一种电池及其制备装置、制备方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及其制备装置、制备方法。

背景技术

电池内的电芯可以为卷芯，即电芯可以由料带卷绕形成。值得注意的是，在形成卷芯过程中，需要采用卷针缠绕、支撑料带；待卷芯制备完成，需要将卷针抽出卷芯内部，以在卷芯的内部形成卷芯孔。但是，在对卷芯进行抽针操作时，靠近卷针的隔膜容易发生褶皱，极易导致抽针后靠近卷芯孔的内圈隔膜变形塌缩影响，影响后续焊接操作。

发明内容

本发明提供一种电池及其制备装置、制备方法，该电池可以提升卷芯内隔膜在靠近卷芯孔处的定型效果，便于卷芯孔处进行焊接操作，以提升卷芯的结构性能。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

根据本发明的第一个方面，提供了一种电池，包括由料带卷绕而成的圆柱状的卷芯，所述料带包括隔膜和极片，沿所述料带的延伸方向，所述隔膜在所述料带的起始段超出所述极片设置；所述卷芯具有卷芯孔，所述隔膜超出所述极片的部分围绕、形成所述卷芯孔；沿所述料带的延伸方向，所述隔膜超出所述极片的部分形成所述卷芯在径向上的最内圈结构，且所述最内圈结构中隔膜的圈数大于等于2；所述隔膜设有胶层，所述最内圈结构中的隔膜之间的剥离强度≥0.04N/cm。

需要说明的是，本申请提供的电池中，隔膜在料带起始段超出极片设置的部分形成卷芯在径向方向上的最内圈结构，在卷绕后、位于最内圈结构的隔膜的圈数为至少两圈，相邻圈层的隔膜通过隔膜表面的胶层粘接，以使得隔膜之间的剥离强度≥0.04N/cm。据此，该电池可以提升位于最内圈结构中隔膜的相对稳定性，避免位于最内圈结构的隔膜产生塌缩、变形，以保障卷芯孔具有稳定的结构形态，便于在卷芯孔内进行焊接操作，降低操作难度。

同时，值得注意的是，在卷绕形成卷芯过程中，隔膜表面的胶层粘性可以在受热状态时增大，以提升胶层对于最内圈结构中隔膜的粘接效果，降低隔膜之间的粘接难度，提升卷芯的产品良率；同时，隔膜可能受热发生热缩，以辅助提升位于最内圈结构的多层隔膜在粘接后的定型效果，防止位于最内圈结构的隔膜向卷芯孔塌缩，进一步便于在卷芯孔内进行焊接操作，降低操作难度。

根据本发明的第二个方面，提供了一种电池的制备装置，包括卷针，所述卷针的外周面用于固定料带中的隔膜、以卷绕形成圆柱状的卷芯；所述卷针的外周面的温度在20℃～150℃范围内可调，以控制所述卷芯的最内圈结构中的隔膜之间的剥离强度≥0.04N/cm，其中，所述料带包括隔膜和极片，沿所述料带的延伸方向，所述隔膜在所述料带的起始段超出所述极片设置，且所述隔膜超出所述极片的部分形成所述卷芯在径向上的最内圈结构，所述最内圈结构中隔膜的圈数大于等于2，且所述隔膜设有胶层。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池的制备装置在卷绕形成卷芯过程中，料带起始段的隔膜被固定在卷针的外周面上；待隔膜固定后，料带可随卷针的旋转、缠绕、以形成卷芯。在卷针对料带缠绕过程中，隔膜在料带起始段超出极片设置的部分形成卷芯在径向方向上的最内圈结构，隔膜表面的胶层粘性可以在受热状态时增大，以提升胶层对于最内圈结构中隔膜的粘接效果，降低隔膜之间的粘接难度，提升卷芯的产品良率；同时，隔膜可能受热发生热缩，以辅助提升最内圈结构中多层隔膜在粘接后的定型效果，防止位于最内圈结构内的隔膜向卷芯孔塌缩，以便于在卷芯孔内进行焊接操作，降低操作难度。

