本发明属于二次电池，尤其涉及一种软包圆柱电池。
背景技术：
1、随着便携式电子设备的快速发展，锂离子电池凭借其高能量密度、长循环寿命和环境友好等优点，已经成为各种应用领域的主流选择。在众多锂离子电池的形态中，圆柱电池因其结构简单、制造成本低、能量密度高等特点,受到了广泛的青睐。例如，21700型号的圆柱电池因其出色的性能和适中的尺寸，在笔记本电脑和电动工具等领域得到了广泛应用。
2、然而，现有的圆柱电池，如图1所示，外壳一般采用钢壳结构，存在一些亟待解决的问题。首先，钢壳圆柱电池在使用过程中存在一定的安全隐患，尤其是对于需要随身携带的产品应用领域。这主要是由于钢壳电池在化成过程中产生的气体会滞留在电池内部，导致电池内部压力较大。同时，钢壳圆柱电池的壳体一般采用较厚的钢壳材料，一旦发生热失控，电池可能会发生爆炸，造成严重的安全隐患和杀伤力。其次，钢壳圆柱电池在结构设计上存在一些不足之处。由于极耳焊接正极和卷芯之间存在约3mm的间隙，电池内部空间利用率较低，限制了电池能量密度的进一步提升。此外，钢壳材料本身的密度较大，也在一定程度上增加了电池的整体重量，降低了电池能量密度。
3、有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种安全性好且能量密度高的软包圆柱电池，通过合理的封装设计和内部结构优化，不仅可以有效提高电池的安全性能，降低热失控和爆炸的风险，还可以显著提升电池的能量密度，延长电池的使用寿命。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种软包圆柱电池，包括圆柱形卷芯、电解液以及圆柱形软包外壳，所述卷芯包括正极片、负极片以及设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜，所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次层叠卷绕形成所述卷芯，所述卷芯与所述电解液共同密封在所述软包外壳内部；
4、所述圆柱形卷芯包括相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部连接有正极极耳，所述第二端部连接有负极极耳；所述正极极耳从所述第一端部向外延伸并穿出所述软包外壳，所述负极极耳从所述第二端部向外延伸并穿出所述软包外壳。
5、优选的，所述软包外壳为铝塑膜，所述铝塑膜的厚度为0.05～0.15mm。
6、优选的，所述软包外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体热封贴合连接，所述第一壳体和所述第二壳体的两端分别设置有相互贴合的第一封边，且所述第一封边沿所述软包外壳的径向弯折形成扁平折边，且所述扁平折边的边角处沿所述软包外壳的端部平面内水平弯折形成有边角弯折部；所述第一壳体和所述第二壳体的两侧边缘分别设置有相互贴合的第二封边，且所述第二封边沿所述软包外壳的周向弯折形成弧形折边。
7、优选的，所述正极极耳从所述第一端部向外延伸并沿所述第一封边穿出所述软包外壳，所述正极极耳穿出软包外壳的部分沿所述扁平折边的边缘反向弯折形成有第一弯折段，所述第一弯折段与所述软包外壳的一端部平面之间设置有第一保护纸，且所述第一保护纸覆盖所述边角弯折部；所述第一保护纸的厚度为0.1～0.5mm。
8、优选的，所述负极极耳从所述第二端部向外延伸并沿所述第一封边穿出所述软包外壳，所述负极极耳穿出软包外壳的部分沿所述扁平折边的边缘反向弯折形成有第二弯折段，所述第二弯折段与所述软包外壳的另一端部平面之间设置有第二保护纸，且所述第二保护纸覆盖所述边角弯折部；所述第二保护纸的厚度为0.1～0.5mm。
9、优选的，所述软包外壳的两端部分别设置有用于固定第一弯折段和第二弯折段的固定胶纸，所述固定胶纸分别覆盖第一弯折段的弯折处表面和第二弯折段的弯折处表面，且所述固定胶纸的两端分别固定于软包外壳的周向侧壁；
10、所述软包外壳的外表面紧密套设有热缩膜，且所述热缩膜紧压所述固定胶纸的两端。
11、优选的，所述正极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层；所述正极片的中部位置设置有第一空箔区，所述第一空箔区设置有所述正极极耳；所述正极片的中部位置为所述正极片长度方向上的3/8至5/8之间。
