CN110739433A - 电池 - Google Patents

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Abstract

一种电池，包含包装壳、设置于所述包装壳内的电芯，及连接于所述电芯且被所述包装壳包覆住一部分的极耳。所述极耳包括位于所述包装壳外的弹性伸缩段，所述弹性伸缩段受力时能压缩或拉伸。借由极耳的弹性伸缩段受力作用时能压缩或拉伸的设计，能降低电池的电芯膨胀时所产生的拉力或压力对极耳所造成的影响。借此，能避免极耳受损或断裂，以提升电池使用上的安全性。

Description

电池
技术领域
本发明涉及一种电池，特别是涉及一种具有可伸缩极耳的电池。
背景技术
现有软包装锂电池包含一电芯，及第一、第二极耳。各极耳一端连接于电芯，而另一端通过焊接方式焊接于一对应的铜排并与其电连接。软包装锂电池的电芯在充放电过程中会膨胀变形，并且会拉动各极耳使其承受一远离铜排的拉力。因此，很容易造成各极耳受损甚至是断裂，进而产生短路或漏电等威胁安全的事故。
发明内容
本发明的一目的，在于提供一种能够克服背景技术的至少一个缺点的电池。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现的，依据本发明提出的电池，包含包装壳、设置于所述包装壳内的电芯，及连接于所述电芯且被所述包装壳包覆住一部分的第一极耳。
所述第一极耳包括位于所述包装壳外的弹性伸缩段，所述弹性伸缩段受力时能压缩或拉伸。
本发明的电池，所述弹性伸缩段呈波形、或U形、或V形，或N形。
本发明的电池，所述第一极耳还包括连接于所述弹性伸缩段相反端的第一连接段，及第二连接段，所述第一连接段连接于所述电芯且一部分被所述包装壳包覆。
本发明的电池，所述第二连接段适于焊接于传导元件。
本发明的电池，所述第一极耳适于焊接于传导元件。
本发明的电池，所述第一极耳的数量为多个，多个所述第一极耳层叠。
本发明的电池，所述弹性伸缩段具有最大拉伸长度，所述最大拉伸长度大于所述电池的厚度的10％且小于所述电池的厚度的15％。
本发明的电池，所述弹性伸缩段在不受力状态下，所述弹性伸缩段的初始长度与所述极耳的长度之比大于等于10％。
本发明的电池，所述弹性伸缩段在不受力状态下，所述弹性伸缩段的厚度大于等于所述电池的厚度的20％且小于等于所述电池的厚度。
本发明的电池，所述电池还包括第二极耳，所述第二极耳包括位于所述包装壳外的弹性伸缩段，所述弹性伸缩段受力时能压缩或拉伸。
本发明的电池，所述第一极耳和所述第二极耳分别从所述电池的不同侧伸出。
本发明的有益效果在于：借由各极耳的弹性伸缩段受力时能压缩或拉伸的设计，能降低电池的电芯膨胀时所产生的拉力或压力对极耳所造成的影响。借此，能避免极耳受损或断裂，以提升电池使用上的安全性。假如弹性伸缩段位于包装壳内，电池膨胀，受力的是第一极耳与极片之间的连接处。将弹性伸缩段设置在包装壳外，包装壳对第一极耳起固定作用，在电池膨胀时，拉伸弹性伸缩段，受力的是第一极耳。而第一极耳的强度是高于第一极耳与极片的连接处的强度，所以本申请的方案可避免极耳从极片上脱离，且避免极耳受损或断裂，以提升电池使用上的安全性。
附图说明
图1是本发明电池的第一实施例的一立体图；
图2是所述第一实施例的一电芯的一示意图，说明所述电芯与两极耳之间的组装关系；
图3是所述第一实施例的一局部剖视图，说明所述极耳的一弹性伸缩段在一初始状态；
图4是所述第一实施例与两个铜排支架及两个铜排的一不完整剖视图，说明所述极耳与所述铜排支架及所述铜排的组装关系，以及所述弹性伸缩段在所述初始状态；
图5是类似于图4的一不完整剖视图，说明所述极耳受拉力拉动，使所述弹性伸缩段拉伸展开；
图6是本发明电池的第二实施例与所述铜排支架及所述铜排的一不完整剖视图，说明所述弹性伸缩段呈U形；
图7是所述第二实施例的另一实施态样的一不完整剖视图；
图8是本发明电池的第三实施例与所述铜排支架及所述铜排的一不完整剖视图，说明所述弹性伸缩段呈V形；及