同时，通过该制备装置制备所得的电池中，最内圈结构内的隔膜的圈数为至少两圈，且相邻圈的隔膜通过隔膜表面的胶层粘接，以使得隔膜之间的剥离强度≥0.04N/cm。据此，该电池可以提升位于最内圈结构中隔膜的相对稳定性，避免位于最内圈结构的隔膜产生塌缩、变形，以保障卷芯孔具有稳定的结构形态，便于在卷芯孔内进行焊接操作，降低操作难度。

根据本发明的第三个方面，提供了一种电池的制备方法，用于制备如上述第一个方面中任意技术方案提供的电池，所述制备方法包括：

提供料带，所述料带包括隔膜和极片，沿所述料带的延伸方向，所述隔膜在所述料带的起始段超出所述极片设置；

卷绕所述料带形成圆柱状的卷芯，所述卷芯具有卷芯孔，其中，所述隔膜超出所述极片的部分围绕、形成所述卷芯孔；沿所述料带的延伸方向，所述隔膜超出所述极片的部分形成所述卷芯在径向上的最内圈结构，所述最内圈结构中隔膜的圈数大于等于2；所述隔膜设有胶层，所述最内圈结构中的隔膜之间的剥离强度≥0.04N/cm。

需要说明的是，本申请提供的电池的制备方法制备所得的电池中，隔膜在料带起始段超出极片设置的部分形成卷芯在径向方向上的最内圈结构，在卷绕后、位于最内圈结构的隔膜的圈数为至少两圈，且相邻圈的隔膜通过隔膜表面的胶层粘接，以使得隔膜之间的剥离强度≥0.04N/cm。据此，该电池可以提升位于最内圈结构中隔膜的相对稳定性，避免位于最内圈结构的隔膜产生塌缩、变形，以保障卷芯孔具有稳定的结构形态，便于在卷芯孔内进行焊接操作，降低操作难度。

同时，值得注意的是，在卷绕形成卷芯过程中，隔膜表面的胶层粘性可以在受热状态时增大，以提升胶层对于最内圈结构中隔膜的粘接效果，降低隔膜之间的粘接难度，提升卷芯的产品良率；同时，隔膜可能受热发生热缩，以辅助提升位于最内圈结构的多层隔膜在粘接后的定型效果，防止位于最内圈结构的隔膜向卷芯孔塌缩，进一步便于在卷芯孔内进行焊接操作，降低操作难度。

附图说明

为了更好地理解本申请，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本申请的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：

图1为本申请实施例提供的电池中卷芯的结构示意图；

图2为图1中结构的俯视图；

图3为本申请实施例提供的电池的制备装置的结构示意简图；

图4为本申请实施例提供的电池的制备方法的流程图。

附图标记说明如下：

100、卷芯；110、卷芯孔；200、卷针；210、外针；220、内针；01、隔膜；02、胶层。

具体实施方式

下面将结合本申请示例实施例中的附图，对本申请示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本申请的保护范围，因此应当理解，在不脱离本申请的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

进一步地，本申请的描述中，需要理解的是，本申请的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

第一方面，本申请实施例提供一种电池。图1为本申请实施例提供的电池中卷芯的结构示意图；图2为图1中结构的俯视图。请参考图1和图2所示出的结构，该电池包括由料带卷绕而成的圆柱状的卷芯100，料带包括隔膜01和极片，沿料带的延伸方向，隔膜01在料带的起始段超出极片设置；卷芯100具有卷芯孔110，隔膜01超出极片的部分围绕、形成卷芯孔110；沿料带的延伸方向，隔膜01超出极片的部分形成卷芯100在径向上的最内圈结构，且最内圈结构中隔膜01的圈数大于等于2；隔膜01设有胶层02，最内圈结构中的隔膜01之间的剥离强度≥0.04N/cm。

应理解，在形成卷芯100过程中，需要将位于料带端部的隔膜01固定在支撑件(例如卷针200)表面，之后，以支撑件为中心将料带缠绕。在制备形成卷芯100后，会撤出支撑件，卷芯100在对应支撑件位置、形成卷芯孔110。值得注意的是，料带的起始部分仅具有隔膜01，换句话说，卷芯100内围绕、形成卷芯孔110侧壁的部分为隔膜01。

