CN112635922B - 电芯、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电芯、电池及用电设备。本申请电芯中的胶层不仅完全覆盖住极耳与极耳引线的焊接区域，而且胶层的两端分别设置于电极组件的相对两个表面，胶层与电极组件相固定的面积较大，附着力强，不易脱落，有利于避免焊接区域的毛刺与电池的壳体接触，从而降低腐蚀漏液的风险，并有利于确保电芯顶封效率。

Description

电芯、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及极耳焊接保护技术领域，具体涉及一种电芯、电池及用电设备。

背景技术

电池一般包括电极组件、极耳(包括正负极耳)、极耳引线、以及壳体，电极组件和极耳的一部分位于壳体内，壳体内填充有电解液，极耳与极耳引线焊接，极耳在焊接时会被弯折，弯折处会产生恢复自然形状所产生的回弹应力，容易带动焊接区域的毛刺接触并刺破壳体内部的融合层(如聚丙烯(PP)层)，从而导致电解液腐蚀壳体的融合层，而对于采用软包电芯的电池，毛刺一旦刺穿软性壳体，不仅会导致电解液泄露，还会导致外界空气、水汽等进入电芯内部，腐蚀电芯，影响电池性能及安全。

现有技术虽然会在焊接区域和壳体之间设置胶层，通过胶层避免毛刺接触并刺破壳体的铝膜，但是当前胶层的粘附设计不佳，容易在极耳回弹应力的作用下脱落，不仅无法降低腐蚀漏液风险，而且在电芯顶封工序时，需要操作人员重新粘贴胶层，影响效率，若操作人员未留意，粘接胶层的绝缘胶会进入电芯顶封，导致腐蚀漏液。

由此可见，如何避免因极耳焊接产生的毛刺刺破壳体导致腐蚀漏液，仍是当前业界亟需解决的重要问题之一。应理解，前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种电芯、电池及用电设备，以解决极耳焊接的毛刺刺破壳体导致腐蚀漏液的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种电芯，包括电极组件、极耳、极耳引线和胶层。电极组件包括依次连接的第一表面、侧面和第二表面，在电极组件的厚度方向上，第一表面与第二表面相对设置。极耳与电极组件电连接，且从电极组件的侧面穿出。极耳引线与极耳通过焊接连接，并形成一焊接区域。胶层的一端设置于电极组件的第一表面，胶层的另一端设置于电极组件的第二表面，且胶层完全覆盖住焊接区域。

在一些实施例中，极耳包括第一极耳和第二极耳，极耳引线包括第一极耳引线和第二极耳引线，第一极耳引线与第一极耳通过焊接连接并形成第一焊接区域，第二极耳引线与第二极耳通过焊接连接并形成第二焊接区域，胶层包括用于覆盖第一焊接区域的第一胶层和用于覆盖第二焊接区域的第二胶层。

在一些实施例中，第一胶层和第二胶层分别设置有缺口，以分别供第一极耳引线和第二极耳引线穿出。

在一些实施例中，第一胶层或第二胶层分别包括依次连接的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，第一部分设置在第一表面，第二部分和第三部分均与侧面相对设置，第四部分设置在第二表面，第二部分用以覆盖住第一焊接区域，第三部分设置有缺口。

在一些实施例中，第一极耳引线的宽度为W0，缺口的宽度为W1，2mm≤W1-W0≤6mm。

在一些实施例中，第二部分的长度大于第一焊接区域的长度，在电极组件的厚度方向上，第二部分的宽度大于第一焊接区域的高度。

在一些实施例中，第四部分设置有缺口。

在一些实施例中，第一胶层和第二胶层连接为一体；或者第一胶层与第二胶层之间不重叠。

本申请实施例的第二方面提供了一种电池，包括壳体和上述任一项所述的电芯，所述电芯设置在壳体内。

本申请实施例的第三方面提供了一种用电设备，包括上述电池。

在本申请实施例的电芯、电池和用电设备中，电芯中的胶层不仅完全覆盖住极耳与极耳引线的焊接区域，而且胶层的两端分别设置于电极组件的相对两个表面，胶层与电极组件相固定的面积较大，附着力强，不易脱落，同时抵消极耳弯折处的回弹应力，有利于避免焊接区域的毛刺接触并刺破电池壳体的融合层，降低腐蚀漏液的风险，确保电芯、电池及用电设备的安全性。