图9是本发明电池的第四实施例与所述铜排支架及所述铜排的一不完整剖视图，说明所述弹性伸缩段呈N形。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
参阅图1，是本发明电池100的第一实施例，电池100为一软包装锂电池并包含一电芯1、第一、第二极耳2、2’，及一包装壳3。
参阅图1、图2及图3，电芯1包括一正极片11、一负极片12，及多个隔膜13。正极片11是由正极集流体铝箔两面均匀涂布磷酸铁锂材料所制成。负极片12是由负极集流体铜箔两面均匀涂布人造石墨材料所制成。隔膜13是由绝缘材料所制成，其数量例如为三个，其中一隔膜13设置于正极片11与负极片12之间，用以隔离正极片11与负极片12。另一隔膜13设置于正极片11相反于负极片12的一侧，而剩余的一隔膜13则设置于负极片12相反于正极片11的一侧。将叠合在一起的正极片11、负极片12及所述隔膜13进行卷绕以形成图2所示的卷绕式电芯1。需说明的是，在另一种实施方式中，叠合在一起的正极片11、负极片12及所述隔膜13也可不进行卷绕的动作，以形成层叠式电芯1。
第一、第二极耳2、2’呈长形片状并由导电性良好的金属材质所制成，且分别连接于电芯1的正极片11及负极片12。第一、第二极耳2、2’各自具有一弹性伸缩段21，及连接于弹性伸缩段21相反端的一第一连接段22及一第二连接段23。第一极耳2的第一连接段22通过例如焊接方式焊接于正极片11以构成正极耳。第二极耳2’的第一连接段22通过例如焊接方式焊接于负极片12以构成负极耳。弹性伸缩段21位于包装壳3外。第一、第二极耳2、2’的第二连接段23通过例如焊接方式焊接于外接电源或者是例如为铜排的金属传导元件，使得电池100能通过第一、第二极耳2、2’进行充电或放电。在本第一实施例中，第一、第二极耳2、2’的第一连接段22分别凸伸出电芯1的两相反侧。弹性伸缩段21受力时能沿一伸缩方向D1压缩或拉伸。
当弹性伸缩段21在一如图3所示的一初始状态时具有一初始长度L1。当弹性伸缩段21受到一压力作用时会压缩变形至一压缩状态，此时，弹性伸缩段21的长度会小于初始长度L1。当弹性伸缩段21受到一拉力作用时会拉伸变形至一拉伸状态，此时，弹性伸缩段21的长度会大于初始长度L1。当弹性伸缩段21拉伸变形至最大拉伸状态时，具有最大拉伸长度L2，即弹性伸缩段21完全展开的长度。借此，当第一、第二极耳2、2’受压力或拉力作用时能通过弹性伸缩段21压缩或拉伸。第一、第二极耳2、2’是通过挤压折弯方式加工成型出弹性伸缩段21，弹性伸缩段21在伸缩方向D1呈波形状，前述波形是以例如正弦波为例。
其中最大拉伸长度L2大于电池100的厚度的10％且小于电池100的厚度的15％。
弹性伸缩段21在不受力状态下，弹性伸缩段21的初始长度L1与第一、第二极耳2、2’的长度之比大于等于10％。
弹性伸缩段21在不受力状态下，弹性伸缩段的厚度大于等于电池100的厚度的20％且小于等于电池100的厚度。
需说明的是，在另一实施例中，弹性伸缩段21的波形也可以是方波、三角波或是锯齿波。此外，第一、第二极耳2、2’也可以设置成凸伸出电芯1的同一侧。
包装壳3是由一例如为铝塑膜的金属塑料复合膜所制成的软性包装壳，其封装包覆电芯1整体以及第一、第二极耳2、2’的第一连接段22一部分。第一、第二极耳2、2’的第一连接段22与弹性伸缩段21相连接的另一部分、弹性伸缩段21及第二连接段23外露出包装壳3并位于包装壳3外。此外，包装壳3封装完成后，会填充电解液(图未示)于包装壳3内。
如图3所示，电池100具有沿着一厚度方向D2所取的一厚度T，厚度方向D2垂直于伸缩方向D1。在本第一实施例中，弹性伸缩段21的最大拉伸长度L2是设定为完全展开的长度。最大拉伸长度L2大于电池100的厚度的10％且小于电池100的厚度的15％。电池100的厚度T例如为16mm。弹性伸缩段21的最大拉伸长度L2即设定为大于等于1.6mm且小于等于2.4mm。