在料带经缠绕形成卷芯100之后，需要采用焊接工装伸入卷芯孔110内，以对卷芯孔110焊接，提升卷芯100的结构性能。需要说明的是，本申请实施例提供的电池中，隔膜01在料带起始段超出极片设置的部分形成卷芯100在径向方向上的最内圈结构，在卷绕后、位于最内圈结构的隔膜01的圈数为至少两圈，且相邻圈的隔膜01通过隔膜01表面的胶层02粘接，以使得隔膜01之间的剥离强度≥0.04N/cm。据此，该电池可以提升位于最内圈结构中隔膜01的相对稳定性，避免位于最内圈结构的隔膜01产生塌缩、变形，以保障卷芯孔110具有稳定的结构形态，便于在卷芯孔110内进行焊接操作，降低操作难度。

同时，值得注意的是，在卷绕形成卷芯100过程中，隔膜01表面的胶层02粘性可以在受热状态时增大，以提升胶层02对于最内圈结构中隔膜01的粘接效果，降低隔膜01之间的粘接难度，提升卷芯100的产品良率；同时，隔膜01可能受热发生热缩，以辅助提升位于最内圈结构的多层隔膜01在粘接后的定型效果，防止位于最内圈结构的隔膜01向卷芯孔110塌缩，进一步便于在卷芯孔110内进行焊接操作，降低操作难度。

示例性的，本申请实施例提供的电池中最内圈结构的隔膜01被定型，可防止卷芯孔110侧壁处的隔膜01塌缩，以为后续利用卷芯孔110进行的电阻焊接或超声焊或穿透焊的顶针给予更大的操作空间。

此外，在具体设置本申请实施例提供的电池时，位于最内圈结构的隔膜01的圈数需大于2圈，以在后续焊接工装伸入卷芯孔110内时，对卷芯100形成有效保护，避免卷芯100内极片表面的活性涂料因剐蹭、掉粉。当然，位于最内圈结构的隔膜01的圈数不能过多，避免隔膜01在卷芯100内占据比例过大，影响卷芯100的能量密度。据此，在一个实施例中，最内圈结构中的隔膜01的圈数小于等于12，以保障卷芯100的能力密度，以及，提升隔膜01对于极片的保护效果。

值得注意的是，在制备形成隔膜01时，该胶层02可同步形成于膜表面，以简化制备工艺。

示例性的，以固定于卷针200表面的隔膜01为起始点，后一圈隔膜01可以在缠绕前一圈隔膜01时，通过隔膜01表面的胶层02粘接、固定。据此，该结构设置可以降低卷绕难度，提升卷芯100的制备速率；而且，该结构设置可以避免相邻膜层间发生移动、错位，可以提升卷绕所得的卷芯100良率，以及，提升应用该卷芯100的电池的结构良率。

当然，隔膜01表面的胶层02，还可以在隔膜01制备完成后、卷绕前制备于隔膜01表面；或者，隔膜01表面的胶层02，还可以在卷绕料带形成卷芯100过程中，随卷绕过程喷涂或涂刷于隔膜01表面，具体可以根据需求进行设置，在此不再赘述。

在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，沿卷芯100的径向，胶层02的厚度范围为1μm～4μm。

需要说明的是，本实施例中，胶层02的厚度上限为4μm，以防止胶层02的厚度太厚，导致卷芯100中胶层02所占总厚度过大、影响电池能量密度；胶层02的下限1μm，以防止胶层02的厚度太薄无法发挥作用。因而，本实施例通过设置胶层02的厚度在上述范围内，可使胶层02较好地发挥粘接效果，以及，保障电池的能量密度。

示例性的，在具体设置胶层02的厚度时，可以设置为以下数值中的一个。

1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm。

在一个实施中，请继续参考图2所示出的结构，胶层02的材质为聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride，PVDF)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚氧化乙烯(polyethylene oxide，PEO)或聚丙烯酸(Polyacrylic acid，PAA)中的一种。

值得注意的是，当胶层02为多层结构时，每层结构的材质均可为上述材质中的一种，不同层结构间的材质可以不同。

此外，还可以设定该胶层02为热固胶。热固胶具有固化快、强度高等优点，可以提升粘接效果，进而保障位于最内圈结构的隔膜01之间的剥离强度大于预设值。

在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，沿卷芯100的径向，隔膜01的厚度范围为7μm～20μm。

