CN106299447B - 电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池。电池包括顶盖、裸电芯、第一集电件以及电池外壳，所述顶盖以及所述电池外壳形成收纳所述裸电芯的空间，所述顶盖包括第一极柱和第二极柱，所述裸电芯包括第一极耳以及第二极耳，所述第一极耳位于所述裸电芯的一个侧部，所述第二极耳位于所述裸电芯的另一个侧部，所述第一集电件包括依次设置的第一极柱连接端、第一预留部分以及第一极耳连接端，所述第一极柱连接端与所述第一极柱相连，所述第一极耳连接端与所述第一极耳相连，所述第一预留部分能够在所述裸电芯的重力作用下展开并伸长，所述第二极柱与所述第二极耳电连接。该方案减小了顶盖在裸电芯的重力作用下的变形，延长了电池的使用寿命。

Description

电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池。

背景技术

电池包括裸电芯、集电件、顶盖以及外壳，裸电芯被封装在顶盖以及电池外壳形成的收纳空间内。裸电芯一般通过第一极片和第二极片卷绕而成，第一极片卷绕后在未涂覆浆料的边缘处形成第一极耳。顶盖上包括第一极柱和第二极柱，第一极耳通过集电件与第一极柱连接，第二极柱通过第二极耳与第二极片连接，从而实现裸电芯电能的输出。

在上述电池的结构中，为了保证裸电芯被顺利地封装在顶盖以及电池外壳形成的收纳空间内，裸电芯通过第一极耳与集电件连接后沿电池外壳高度方向上的整体尺寸应小于电池外壳内高度方向的尺寸，这样才能保证顶盖和电池外壳顺利扣合。然而，当集电件与顶盖上的第一极柱连接后，由于该整体尺寸小，又使得裸电芯在电池外壳内长期处于悬空状态，裸电芯长期施加于顶盖上的作用力很容易使顶盖发生变形，导致电池失效。

因此，需要提出一种改进方案解决上述缺陷。

发明内容

本申请提供了一种电池，可减小顶盖的变形，延长电池的寿命。

本申请提供了一种电池，包括顶盖、裸电芯、第一集电件以及电池外壳，所述顶盖以及所述电池外壳形成收纳所述裸电芯的空间，所述顶盖包括第一极柱和第二极柱，

所述裸电芯包括第一极耳以及第二极耳，所述第一极耳位于所述裸电芯的一个侧部，所述第二极耳位于所述裸电芯的另一个侧部，所述第一集电件包括依次设置的第一极柱连接端、第一预留部分以及第一极耳连接端，所述第一极柱连接端与所述第一极柱相连，所述第一极耳连接端与所述第一极耳相连，

所述第一预留部分能够在所述裸电芯的重力作用下展开并伸长，

所述第二极柱与所述第二极耳电连接。

优选地，所述第一预留部分由若干金属箔层组成，若干所述金属箔层沿厚度方向层叠设置，且彼此独立，若干所述金属箔层向其厚度方向弯折。

优选地，所述第一集电件由若干金属箔层组成，若干所述金属箔层沿厚度方向层叠设置，若干所述金属箔层的两端均固接为一体，形成所述第一极柱连接端以及所述第一极耳连接端，若干所述金属箔层的中部彼此独立，且向其厚度方向弯折，形成所述第一预留部分。

优选地，所述第一预留部分的展开方向与所述裸电芯的重力方向一致。

优选地，所述第一预留部分包括至少两个子弯折段，相邻两个所述子弯折段之间形成的夹角为锐角、钝角、直角或圆弧角。

优选地，所述第一极柱连接端上开设有通孔，所述第一极柱包括凸台，所述凸台嵌设在所述通孔内且焊接连接。

优选地，还包括第二集电件，所述第二极柱经由所述第二集电件与所述第二极耳连接，所述第二集电件具有第二预留部分，

所述第二预留部分能够在所述裸电芯的重力作用下展开并且伸长。

优选地，所述第一极柱连接端的延伸方向与所述第一预留部分的延伸方向垂直，所述第一极耳连接端的延伸方向与所述第一预留部分的延伸方向一致。

优选地，所述第一极耳连接端以及所述第一预留部分的数量均为两个，两个所述第一预留部分分别向远离彼此的方向延伸，两个所述第一极耳连接端分别与一个所述第一预留部分连接。