12、优选的，所述负极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层；所述负极片的中部位置设置有第二空箔区，所述第二空箔区设置有所述负极极耳；所述负极片的中部位置为所述负极片长度方向上的3/8至5/8之间。
13、优选的，所述正极极耳包括第一段和第二段，所述第一段位于所述第一空箔区内，所述第二段位于所述第一空箔区外；
14、所述第一空箔区贴覆有第一耐温绝缘胶纸和第二耐温绝缘胶纸，所述第一耐温绝缘胶纸和所述第二耐温绝缘胶纸的耐热温度≥130℃；
15、沿y方向上，所述第一耐温绝缘胶纸超出所述正极集流体的边缘0-2.5mm，并完全覆盖所述正极极耳的第一段的表面；
16、所述第二耐温绝缘胶纸完全覆盖所述正极极耳的第一段的表面，并部分覆盖所述正极极耳的第二段的表面；
17、沿x方向上，所述第二耐温绝缘胶纸超出所述正极极耳的边缘0-2.5mm。
18、优选的，所述负极极耳包括第三段和第四段，所述第三段位于所述第二空箔区内，所述第四段位于所述第二空箔区外；
19、所述第二空箔区贴覆有第三耐温绝缘胶纸和第四耐温绝缘胶纸，所述第三耐温绝缘胶纸和所述第四耐温绝缘胶纸的耐热温度≥130℃；
20、沿y方向上，所述第三耐温绝缘胶纸超出所述负极集流体的边缘0-2.5mm，并完全覆盖所述负极极耳的第三段的表面；
21、所述第四耐温绝缘胶纸完全覆盖所述负极极耳的第三段的表面，并部分覆盖所述负极极耳的第四段的表面；
22、沿x方向上，所述第四耐温绝缘胶纸超出所述负极极耳的边缘0-2.5mm。
23、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
24、1)本发明采用软包结构提高了电池的安全性能。采用圆柱形软包外壳取代传统的钢壳结构，软包外壳通常由铝塑膜制成。铝塑膜是一种由铝箔和高分子材料复合而成的薄膜材料，具有良好的阻隔性、机械强度和柔韧性。与钢壳相比，铝塑膜厚度更薄，但仍能提供足够的机械强度，保护内部电芯。且较薄的铝塑膜壳体可以有效降低电池的内部压力，减小热失控时的爆炸风险。此外，本发明的软包圆柱电池在化成过程中产生的气体会通过二封工序抽除，使得电池内部处于近似真空的状态。这不仅进一步降低了电池内部压力，而且当电池发生热失控时，真空环境可以有效抑制电池内部温度的快速上升，延缓热失控的发生和传播。即使在极端情况下电池发生热失控，软包外壳也可以通过膨胀变形释放内部压力，避免电池爆炸，大大提高了电池的安全性。
25、2)本发明通过优化结构设计，提高了电池的能量密度。传统钢壳圆柱电池需要在极耳焊接处预留一定的间隙，这部分空间无法被有效利用，导致电池内部空间利用率降低。而本发明利用软包结构的特点，无需预留过多的极耳焊接间隙，卷芯可以充分填充软包外壳内部空间。同时，正极极耳和负极极耳分别从卷芯的两端引出，穿出软包外壳，减少了极耳占用的空间。这种内部结构设计可以显著提高电池的空间利用率，从而提升电池的能量密度。此外，铝塑膜的密度远低于钢壳，使用铝塑膜作为软包外壳可以有效减轻电池的整体重量。在相同质量下，软包圆柱电池可以容纳更多的活性材料,进一步提高能量密度。综合空间利用率和外壳轻量化的优势，本发明的软包圆柱电池可以实现能量密度的显著提升。
26、3)本发明能够延长电池的使用寿命。铝塑膜软包外壳具有优异的阻隔性能，可以有效阻止外界水分和氧气的侵入，减少电解液的分解和挥发，抑制电池材料的副反应，从而延缓电池性能的衰减，延长电池的使用寿命。此外，软包外壳良好的柔韧性可以有效缓冲外界振动和冲击，防止电芯损坏,提高电池的使用可靠性。同时，软包圆柱电池内部压力更小，减少了电极材料的体积变化对电芯结构的影响，有利于维持电极结构的稳定性，进一步延长电池的循环寿命。
27、4)本发明能够简化生产工艺，降低制造成本。与钢壳圆柱电池相比，软包圆柱电池的生产工艺更加简单。钢壳电池需要经过拉伸、滚槽、焊接等复杂的加工过程，而软包电池的外壳可以直接采用铝塑膜，通过封口工艺完成封装。化成过程中，软包电池还可以方便地进行抽气，简化了工艺流程。这种简化的生产工艺可以提高生产效率，降低设备和人工成本。此外，铝塑膜的价格相对较低，使用铝塑膜替代钢壳可以有效降低电池生产成本。综合生产工艺和制造成本的优势，本发明的软包圆柱电池可以实现制造成本的显著降低，增强产品的市场竞争力。