需要说明的是，本实施例中，设置隔膜01的厚度上限为20μm，以避免隔膜01的厚度太厚，影响能量密度；设定隔膜01的厚度下限7m，以避免隔膜01太薄，无法受热成型、形成稳定的卷芯孔110。

在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，卷芯100的直径范围≥40mm。

应理解，当卷芯100的直径大于40mm时，该卷芯100可以称为大卷芯100。在制备该大卷芯100时，卷绕张力大，内部的隔膜01更容易出现向内塌缩的问题，从而造成干涉焊接、影响排气，内圈隔膜01不足以支撑内圈极片，以及，造成内圈正负极贴合不良、负极褶皱或析锂等问题。

需要说明的是，本申请实施例中的结构设置，可以保证卷绕形成的大卷芯100中、位于最内圈结构的多层隔膜01在粘接后的定型效果，防止位于最内圈结构的隔膜01向卷芯孔110塌缩，保障卷芯孔110具有稳定的结构形态，便于在卷芯孔110内进行焊接操作，降低操作难度，以提升电池的结构性能。

在一个实施例中，卷芯孔110的直径与卷芯100的直径之比为0.06～0.4。

需要说明的是，当卷芯孔110占比越大，对内部隔膜01的剥离强度要求就更严格。本申请实施例中设置隔膜01之间的剥离强度≥0.04N/cm。据此，可以在卷芯孔110占比较大的情况下，保障最内圈结构中隔膜01的相对稳定性，避免位于最内圈结构的隔膜01产生塌缩、变形，以保障卷芯孔110具有稳定的结构形态，便于在卷芯孔110内进行焊接操作，降低操作难度。

在一个实施例中，本申请实施例提供的电池还包括壳体，该壳体的形状可以为圆柱状或六棱柱状。上述结构中的卷芯100置于壳体内部，以形成圆柱电池或六棱柱电池。

值得注意的是，卷芯100包括主体部和自主体部引出的极耳部，该极耳部连接壳体表面的极柱组件，以实现电池内部结构与外部结构的电连接。卷芯100中主体部由极片缠绕形成，该极片具体分为正极性的极片和负极性的极片，且正极性的极片与负极性的极片通过隔膜01分隔，以防止发生短路。示例性的，正极性的极片包括载流体和涂覆于载流体表面的正极性的活性材料，其中，载流体还存在未被活性材料涂覆的部分，该部分形成极耳，多层极耳收拢后形成正极性的极耳部，且该极耳部连接壳体处的极柱组件，以形成正极；负极性的极片包括载流体和涂覆于载流体表面的负极性的活性材料，其中，载流体未被活性材料涂覆的部分形成极耳，多层极耳收拢后形成负极性的极耳部，该极耳部连接壳体处的极柱组件，以形成负极。

在一个实施例中，本申请实施例提供的电池还包括电解液，电解液填充于壳体内部。

应理解，电解液是由电解质以及有机溶剂、添加剂组成。电解液是电池内部重要的材料，它能够运输锂离子、提供电池所需要的电源，是电池发挥能量的关键部件。

第二方面，本申请实施例提供一种电池的制备装置。图3为本申请实施例提供的电池的制备装置的结构示意简图。请结合图1和图2参考图3所示出的结构，该电池的制备装置包括卷针200，卷针200的外周面用于固定料带中的隔膜01、以卷绕形成圆柱状的卷芯100；卷针200的外周面的温度在20℃～150℃范围内可调，以控制卷芯100的最内圈结构中的隔膜01之间的剥离强度≥0.04N/cm，其中，料带包括隔膜01和极片，沿料带的延伸方向，隔膜01在料带的起始段超出极片设置，且隔膜01超出极片的部分形成卷芯100在径向上的最内圈结构，最内圈结构中隔膜01的圈数大于等于2，且隔膜01设有胶层02。

应理解，在卷绕形成卷芯100过程中，料带起始段的隔膜01被固定在卷针200的外周面上；待隔膜01固定后，料带可随卷针200的旋转、缠绕、以形成卷芯100。在卷针200对料带缠绕过程中，隔膜01在料带起始段超出极片设置的部分形成卷芯100在径向方向上的最内圈结构，隔膜01表面的胶层02粘性可以在受热状态时增大，以提升胶层02对于最内圈结构中隔膜01的粘接效果，降低隔膜01之间的粘接难度，提升卷芯100的产品良率；同时，隔膜01可能受热发生热缩，以辅助提升位于最内圈结构的多层隔膜01在粘接后的定型效果，防止位于最内圈结构的隔膜01向卷芯孔110塌缩，进一步便于在卷芯孔110内进行焊接操作，降低操作难度。