优选地，所述第一预留部分为连接导线。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的电池，第一集电件包括依次相接的第一极柱连接端、第一预留部分以及第一极耳连接端，第一极柱与第一极柱连接端连接、第一极耳与第一极耳连接端连接，第一预留部分能够在裸电芯的重力作用下展开并伸长，当裸电芯封装在顶盖以及电池外壳扣合形成的收纳空间时，通过第一预留部分的展开并伸长可以使裸电芯能够接触电池外壳，改善了裸电芯在电池外壳内的悬空状态，减小了顶盖在裸电芯的重力作用下的变形，延长了电池单元的使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的第一集电件的实施例一与顶盖的连接示意图；

图2为本申请实施例所提供的第一集电件的实施例一与第一极耳的连接示意图；

图3为本申请实施例所提供的第一集电件的实施例一的示意图；

图4为本申请实施例所提供的第一集电件以及第二集电件分别与第一极柱以及第二极柱的连接示意图；

图5为本申请实施例所提供的第一集电件的实施例一的变形示意图；与

图6为本申请实施例所提供的第一集电件的实施例二的立体图；

图7为本申请实施例所提供的电池的剖视图。

附图标记：

10-顶盖；

101-第一极柱；

101a-凸台；

102-第二极柱；

20-第一集电件；

201-第一极柱连接端；

201a-通孔；

202-第一预留部分；

203-第一极耳连接端；

30-第二集电件；

40-第一极耳。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

本申请提供了一种电池，包括裸电芯。每个裸电芯包括第一极耳、第二极耳以及第一极片、第二极片。第一极片以及第二极片均包括涂覆有活性物质层区域和未涂覆活性物质层区域，裸电芯可以通过第一极片以及第二极片卷绕或叠置而成，第一极片以及第二极片卷绕或叠置之后，在第一极片的未涂覆活性物质层区域形成第一极耳，在第二极片上未涂覆活性物质层区域形成第二极耳，第一极耳以及第二极耳分别位于裸电芯的一个侧部且相对设置。

对于卷绕电芯而言，第一极耳包括位于第一极耳两端的第一弧形部分和位于第一极耳中部的第一片状层叠部分，第二极耳包括位于第二极耳两端的第二弧形部分和位于第二极耳中部的第二片状层叠部分。其中，为了便于后续焊接以及缓解卷绕应力，也可以在卷绕之后切除第一弧形部分与第二弧形部分。对于叠片电池而言，第一极片的未涂覆活性物质区域层叠后形成第一极耳，第二极片的未涂覆活性物质区域层叠后形成第二极耳，并且，第一极耳以及第二极耳仅包括片状层叠部分。

当电池包括多个裸电芯时，多个裸电芯通常沿其厚度方向层叠设置，并且，相同极性的第一极耳均位于裸电芯的同一个侧部，相同极性的第二极耳均位于裸电芯的同一个侧部。第一极耳以及第二极耳分别从裸电芯中伸出，可以实现裸电芯中电能的输出。

如图1-2所示，该电池还包括顶盖10、第一集电件20以及电池外壳。顶盖10以及电池外壳扣合后形成收纳空间，该收纳空间用于封装裸电芯。

顶盖10上包括第一极柱101，第一极柱101通过第一集电件20与第一极耳40连接。具体而言，第一集电件20包括依次设置的第一极柱连接端201、第一预留部分202以及第一极耳连接端203，第一极柱连接端201与第一极柱101相连，第一极耳连接端203与第一极耳40相连。其中，第一预留部分202能够在裸电芯的重力作用下展开并伸长，当裸电芯被封装在顶盖10以及电池外壳形成的收纳空间时，裸电芯能够接触电池外壳底部，且更确切地，为了避免裸电芯与外壳接触造成短路，在外壳以及裸电芯之间还设置有绝缘体，裸电芯与该绝缘体接触。该方案中，第一预留部分202的设置使得裸电芯在电池外壳内不再处于悬空状态，使得电池在工作过程中不会对顶盖10施加作用力，减小了顶盖10在裸电芯的重力作用下的变形，延长了电池的使用寿命。