以下针对电池100的应用方式进行说明:
参阅图4，将电池100放置于一支架4的一容置槽41内，并将第一、第二极耳2、2’分别穿设于支架4的两个开孔42，使第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21及第二连接段23外露出支架4外侧。接着，将第一、第二极耳2、2’的第二连接段23及弹性伸缩段21依序穿过一铜排支架5的一穿孔51以及一铜排6的一穿孔61，使第一、第二极耳2、2’的第二连接段23外露出铜排6一侧。最后，将第一、第二极耳2、2’的第二连接段23弯折并通过焊接方式焊接于铜排6，即完成电池100的组装。
参阅图4及图5，电池100通过第一、第二极耳2、2’进行充电或放电的过程中，电芯1易发生膨胀变形。电芯1膨胀变形时其厚度会变厚并且会产生两个拉力P、P’分别拉动第一、第二极耳2、2’的第一连接段22。由于第一、第二极耳2、2’的第二连接段23焊接于对应的铜排6而保持固定不动的状态，因此，当第一、第二极耳2、2’的第一连接段22分别被两拉力P、P’拉动时，第一连接段22会将力传导至与其连接的弹性伸缩段21上以拉动弹性伸缩段21使其拉伸变形。借由第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21分别吸收拉力P、P’而产生拉伸变形的状态，能降低拉力P、P’对第二连接段23所造成的影响。电池100膨胀变形时除了如前述会对第一、第二极耳2、2’施加拉力之外，也有可能会对第一、第二极耳2、2’产生压缩的力量。借由第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21吸收压力后能压缩变形至压缩状态，能降低压力对第一、第二极耳2、2’所造成的影响。借此，能避免第一、第二极耳2、2’受损或断裂，以提升电池100使用上的安全性。
电池100的膨胀率会随着使用寿命不同而有所变化，电池100能依其膨胀率的不同而拉动第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21变形至一个位在初始长度L1与最大拉伸长度L2之间的对应长度，或者是变形至最大拉伸长度L2。
需说明的是，在本第一实施例的其他实施方式中，第一、第二极耳2、2’也可以是只有其中一个设有弹性伸缩段21，同样能达到降低拉力P、P’或压力对第一、第二极耳2、2’所造成的影响。此外，本第一实施例虽然是以第一、第二极耳2、2’的两个极耳为例做说明，但是在其实施方式中，也可将第一极耳2的数量设计为多个且多个第一极耳2相互层叠，以及将第二极耳2’的数量设计为多个且多个第二极耳2’相互层叠，借此，能通过多个第一、第二极耳2、2’达到快速充电及放电的效果。
参阅图6，是本发明电池100的第二实施例，其整体结构大致与第一实施例相同，不同处在于弹性伸缩段21的形状。
在本第二实施例中，第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21呈U形。图6是显示弹性伸缩段21的U形开口朝上的实施态样。各铜排支架5形成有一与穿孔51连通用以供弹性伸缩段21容置的凹槽52。借此，第一、第二极耳2、2’受拉力P、P’拉动时同样能通过弹性伸缩段21拉展变形，以降低拉力P、P’对第二连接段23所造成的影响。
参阅图7，图7是显示弹性伸缩段21的U形开口朝下的实施态样，其中各铜排支架5的凹槽52位置是与弹性伸缩段21位置相对应并供其容置。
参阅图8，是本发明电池100的第三实施例，其整体结构大致与第二实施例相同，不同处在于弹性伸缩段21的形状。
在本第三实施例中，第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21呈V形。图8是显示弹性伸缩段21的V形开口朝上的实施态样。借此，第一、第二极耳2、2’受拉力P、P’拉动时同样能通过弹性伸缩段21伸展变形，以降低拉力P、P’对第二连接段23所造成的影响。需说明的是，弹性伸缩段21也可采用V形开口朝下的实施态样，类似于图7所示。