同时，通过该制备装置制备所得的电池中，最内圈结构内的隔膜01的圈数为至少两圈，且相邻圈的隔膜01通过隔膜01表面的胶层02粘接，以使得隔膜01之间的剥离强度≥0.04N/cm。据此，该电池可以提升位于最内圈结构中隔膜01的相对稳定性，避免位于最内圈结构的隔膜01产生塌缩、变形，以保障卷芯孔110具有稳定的结构形态，便于在卷芯孔110内进行焊接操作，降低操作难度。

需要说明的是，本实施例提供的电池的制备装置中，位于最内圈结构的多层隔膜01在粘接后可以在加热状态下被定型，提升卷芯孔110的结构稳定性，防止位于最内圈结构的隔膜01向卷芯孔110塌缩；同时，在最内圈结构的隔膜01定型后，卷芯100的外圈可匹配更高的卷绕张力，制造更紧密的卷芯100、提高电芯能量密度。

值得注意的是，在卷绕卷芯100过程中，外周面处的温度不宜过高，倘若温度过高会造成隔膜01与卷针200连接太紧密不宜抽针、或者隔膜01受热形变闭孔。因而，本申请实施例中设定外周面的升温上限为150℃，以保证形成卷芯孔110的隔膜01的定型效果。

当然，外周面处的温度也不宜太低，避免隔膜01及胶层02无法在低温下被定型，因而，本申请实施例中设定外周面的升温下限为20℃，以保证形成卷芯孔110的隔膜01的定型效果。

在一个实施例中，卷针200具有卷绕成型状态和抽针状态，当卷针200处于卷绕成型状态时，卷针200的外周面的温度上升，且卷针200能够绕自身轴心线旋转地缠绕料带、以形成圆柱状的卷芯100；当卷针200处于抽针状态时，卷针200的外周面的温度下降，且卷针200能够自卷芯100抽出。

需要说明的是，本实施例中，卷针200在卷绕成型状态的温度高于卷针200在抽针状态的温度，其中，卷针200卷绕料带时温度上升，给隔膜01升温使隔膜01之间黏附紧密，成为一个整体，避免后期隔膜01塌缩；卷针200抽针时温度下降，方便卷针200抽出，以提升抽针后所得卷芯100良率。

在具体设置卷针200在卷绕状态时的温度时，可以根据卷芯100的卷绕程度调整卷针200所处温度区间。

在一个实施例中，卷绕成型状态包括卷绕状态和定型状态，当卷针200处于卷绕状态时，卷针200的外周面的温度处于20℃～90℃范围内，卷针200能够绕自身轴心线旋转地缠绕料带、以形成初始的卷芯100；当卷针200处于定型状态时，卷针200的外周面的温度处于60℃～120℃范围内，卷针200用于对经卷绕状态形成的初始的卷芯100进行定型、以形成圆柱状的卷芯100。

值得注意的是，本实施例中，卷绕状态内卷针200的温度低于或等于定型过程中卷针200的温度。

示例性的，在一个具体的实施例中，卷绕状态时卷针200升温，但是卷针200升温后的温度低于定型状态时的温度。例如，在卷绕电芯过程中，卷针200的外周面温度处于60℃～90℃范围内，待卷绕料带形成卷芯100后，可将卷芯100保持在卷针200表面，将卷针200的外周面温度控在70℃～110℃范围内，持续1s～20s，以对位于最内圈的隔膜01进行塑形。

在另一个具体的实施例中，卷绕状态时卷针200升温，且卷针200在卷绕状态的温度等于定型状态的温度。例如，在卷绕电芯过程中，卷针200已经升温至一定温度，待卷绕料带形成卷芯100后，可将卷芯100保持在卷针200表面，以卷绕过程中的同一温度对最内圈的隔膜01进行塑形。