并且，如图1和图3所示，为了保证第一极柱连接端201与第一极柱101的可靠连接，根据一个实施例，还可以在第一极柱连接端201开设通孔201a，且相应地，在第一极柱101上设置凸台101a，凸台101a嵌装在通孔201a内焊接连接。通过凸台101a和通孔201a的设置，并将两者焊接，可以使得凸台101a的外轮廓面与通孔201a的内壁相接合，增加了两者之间的连接面积，从而增大了第一极柱连接端201和第一极柱101之间连接的可靠度。其中，通孔201a的直径可以根据凸台101a的直径以及第一极柱101所通过的电流匹配设置，并且凸台101a与通孔201a可以采用激光焊接，焊接强度可靠，焊接损伤小。

此外，如图4所示，顶盖10还包括第二极柱102，第二极柱102与第二极耳连接。本申请对第二极柱102与第二极耳的连接结构不做限定。本实施例中，优选该电池还包括第二集电件30，第二极柱102经由第二集电件30与第二极耳连接。并且，第二集电件30可以参照第一集电件20的设置方式，在第二集电件30上同样设置有第二预留部分，第二预留部分具有与第一预留部分202相同的技术效果，在此不再赘述。通过第二集电件30的设置，使得裸电芯在靠近第二极耳的一侧也能够与电池外壳内的绝缘体可靠接触，进一步减小了顶盖10在裸电芯的重力作用下的变形，延长了电池的使用寿命。

本申请中，第一预留部分202可以通过设置柔性的连接导线的方式来实现。例如，首先将连接导线处于卷曲状态，此时，裸电芯可以顺利装入电池外壳，当裸电芯与第一极柱101连接后，连接导线又可处于展开状态，实现裸电芯与电池外壳内的绝缘体的接触。然而，考虑软导线在电池外壳内位置的不确定性，可能导致电池内部出现短路等故障。本实施例中，如图2、图3以及图5所示，优选第一预留部分202由若干金属箔层组成，若干金属箔层沿厚度方向层叠设置，其中，各金属箔层之间彼此相互独立并且向自身厚度的方向弯折。这样设置后，一方面，金属箔层由于其自身厚度较小而具有柔性；另一方面，若干金属箔层的叠置又使其能够保持在相对稳定的位置，而不会与电池外壳接触而发生短路故障。此外，本实施例中，第一预留部分202的展开和伸长是通过沿自身厚度方向形成的弯折的展开和伸长来实现，该结构简单，展开和伸长更加方便。

如图3、图5以及图6所示，第一集电件20还可以设置成一体式结构，第一集电件20整体由若干金属箔层组成。具体地，组成第一集电件20的若干金属箔层沿自身的厚度方向层叠设置，若干金属箔层的两端分别固接为一体并分别形成第一极柱连接端201和第一极耳连接端203，若干金属箔层的中部彼此相对独立并向其厚度方向弯折形成第一预留部分202。如此设置的第一集电件20结构简单，加工制造工艺简单。

根据以上的描述可知，第一预留部分202为形成在金属箔层上的向其厚度方向的弯折。该弯折结构可以有多种设置方式。例如，第一预留部分202包括至少两个子弯折段，且相邻的两个子弯折段之间相连并呈一夹角，该夹角可以设置成锐角、钝角或直角。本实施例中，优选该夹角为圆弧角，圆弧角可以减小金属箔层弯折时的损伤，降低其折断或破损的风险。

此外，为了保证第一预留部分202能够充分展开并伸长，本实施例中，优选第一预留部分202的展开方向与裸电芯的重力方向一致。该方案可以避免第一预留部分202在裸电芯的重力作用下处于扭曲的状态，长期的扭曲会导致第一预留部分202在某些受力较大的部位出现应力集中，从而导致疲劳断裂等缺陷。

对此，本实施例中，通过如下方式可以实现第一预留部分202的展开方向与裸电芯的重力方向一致。具体地，第一极柱连接端201的延伸方向与第一预留部分202的延伸方向垂直，并且第一极耳连接端203的延伸方向与第一预留部分202的延伸方向一致。以下我们对此进行分析，首先，当第一极柱连接端201与第一极柱101连接时，第一极柱连接端201位于顶盖10的下方并且与第一极柱101连接，此时，第一预留部分202以及第一极耳连接端203均与顶盖10的下表面平行。而为了实现第一极耳连接端203与第一极耳40的连接，需要将第一极耳连接端203向靠近第一极耳40的方向弯折，由于第一极柱连接端201与第一预留部分202的垂直设置，使得第一预留部分202能够方便的从与第一极柱连接端201相接的部位弯折并靠近第一极耳40。并且，由于第一预留部分202与第一极耳连接端203的延伸方向一致，当第一极耳连接端203朝向第一极耳40的方向延伸时，第一预留部分202也同样朝向第一极耳40的方向延伸，此时，第一预留部分202的展开方向与裸电芯的重力方向一致，从而实现了第一预留部分202的充分展开并伸长。