附图说明

图1是本申请一实施例的电池的结构示意图；

图2是本申请第一实施例的胶层的结构示意图；

图3、图4和图5是采用图2所示胶层的电芯在不同视角下的结构示意图；

图6是本申请第二实施例的胶层的结构示意图；

图7、图8和图9是采用图6所示胶层的电芯在不同视角下的结构示意图；

图10是本申请第三实施例的胶层的结构示意图；

图11、图12和图13是采用图10所示胶层的电芯在不同视角下的结构示意图；

图14是本申请第四实施例的胶层的结构示意图；

图15、图16和图17是采用图14所示胶层的电芯在不同视角下的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述实施例仅是本申请的部分而非全部。基于本申请的描述，在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

应理解，在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请相应实施例的技术方案和简化描述，而非指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

考虑到现有的电芯结构中，极耳在与极耳引线焊接时弯折产生回弹应力，容易带动焊接区域的毛刺接触并刺破壳体(内部的融合层)，产生腐蚀漏液的风险。本申请实施例电芯中的胶层不仅完全覆盖焊接区域，其两端还分别设置于电极组件的相对两个表面，通过增大胶层与电极组件相固定的面积，增强胶层的粘接稳定性，来降低焊接区域的毛刺与壳体接触的几率。

第一实施例

请一并参阅图1至图5，电芯设置于电池10的壳体15内，该电芯包括电极组件11、极耳12、极耳引线13和胶层14。

应理解，上述结构元件仅为示例性说明，电池10还可以包括其他元件，具体请参阅现有技术，此处不予赘述。

电极组件11包括依次连接的第一表面、侧面和第二表面，在电极组件11的厚度方向上，第一表面与第二表面相对设置。

在一实现中，例如图1所示的摆放方位，电极组件11的厚度方向为第二方向y，电极组件11的底面为第一表面，电极组件11的顶面为第二表面，电极组件11的右侧面为连接第一表面和第二表面的侧面。应理解，电池10的摆放方位不同，所述第一表面、侧面和第二表面的方位会相应改变。

电极组件11可以是由若干极片卷绕或堆叠形成的，这些极片层状设置并从电极组件11的侧面穿出，且端部汇聚而成极耳12。于此，极耳12与电极组件11电连接。在图1所示的实现中，在电极组件11的右侧面，极耳12可以弯折呈U型，具有夹槽12a。

极耳引线13的一端与极耳12通过焊接连接，并形成焊接区域16，另一端可以从电池10的壳体15穿出，并形成电池10的电极。

在图1所示的实现中，极耳引线13可以呈L型，包括主体部和延伸部，主体部沿第一方向x延伸，延伸部由主体部的一端延伸至夹槽12a中。在第一方向x上，极耳引线13的延伸部与极耳12部分重叠，于此，在重叠区域，极耳引线13与极耳12焊接，并且沿第一方向x上，两者的焊接区域16的正投影可以落入重叠区域内，从而确保极耳引线13与极耳12焊接的牢固性及两者电连接的稳定性。

胶层14的一端设置于(例如粘接于)电极组件11的第一表面，胶层14的另一端设置于(例如粘接于)电极组件11的第二表面，且胶层14完全覆盖住极耳引线13与极耳12的焊接区域16。

按照电池10通常具有正负极性的设计，极耳12包括第一极耳和第二极耳，分别为正极耳和负极耳。适应地，极耳引线13包括第一极耳引线和第二极耳引线，分别为正极和负极耳引线。第一极耳引线与第一极耳焊接，并形成第一焊接区域，第二极耳引线与第二极耳焊接，并形成第二焊接区域。胶层14包括第一胶层和第二胶层，第一胶层用于覆盖第一焊接区域，第二胶层用于覆盖第二焊接区域。

为便于描述，下文采用相同标号标识极耳12、第一极耳和第二极耳，采用相同标号标识极耳引线13、第一极耳引线和第二极耳引线，采用相同标号标识焊接区域16、第一焊接区域和第二焊接区域。

第一胶层14和第二胶层14的结构及形状可相同，例如均为设有缺口14e的片状结构，整体上呈“凹”字形。第一胶层14的缺口14e供第一极耳引线13穿出，第二胶层14的缺口14e供第二极耳引线13穿出。