在另一个具体的实施例中，卷绕状态时，卷针200的温度不上升，定型状态时，卷针200的温度上升。例如，在卷绕电芯过程中，卷针200的温度不变，待卷绕料带形成卷芯100后，可对卷针200进行升温，将卷芯100保持在升温后的卷针200表面，以对最内圈的隔膜01进行塑形。

值得注意的是，待完成上述三个具体的实施例中的操作后，卷针200的外周面温度会下降，以完成抽针操作。

在另一个实施例中，卷针200具有卷绕成型状态和抽针状态，当卷针200处于卷绕成型状态时，卷针200能够绕自身轴心线旋转地缠绕料带、以形成圆柱状的卷芯100；当所述卷针200处于抽针状态时，所述卷针200能够自所述卷芯100抽出；卷针200处于卷绕成型状态和抽针状态时，卷针200的外周面的温度保持在60℃～120℃范围内。

需要说明的是，本实施例中，卷针200卷绕形成卷芯100过程中，以及，抽针过程中，卷针200的外周面的温度不变、均保持在一个温度。示例性的，可以均保持在60℃～120℃范围内的一个温度值。

在一个实施例中，请参考图3所示出的结构，卷针200包括内针220和外针210，外针210具有容纳腔，且外针210的外周面形成卷针200的外周面的至少部分；内针220能够相对容纳腔进行插拔动作。

值得注意的是，本实施例中的外针210材质可以具有弹性，外针210的截面尺寸可随内针220在容纳腔中的插拔动作发生变化，具体的，当内针220置入容纳腔时，外针210的截面尺寸增大，即卷针200的外周面截面尺寸增大；当内针220拔出容纳腔时，外针210的截面尺寸减小，即卷针200的外周面截面尺寸减小。或者，沿外针210的外周面，外针210可以具有缺口，该缺口可以被插入容纳腔内的内针220填补，以改变卷针200的外周面的截面尺寸。

需要说明的是，本实施例采用内外针210嵌套的形式，在内针220抽出后，卷针200的外周面截面尺寸减小、方便抽针，可以解决高温使卷针200和最内圈结构隔膜01粘接影响抽针的问题。

值得注意的是，本申请实施例提供的电池的制备装置还包括驱动机构，驱动机构连接内针220，用以驱动内针220相对容纳腔进行插拔动作。

需要说明的是，本实施例中，通过驱动机构驱动内针220的结构设置，使得本申请实施例提供的卷针200应用起来更简单，可提升插拔操作的便捷度。

具体的，驱动机构可以驱动内针220插入外针210的容纳腔内，使得内针220支撑外针210，此时，可通过旋转外针210，在多次旋转下、将料带形成卷芯100；驱动机构还可以驱动内针220拔出外针210的容纳腔，以便外针210从已经卷绕成型的卷芯100内圈拔出，降低抽针难度。

在一个实施例中，卷针200的外周面的粗糙度小于等于±(2μm～2.5μm)。

具体的，卷针200的外周面的粗糙度小于等于(2μm～2.5μm)；或者，卷针200的外周面的粗糙度小于等于-(2μm～2.5μm)。应理解，卷针200的外周面存在基准线，该基准线是用以评定表面粗糙度参数的轮廓中线。该基准线也可以称为轮廓的最小二乘中线，即：在取样长度内，轮廓线上各点的轮廓偏距的平方和为最小，具有几何轮廓形状。或者，基准线也可以称为轮廓的算术平均中线，即：在取样长度内，中线上下两边轮廓的面积相等。

值得注意的是，卷针200的外周面的粗糙度“±”可以理解为：沿背离卷针200的外周面方向，外周面表面存在超出基准线的凸起和未超出基准线的凹陷，凸起的尺寸以“+”表示，凹陷的尺寸以“-”表示。示例性的，卷针200的外表面设有凹凸微结构，凹凸微结构包括凹槽微结构和凸起微结构，凸起微结构的尺寸范围为小于等于+2μm～+2.5μm，凹槽微结构的尺寸范围为小于等于-2μm～-2.5μm。

需要说明的是，通过设置外针210的外周面的粗糙度小于等于±(2μm～1.5μm)，可以避免抽针时黏附隔膜01，以保证制备所得的卷芯100的良率，进而提升应用该卷芯100的电池的结构良率。

