)一中，電芯的正極極片(第一極片1)和負(fù)極極片(第二極片2)的雙面均涂覆活性物質(zhì)，這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致負(fù)極極片的最內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)與最外圈的外側(cè)均多出一圈活性物質(zhì)(第二活性物質(zhì)層22)，從而導(dǎo)致能量密度的流失和活性材料的浪費(fèi)；參照?qǐng)D2，在現(xiàn)有技術(shù)二中，不在電芯負(fù)極極片(第二極片2)的最內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)與最外圈的外側(cè)涂覆活性物質(zhì)(第二活性物質(zhì)層22)，雖然這能夠減少活性材料的浪費(fèi)，避免能量密度的流失，但是，負(fù)極極片在生產(chǎn)時(shí)需要采用間歇時(shí)涂覆，會(huì)造成生產(chǎn)線管理難點(diǎn)，同時(shí)在制作過程中的涂布、冷壓、模切等工序更容易斷帶、單雙面錯(cuò)位加劇等問題，導(dǎo)致優(yōu)率的降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種復(fù)合式電芯，其能提高所述復(fù)合式電芯的能量密度，并簡(jiǎn)化所述復(fù)合式電芯的成型工藝。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種復(fù)合式電芯，其包括：第一卷繞極片，具有第一集流體和涂覆在第一集流體兩個(gè)表面上的第一活性物質(zhì)層；第二卷繞極片，與第一卷繞極片極性相反，具有第二集流體和涂覆在第二集流體兩個(gè)表面上的第二活性物質(zhì)層；以及隔離膜，設(shè)置于第一卷繞極片和第二卷繞極片之間，以將第一卷繞極片和第二卷繞極片隔離開；其中，第 一卷繞極片、第二卷繞極片及隔離膜卷繞在一起形成卷繞式電芯。

所述復(fù)合式電芯還包括：第一片式極片，與第一卷繞極片的未與第二卷繞極片相對(duì)的第一活性物質(zhì)層相對(duì)，且具有第三集流體和涂覆在第三集流體上的第三活性物質(zhì)層，其中，第一片式極片的極性與第一卷繞極片的極性相反，且僅在第三集流體與第一活性物質(zhì)層相對(duì)的面上涂覆第三活性物質(zhì)層；和/或，第二片式極片，與第二卷繞極片的未與第一卷繞極片相對(duì)的第二活性物質(zhì)層相對(duì)，且具有第四集流體和涂覆在第四集流體上的第四活性物質(zhì)層，其中，第二片式極片的極性與第二卷繞極片的極性相反，且僅在第四集流體與第二活性物質(zhì)層相對(duì)的面上涂覆第四活性物質(zhì)層。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中，與現(xiàn)有技術(shù)一的卷繞式電芯相比，由于第一片式極片的第三活性物質(zhì)層與第一卷繞極片的未與第二卷繞極片相對(duì)的第一活性物質(zhì)層相對(duì)，從而能夠避免第一卷繞極片的未與第二卷繞極片相對(duì)的第一活性物質(zhì)層的浪費(fèi)；同時(shí)，第一片式極片僅在第三集流體與第一活性物質(zhì)層相對(duì)的面上涂覆第三活性物質(zhì)層，從而避免第三活性物質(zhì)層的浪費(fèi)。因此，本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯能夠提高復(fù)合式電芯的質(zhì)量能量密度和體積能量密度。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中，與現(xiàn)有技術(shù)一的卷繞式電芯相比，由于第二片式極片的第四活性物質(zhì)層與第二卷繞極片的未與第一卷繞極片相對(duì)的第二活性物質(zhì)層相對(duì)，從而能夠避免第二卷繞極片的未與第一卷繞極片相對(duì)的第二活性物質(zhì)層的浪費(fèi)；同時(shí)，第二片式極片僅在第四集流體與第二活性物質(zhì)層相對(duì)的面上涂覆第四活性物質(zhì)層，從而避免第四活性物質(zhì)層的浪費(fèi)。因此，本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯能夠提高復(fù)合式電芯的質(zhì)量能量密度和體積能量密度。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中，與現(xiàn)有技術(shù)二的卷繞式電芯相比，第一卷繞極片、第二卷繞極片、第一片式極片及第二片式極片均是采用連續(xù)涂布的方式制成，產(chǎn)品的成型過程簡(jiǎn)單、加工性能好、合格率高。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)一的卷繞式電芯的示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)二的卷繞式電芯的示意圖；