参阅图9，是本发明电池100的第四实施例，其整体结构大致与第一实施例相同，不同处在于弹性伸缩段21的形状。
在本第四实施例中，第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21呈N形。借此，第一、第二极耳2、2’受拉力P、P’拉动时同样能通过弹性伸缩段21伸展变形，以降低拉力P、P’对第二连接段23所造成的影响。
归纳上述，各实施例的电池100，借由第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21受力作用时能压缩或拉伸的设计，能降低电池100的电芯1膨胀时所产生的拉力P、P’或压力对第一、第二极耳2、2’所造成的影响。假如弹性伸缩段21位于包装壳3内，电池100膨胀，受力的是第一、第二极耳2、2’与极片之间的连接处。将弹性伸缩段21设置在包装壳3外，包装壳3对第一、第二极耳2、2’起固定作用，在电池100膨胀时，拉伸弹性伸缩段21，受力的是第一、第二极耳2、2’的弹性伸缩段21及其与铜排6的连接处。而第一、第二极耳2、2’与铜排6的连接处的强度是高于第一、第二极耳2、2’与正、负极片11、12的连接处的强度，所以本申请的方案可避免第一、第二极耳2、2’从正、负极片11、12上脱离，且避免第一、第二极耳2、2’受损或断裂，以提升电池100使用上的安全性。

Claims (11)

1.一种电池，包含：
包装壳；
电芯,设置于所述包装壳内；及
第一极耳，连接于所述电芯且被所述包装壳包覆住一部分；
其中，所述第一极耳包括位于所述包装壳外的弹性伸缩段，所述弹性伸缩段受力时能压缩或拉伸。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述弹性伸缩段呈波形、或U形、或V形，或N形。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第一极耳还包括连接于所述弹性伸缩段相反端的第一连接段，及第二连接段，所述第一连接段连接于所述电芯且一部分被所述包装壳包覆。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于：所述第二连接段适于焊接于传导元件。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第一极耳适于焊接于传导元件。
6.根据权利要求4或5所述的电池，其特征在于：所述第一极耳的数量为多个，多个所述第一极耳层叠。
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述弹性伸缩段具有最大拉伸长度，所述最大拉伸长度大于所述电池的厚度的10％且小于所述电池的厚度的15％。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述弹性伸缩段在不受力状态下，所述弹性伸缩段的初始长度与所述极耳的长度之比大于等于10％。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述弹性伸缩段在不受力状态下，所述弹性伸缩段的厚度大于等于所述电池的厚度的20％且小于等于所述电池的厚度。
10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电池还包括第二极耳，所述第二极耳包括位于所述包装壳外的弹性伸缩段，所述弹性伸缩段受力时能压缩或拉伸。
11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于：所述第一极耳和所述第二极耳分别从所述电池的不同侧伸出。
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