在应用本申请实施例中的卷针200结构时，可以依靠内针220先拔出外针210向内收缩，而使抽针方便。

在一个优选的实施例中，卷针200的外周面的粗糙度小于等于±(1.5μm～2μm)。本实施例中，卷针200外周面的凹凸变化更小，可以进一步避免抽针时黏附隔膜01，以保证制备所得的卷芯100的良率，进而提升应用该卷芯100的电池的结构良率。

在一个实施例中，卷针200还包括加热件，加热件预埋于卷针200内。示例性的，加热件可以为加热丝或加热片。

应理解，在卷针200分为外针210和内针220时，加热件可以预埋于内针220或外针210中。

值得注意的是，本申请实施例提供的电池的制备装置还用于制备如上述第一方面中任意技术方案提供的电池。

第三方面，本申请实施例提供一种电池的制备方法。图4为本申请实施例提供的电池的制备方法的流程图，请结合图1至图3参考图4所示出的结构，该电池的制备方法用于制备如上述第一方面中任意技术方案提供的电池。该制备方法包括：

步骤S402：提供料带，料带包括隔膜01和极片，沿料带的延伸方向，隔膜01在料带的起始段超出极片设置；

步骤S404：卷绕料带形成圆柱状的卷芯100，卷芯100具有卷芯孔110，其中，隔膜01超出极片的部分围绕、形成卷芯孔110；沿料带的延伸方向，隔膜01超出极片的部分形成卷芯100在径向上的最内圈结构，最内圈结构中隔膜01的圈数大于等于2；隔膜01设有胶层02，最内圈结构中的隔膜01之间的剥离强度≥0.04N/cm。

应理解，在形成卷芯100过程中，会将料带端部的隔膜01固定在支撑件(例如，卷针200)表面，之后，以支撑件为中心将料带进行缠绕，以形成卷芯100结构。在制备形成卷芯100后，会撤出支撑件，卷芯100在对应支撑件位置、形成卷芯孔110。值得注意的是，料带的起始部分仅具有隔膜01，换句话说，卷芯100内围绕、形成卷芯孔110侧壁的部分为隔膜01。

值得注意的是，在料带经缠绕形成卷芯100之后，需要采用焊接工装伸入卷芯孔110内，以对卷芯孔110焊接，提升卷芯100的结构性能。需要说明的是，本申请实施例提供的电池的制备方法制备所得的电池中，隔膜01在料带起始段超出极片设置的部分形成卷芯100在径向方向上的最内圈结构，在卷绕后、位于最内圈结构的隔膜01的圈数为至少两圈，且相邻圈的隔膜01通过隔膜01表面的胶层02粘接，以使得隔膜01之间的剥离强度≥0.04N/cm。据此，该电池可以提升位于最内圈结构中隔膜01的相对稳定性，避免位于最内圈结构的隔膜01产生塌缩、变形，以保障卷芯孔110具有稳定的结构形态，便于在卷芯孔110内进行焊接操作，降低操作难度。

需要说明的是，在卷绕形成卷芯100过程中，隔膜01表面的胶层02粘性可以在受热状态时增大，以提升胶层02对于最内圈结构中隔膜01的粘接效果，降低隔膜01之间的粘接难度，提升卷芯100的产品良率；同时，隔膜01可能受热发生热缩，以辅助提升位于最内圈结构的多层隔膜01在粘接后的定型效果，防止位于最内圈结构的隔膜01向卷芯孔110塌缩，进一步便于在卷芯孔110内进行焊接操作，降低操作难度。

在一个实施例中，步骤S404中，卷绕料带形成圆柱状的卷芯100的方法包括：

将料带的起始段中超出极片设置的隔膜01固定于卷针200的外周面上；

通过旋转卷针200缠绕料带、形成圆柱状的卷芯100；

将卷针200从卷芯100抽出。

在卷针200对料带缠绕过程中，隔膜01表面的胶层02粘性可以在受热状态时增大，可以提升胶层02对于最内圈结构中隔膜01的粘接效果，降低隔膜01之间的粘接难度，提升卷芯100的产品良率；同时，隔膜01可能受热发生热缩，以辅助提升位于最内圈结构的多层隔膜01在粘接后的定型效果。