圖3至圖9為根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯的多個(gè)實(shí)施例的示意圖；

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1 第一卷繞極片 51 第四集流體

11 第一集流體 52 第四活性物質(zhì)層

12 第一活性物質(zhì)層 6 第一極耳

2 第二卷繞極片 7 第二極耳

21 第二集流體 8 第三極耳

22 第二活性物質(zhì)層 9 第四極耳

3 隔離膜 B 卷繞式電芯

4 第一片式極片 B1 水平部

41 第三集流體 B2 彎折部

42 第三活性物質(zhì)層 W 寬度方向

5 第二片式極片 T 厚度方向

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯。

參照?qǐng)D3至圖9，根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯包括：第一卷繞極片1，具有第一集流體11和涂覆在第一集流體11兩個(gè)表面上的第一活性物質(zhì)層12；第二卷繞極片2，與第一卷繞極片1極性相反，具有第二集流體21和涂覆在第二集流體21兩個(gè)表面上的第二活性物質(zhì)層22；以及隔離膜3，設(shè)置于第一卷繞極片1和第二卷繞極片2之間，以將第一卷繞極片1和第二卷繞極片2隔離開；其中，第一卷繞極片1、第二卷繞極片2及隔離膜3卷繞在一起形成卷繞式電芯B。

所述復(fù)合式電芯還包括：第一片式極片4，與第一卷繞極片1的未與第二卷繞極片2相對(duì)的第一活性物質(zhì)層12相對(duì)，且具有第三集流體41和涂覆在第三集流體41上的第三活性物質(zhì)層42，其中，第一片式極片4的極性與第一卷繞極片1的極性相反，且僅在第三集流體41與第一活性物質(zhì)層12相對(duì)的面上涂覆第三活性物質(zhì)層42；和/或，第二片式極片5，與第二卷繞極片2的未與第一卷繞極片1相對(duì)的第二活性物質(zhì)層22相對(duì)，且具有第四集流體 51和涂覆在第四集流體51上的第四活性物質(zhì)層52，其中，第二片式極片5的極性與第二卷繞極片2的極性相反，且僅在第四集流體51與第二活性物質(zhì)層22相對(duì)的面上涂覆第四活性物質(zhì)層52。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中，與現(xiàn)有技術(shù)一的卷繞式電芯相比，由于第一片式極片4的第三活性物質(zhì)層42與第一卷繞極片1的未與第二卷繞極片2相對(duì)的第一活性物質(zhì)層12相對(duì)，從而能夠避免第一卷繞極片1的未與第二卷繞極片2相對(duì)的第一活性物質(zhì)層12的浪費(fèi)(鋰離子能夠在第一活性物質(zhì)層12和第三活性物質(zhì)層42之間實(shí)現(xiàn)往返嵌入和脫嵌)；同時(shí)，第一片式極片4僅在第三集流體41與第一活性物質(zhì)層12相對(duì)的面上涂覆第三活性物質(zhì)層42，從而避免第三活性物質(zhì)層42的浪費(fèi)。因此，本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯能夠提高復(fù)合式電芯的質(zhì)量能量密度和體積能量密度。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中，與現(xiàn)有技術(shù)一的卷繞式電芯相比，由于第二片式極片5的第四活性物質(zhì)層52與第二卷繞極片2的未與第一卷繞極片1相對(duì)的第二活性物質(zhì)層22相對(duì)，從而能夠避免第二卷繞極片2的未與第一卷繞極片1相對(duì)的第二活性物質(zhì)層22的浪費(fèi)(鋰離子能夠在第四活性物質(zhì)層52和第二活性物質(zhì)層22之間實(shí)現(xiàn)往返嵌入和脫嵌)；同時(shí)，第二片式極片5僅在第四集流體51與第二活性物質(zhì)層22相對(duì)的面上涂覆第四活性物質(zhì)層52，從而避免第四活性物質(zhì)層52的浪費(fèi)。因此，本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯能夠提高復(fù)合式電芯的質(zhì)量能量密度和體積能量密度。