当然，实现第一预留部分202的展开方向与裸电芯的重力方向一致这一目的的方式有多种。例如，只要保证第一极耳连接端203的延伸方向与第一预留部分202的延伸方向一致即可，而第一极柱连接端201与第一预留部分202也可以不垂直，例如，两者之间可以形成锐角夹角或钝角夹角等。

如图6所示，根据第一集电件20与第一极耳40的连接结构，还可以优选在第一集电件20上设置两个第一极耳连接端203以及两个第一预留部分202。具体地，两个第一预留部分202分别朝向远离彼此的方向延伸，并且两个第一极耳连接端203分别与一个第一预留部分202连接。根据一个实施例，第一集电件20可以设置成T形结构，T形结构的水平段分别为两个第一极耳连接端203，竖直段为第一极柱连接端201。根据另外一个实施例，第一集电件20可以设置成Y形结构，Y形结构的两个倾斜段分别为两个第一极耳连接端203，竖直段为第一极柱连接端201。这样的设置可以通过一个第一集电件20就能实现与两个第一极耳40的连接，简化了电池的内部结构，节省了电池的内部空间。

通常，第一极柱连接端201与顶盖10之间应设置绝缘件，防止两者之间形成电连接。

本申请中，第一集电件20和第二集电件30可以分别采用铝箔层或铜箔层，铝箔层中采用的金属铝优选1060铝，可应用于正极，铜箔层中采用的金属铜优选T2铜，可应用于负极。且每层铜箔或铝箔的厚度可以选用0.1mm～0.5mm，其柔性较佳。

如图7所示，电池还包括外壳，外壳以及顶盖10连接并形成容纳裸电芯的容纳空间。顶盖10上设置有防爆阀以及注液孔。第一极耳和第二极耳相对设置在裸电芯的侧部，第一极柱101通过第一集电件20与第一极耳连接，第二极柱102通过第二集电件30与第二极耳连接。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，包括顶盖、裸电芯、第一集电件以及电池外壳，所述顶盖以及所述电池外壳形成收纳所述裸电芯的空间，所述顶盖包括第一极柱和第二极柱，其特征在于，

所述裸电芯包括第一极耳以及第二极耳，所述第一极耳位于所述裸电芯的一个侧部，所述第二极耳位于所述裸电芯的另一个侧部，所述第一集电件包括依次设置的第一极柱连接端、第一预留部分以及第一极耳连接端，所述第一极柱连接端与所述第一极柱相连，所述第一极耳连接端与所述第一极耳相连，

所述第一预留部分能够在所述裸电芯的重力作用下展开并伸长，

所述第二极柱与所述第二极耳电连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一预留部分由若干金属箔层组成，若干所述金属箔层沿厚度方向层叠设置，且彼此独立，若干所述金属箔层向其厚度方向弯折。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一集电件由若干金属箔层组成，若干所述金属箔层沿厚度方向层叠设置，若干所述金属箔层的两端均固接为一体，形成所述第一极柱连接端以及所述第一极耳连接端，若干所述金属箔层的中部彼此独立，且向其厚度方向弯折，形成所述第一预留部分。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述第一预留部分的展开方向与所述裸电芯的重力方向一致。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述第一预留部分包括至少两个子弯折段，相邻两个所述子弯折段之间形成的夹角为锐角、钝角、直角或圆弧角。

6.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述第一极柱连接端上开设有通孔，所述第一极柱包括凸台，所述凸台嵌设在所述通孔内且焊接连接。

7.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，还包括第二集电件，所述第二极柱经由所述第二集电件与所述第二极耳连接，所述第二集电件具有第二预留部分，

所述第二预留部分能够在所述裸电芯的重力作用下展开并且伸长。

8.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述第一极柱连接端的延伸方向与所述第一预留部分的延伸方向垂直，所述第一极耳连接端的延伸方向与所述第一预留部分的延伸方向一致。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述第一极耳连接端以及所述第一预留部分的数量均为两个，两个所述第一预留部分分别向远离彼此的方向延伸，两个所述第一极耳连接端分别与一个所述第一预留部分连接。

10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一预留部分为连接导线。