需要说明的是，本实施例提供的电池的制备方法中，位于最内圈结构的多层隔膜01在粘接后可以在高温状态下被定型，提升卷芯孔110的结构稳定性，防止位于最内圈结构的隔膜01向卷芯孔110塌缩；同时，在最内圈结构的隔膜01定型后，卷芯100的外圈可匹配更高的卷绕张力，制造更紧密的卷芯100、提高电芯能量密度。

在一个实施例中，卷绕料带形成圆柱状的卷芯100的过程中，卷针200的外周面的温度在20℃～150℃范围内可调，使隔膜01之间黏附紧密，成为一个整体，避免后期隔膜01塌缩。

在一个实施例中，通过旋转卷针200缠绕料带、形成圆柱状的卷芯100过程中，卷针200的外周面的温度在20℃～120℃范围内可调。本实施例中进一步缩限温度范围，使隔膜01之间黏附紧密，成为一个整体，避免后期隔膜01塌缩。

据此，在此基础上，在具体设置卷针200在卷绕状态时的温度时，还可以根据卷芯100的卷绕程度调整卷针200所处温度区间，以提升对卷芯100的卷绕效果。

在一个实施例中，通过旋转卷针200缠绕料带、形成圆柱状的卷芯100的方法包括：

控制卷针200的外周面的温度处于20℃～90℃范围内，使得卷针200绕自身轴心线旋转地缠绕料带、形成初始的卷芯100；

控制卷针200的外周面的温度处于60℃～120℃范围内，通过卷针200对初始的卷芯定型、形成圆柱状的卷芯100。

值得注意的是，本实施例中，仅在卷芯100卷绕成型过程中，调整卷针200的外周面温度在上述范围，具体的，卷绕过程中卷针200的温度低于或等于定型过程中卷针200的温度。

示例性的，在一个具体的实施例中，卷绕过程中卷针200升温，但是卷针200升温后的温度低于定型时的温度。例如，在卷绕电芯过程中，卷针200的外周面温度处于60℃～90℃范围内，待卷绕料带形成卷芯100后，可将卷芯100保持在卷针200表面，将卷针200的外周面温度控在70℃～110℃范围内，持续1s～20s，以对位于最内圈的隔膜01进行塑形。

在另一个具体的实施例中，卷绕过程中卷针200升温，且卷针200在卷绕状态的温度等于定型时的温度。例如，在卷绕电芯过程中，卷针200已经升温至一定温度，待卷绕料带形成卷芯100后，可将卷芯100保持在卷针200表面，以卷绕过程中的同一温度对最内圈的隔膜01进行塑形。

在另一个具体的实施例中，卷绕过程中，卷针200的温度不上升，定型时，卷针200的温度上升。例如，在卷绕电芯过程中，卷针200的温度不变，待卷绕料带形成卷芯100后，可对卷针200进行升温，将卷芯100保持在升温后的卷针200表面，以对最内圈的隔膜01进行塑形。

值得注意的是，待完成上述三个具体的实施例中的操作后，卷针200的外周面温度会下降，以完成便于完成抽针操作。即，卷针200从卷芯100抽出时的外周面的温度低于卷针200缠绕料带时的外周面的温度。

需要说明的是，卷针200抽针时温度下降，方便卷针200抽出，可以提升抽针后所得卷芯100良率。

在另一个实施例中，通过旋转卷针200缠绕料带、形成圆柱状的卷芯100，以及，将卷针200从卷芯100抽出的过程中，卷针200的外周面温度控始终控制在60℃～120℃范围内。该结构设置易于实现，且效率更高。

示例性的，现提供应用本申请实施例中电池的制备方法的具体示例，具体如下：

1.卷针200夹住隔膜01首段；

2.卷绕开始，温度提升至60℃～90℃；

3.正极性的极片与负极性的极片按顺序插入至卷绕机构，以随隔膜01缠绕形成卷芯100；

4.卷绕至卷芯100的设计直径，收尾，贴胶带包裹；

5.卷针200升温至70℃～110℃，保持1-20s。

6.抽出内针220，外针210反向旋转≥0.5周后，抽出。

7.卷绕完毕，下料，形成最终的卷芯100。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的保护范围仅由所附的权利要求来限制。