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中，與現(xiàn)有技術(shù)二的卷繞式電芯相比，第一卷繞極片1、第二卷繞極片2、第一片式極片4及第二片式極片5均是采用連續(xù)涂布的方式制成，產(chǎn)品的成型過程簡(jiǎn)單、加工性能好、合格率高。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D4和圖5，卷繞式電芯B卷繞最內(nèi)圈為第一卷繞極片1的最內(nèi)圈；一個(gè)第一片式極片4設(shè)置于第一卷繞極片1最內(nèi)圈的兩層第一卷繞極片1之間，并由隔離膜3將所述一個(gè)第一片式極片4和第一卷繞極片1隔開。由于第一卷繞極片1的最內(nèi)圈的兩層第一卷繞極片1位于卷繞式電芯B卷繞的最內(nèi)圈，所以這兩層第一卷繞極片1一側(cè)(圖4和圖5中靠近第一片式極片4的一側(cè))的第一活性物質(zhì)層12無法與第二卷繞極片2的第二活性物質(zhì)層22相對(duì)，所以在這兩層第一卷繞極片1之間設(shè)置一個(gè)第一片式極片4，以避免所述第一活性物質(zhì)層12的浪 費(fèi)。所述一個(gè)第一片式極片4可以插入到第一卷繞極片1最內(nèi)圈的兩層第一卷繞極片1之間。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D3、圖6和圖8，卷繞式電芯B卷繞最內(nèi)圈為第二卷繞極片2的最內(nèi)圈；一個(gè)第二片式極片5設(shè)置于第二卷繞極片2最內(nèi)圈的兩層第二卷繞極片2之間，并由隔離膜3將所述一個(gè)第二片式極片5和第二卷繞極片2隔開。由于第二卷繞極片2的最內(nèi)圈的兩層第二卷繞極片2位于卷繞式電芯B卷繞的最內(nèi)圈，所以這兩層第二卷繞極片2一側(cè)(圖3、圖6和圖8中靠近第二片式極片5的一側(cè))的第二活性物質(zhì)層22無法與第一卷繞極片1的第一活性物質(zhì)層12相對(duì)，所以在這兩層第二卷繞極片2之間設(shè)置一個(gè)第二片式極片5，以避免所述第二活性物質(zhì)層22的浪費(fèi)。所述一個(gè)第二片式極片5可以插入到第二卷繞極片2最內(nèi)圈的兩層第二卷繞極片2之間。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D7，第一卷繞極片1的最內(nèi)圈與第二卷繞極片2的最內(nèi)圈形成對(duì)插式結(jié)構(gòu)。這種對(duì)插式結(jié)構(gòu)使得第一卷繞極片1最內(nèi)圈的第一活性物質(zhì)層12均能夠與第二卷繞極片2最內(nèi)圈的第二活性物質(zhì)層22相對(duì)，避免所述第一活性物質(zhì)層12和第二活性物質(zhì)層22的浪費(fèi)，且無需插入第一片式極片4或第二片式極片5，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D4，卷繞式電芯B收尾的最外圈為第一卷繞極片1，卷繞式電芯B具有沿寬度方向W延伸的兩個(gè)水平部B1以及兩個(gè)彎折部B2，且至少在一個(gè)水平部B1上設(shè)置一個(gè)第一片式極片4。第一片式極片4通過熱壓固定在最外圈的第一卷繞極片1上。第一片式極片4僅一面上涂覆第三活性物質(zhì)層42，因此所述復(fù)合式電芯可以直接以第一片式極片4收尾，并省去兩圈隔離膜3，進(jìn)一步減少材料的浪費(fèi)，提高所述復(fù)合式電芯的能量密度。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D3、圖5、圖7及圖9，卷繞式電芯B收尾的最外圈為第二卷繞極片2，卷繞式電芯B具有沿寬度方向W延伸的兩個(gè)水平部B1以及兩個(gè)彎折部B2，且至少在一個(gè)水平部B1上設(shè)置一個(gè)第二片式極片5。第二片式極片5通過熱壓固定在最外圈的第一卷繞極片1上。第二片式極片5僅一面上涂覆第四活性物質(zhì)層52，因此所述復(fù)合式電芯可以直接以第二片式極片5收尾，并省去兩圈隔離膜3， 進(jìn)一步減少材料的浪費(fèi)，提高所述復(fù)合式電芯的能量密度。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D6，卷繞式電芯B收尾的最外圈的一部分為第一卷繞極片1，剩余部分為第二卷繞極片2；對(duì)應(yīng)地在第一卷繞極片1收尾部分的外側(cè)設(shè)置一個(gè)第一片式極片4。