1.一种软包圆柱电池，其特征在于：包括圆柱形卷芯、电解液以及圆柱形软包外壳，所述卷芯包括正极片、负极片以及设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜，所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次层叠卷绕形成所述卷芯，所述卷芯与所述电解液共同密封在所述软包外壳内部；
2.根据权利要求1所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述软包外壳为铝塑膜，所述铝塑膜的厚度为0.05～0.15mm。
3.根据权利要求1所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述软包外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体热封贴合连接，所述第一壳体和所述第二壳体的两端分别设置有相互贴合的第一封边，且所述第一封边沿所述软包外壳的径向弯折形成扁平折边，且所述扁平折边的边角处沿所述软包外壳的端部平面内水平弯折形成有边角弯折部；所述第一壳体和所述第二壳体的两侧边缘分别设置有相互贴合的第二封边，且所述第二封边沿所述软包外壳的周向弯折形成弧形折边。
4.根据权利要求3所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述正极极耳从所述第一端部向外延伸并沿所述第一封边穿出所述软包外壳，所述正极极耳穿出软包外壳的部分沿所述扁平折边的边缘反向弯折形成有第一弯折段，所述第一弯折段与所述软包外壳的一端部平面之间设置有第一保护纸，且所述第一保护纸覆盖所述边角弯折部；所述第一保护纸的厚度为0.1～0.5mm。
5.根据权利要求4所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述负极极耳从所述第二端部向外延伸并沿所述第一封边穿出所述软包外壳，所述负极极耳穿出软包外壳的部分沿所述扁平折边的边缘反向弯折形成有第二弯折段，所述第二弯折段与所述软包外壳的另一端部平面之间设置有第二保护纸，且所述第二保护纸覆盖所述边角弯折部；所述第二保护纸的厚度为0.1～0.5mm。
6.根据权利要求5所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述软包外壳的两端部分别设置有用于固定第一弯折段和第二弯折段的固定胶纸，所述固定胶纸分别覆盖第一弯折段的弯折处表面和第二弯折段的弯折处表面，且所述固定胶纸的两端分别固定于软包外壳的周向侧壁；
7.根据权利要求1所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述正极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层；所述正极片的中部位置设置有第一空箔区，所述第一空箔区设置有所述正极极耳；所述正极片的中部位置为所述正极片长度方向上的3/8至5/8之间。
8.根据权利要求1或7所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述负极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层；所述负极片的中部位置设置有第二空箔区，所述第二空箔区设置有所述负极极耳；所述负极片的中部位置为所述负极片长度方向上的3/8至5/8之间。
9.根据权利要求7所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述正极极耳包括第一段和第二段，所述第一段位于所述第一空箔区内，所述第二段位于所述第一空箔区外；
10.根据权利要求8所述的软包圆柱电池，其特征在于：所述负极极耳包括第三段和第四段，所述第三段位于所述第二空箔区内，所述第四段位于所述第二空箔区外；