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D6，卷繞式電芯B收尾的最外圈的一部分為第一卷繞極片1，剩余部分為第二卷繞極片2；在第二卷繞極片2收尾部分的外側(cè)設(shè)置一個(gè)第二片式極片5。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D3至圖9，所述復(fù)合式電芯包括：多個(gè)第一極耳6，與第一集流體11固定電連接；多個(gè)第二極耳7，與第二集流體21固定電連接。參照?qǐng)D4至圖6，當(dāng)所述復(fù)合式電芯包括第一片式極片4時(shí)，所述復(fù)合式電芯還包括：第三極耳8，與對(duì)應(yīng)的第一片式極片4的第三集流體41固定電連接。參照?qǐng)D3、圖5至圖9，當(dāng)所述復(fù)合式電芯包括第二片式極片5時(shí)，所述復(fù)合式電芯還包括：第四極耳9，與對(duì)應(yīng)的第二片式極片5的第四集流體51固定電連接。一個(gè)第一卷繞極片1的第一集流體11可以固定多個(gè)第一極耳6，一個(gè)第二卷繞極片2的第二集流體21可以固定多個(gè)第二極耳7，而由于第一片式極片4和第二片式極片5均為一層單片式的極片，所以一個(gè)第一片式極片4的第三集流體41可固定一個(gè)第三極耳8，一個(gè)第二片式極片5的第四集流體51可固定一個(gè)第四極耳9。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，各第一極耳6與第一集流體11一體形成；各第二極耳7與第二集流體21一體形成；當(dāng)所述復(fù)合式電芯包括第三極耳8時(shí)，第三極耳8與第一片式極片4的第三集流體41一體形成；當(dāng)所述復(fù)合式電芯包括第四極耳9時(shí)，第四極耳9與第二片式極片5的第四集流體51一體形成。例如，第一極耳6由第一集流體11模切而成，第二極耳7由第二集流體21模切而成，第三極耳8由第三集流體41模切而成，第四極耳8由第四集流體51模切而成。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D3至圖9，所述多個(gè)第一極耳6在厚度方向T上相互對(duì)齊(但是，由于加工誤差，各第一極耳6的對(duì)齊位置也允許一定的偏差)；所述多個(gè)第二極耳7在厚度方向T上相互對(duì)齊(但是，由于加工誤差，各第二極耳7的對(duì)齊位置也允許一定的 偏差)。參照?qǐng)D4至圖6，當(dāng)所述復(fù)合式電芯包括第三極耳8時(shí)，第三極耳8與第二極耳7在厚度方向T上相互對(duì)齊。參照?qǐng)D3、圖5至圖9，當(dāng)所述復(fù)合式電芯包括第四極耳9時(shí)，第四極耳9與第一極耳6在厚度方向T上相互對(duì)齊。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，第一卷繞極片1為正極極片，第二卷繞極片2為負(fù)極極片，第一片式極片4為負(fù)極極片，第二片式極片5為正極極片。對(duì)應(yīng)地，第一活性物質(zhì)層12和第四活性物質(zhì)層52為正極活性物質(zhì)層，具體可以為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰中的至少一種。第二活性物質(zhì)層22和第三活性物質(zhì)層32為負(fù)極活性物質(zhì)層，具體可以為碳和硅中的至少一種。

在根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合式電芯中的一實(shí)施例中，第一卷繞極片1為負(fù)極極片，第二卷繞極片2為正極極片，第一片式極片4為正極極片，第二片式極片5為負(fù)極極片。對(duì)應(yīng)地，第二活性物質(zhì)層22和第三活性物質(zhì)層32為正極活性物質(zhì)層，具體可以為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰中的至少一種。第一活性物質(zhì)層12和第四活性物質(zhì)層52為負(fù)極活性物質(zhì)層，具體可以為碳和硅中的至少一種。