第一胶层14包括依次连接的第一部分14a、第二部分14b、第三部分14c和第四部分14d。第三部分14c和第四部分14d均设置有缺口，两者的缺口连通并形成为第一胶层14的缺口14e。在第一胶层14与电极组件11粘接状态下，第一极耳引线13从第一胶层14的缺口14e穿出，第一部分14a粘接于电极组件11的底面，第四部分14d粘接于电极组件11的顶面，第二部分14b和第三部分14c均与电极组件11的侧面相对设置，可视为第二部分14b和第三部分14c覆盖电极组件11的侧面，第二部分14b用以覆盖住第一焊接区域16。

第二胶层14包括依次连接的第一部分14a、第二部分14b、第三部分14c和第四部分14d。第三部分14c和第四部分14d均设置有缺口，两者的缺口连通并形成为第二胶层14的缺口14e。在第二胶层14与电极组件11粘接状态下，第二极耳引线13从第二胶层14的缺口14e穿出，第一部分14a粘接于电极组件11的底面，第四部分14d粘接于电极组件11的顶面，第二部分14b和第三部分14c均与电极组件11的侧面相对设置，可视为第二部分14b和第三部分14c覆盖电极组件11的侧面，第二部分14b用以覆盖住第二焊接区域16。

如图3和图5所示，在第一极耳引线13和第二极耳引线13之间，第一胶层14与第二胶层14间隔设置，即两个胶层14之间不重叠。

电池10的内部元器件，例如前述电极组件11、极耳12、极耳引线13和胶层14，内置于壳体15所限定的腔体内，利用壳体15对电池10内的元器件进行保护，能够确保电池10的安全性。

壳体15的腔体内填充有电解液。第一极耳引线13和第二极耳引线13的主体部的一部分外露，外露部分的外表面可以部分封装包裹有封装层17，用于防止外界水氧等由第一极耳引线13和第二极耳引线13与壳体15之间的连接处进入电池10内部、以及防止内部的电解液从第一极耳引线13和第二极耳引线13与壳体15之间的连接处向外泄露。

该封装层17可采用防水氧等密封性能良好的材料制备，在一实现中，封装层17的材料可以为胶(例如电极胶)或者树脂。

由上述可知，胶层14不仅覆盖住极耳12与极耳引线13的焊接区域16，而且胶层14的相对两端分别设置于电极组件11的相对两个表面，胶层14与电极组件11相固定的面积较大，附着力强，不易脱落，同时能够抵消极耳12弯折处的回弹应力，有利于避免焊接区域16的毛刺接触并刺破电池壳体15(或壳体15的融合层，例如PP层)，降低腐蚀漏液的风险，确保电池10的安全性。另外，胶层14不易脱落，能够避免电芯顶封工序时重新粘贴胶层14，避免返工，有利于确保电芯顶封效率。

应理解，胶层14的厚度以及各个部分的尺寸，也会一定程度的影响胶层14与电极组件11的粘接强度，因此，本实施例下文进一步对胶层14的厚度及各部分的尺寸予以示例性描述。

胶层14太厚会增大电极组件11的顶面和底面与壳体15之间的空间，增大电芯的整体厚度。而胶层14太薄，则容易被焊接区域16的毛刺刺破，无法有效避免毛刺接触并刺破壳体15的铝膜。于此，胶层14的厚度可以介于0.010～0.050毫米(mm)之间。

请一并参阅图1至图5，第一极耳引线13和第二极耳引线13之间的距离D3，大于位于第一胶层14和第二胶层14在这两个极耳引线13之间的部分的宽度之和，即D3＞(W2+W3)。

对于任一胶层14，在第三方向z上，该任一胶层14的长度(W1+W2+W3)大于对应一焊接区域16的长度。在电极组件11的厚度方向上，即在第二方向y上，胶层14的第二部分14b的宽度L2大于对应一焊接区域16的高度。其中，第一方向x、第二方向y和第三方向z为三维直角坐标系的三个坐标轴的正方向。

胶层14的长度可以根据电极组件11进行适应性设置。例如，2mm≤W2≤D1，D1为一极耳引线13与电极组件11的最近边缘之间的距离。同理，2mm≤W3≤D5，D5为另一极耳引线13与电极组件11的最近边缘之间的距离。缺口14e的宽度W1根据极耳引线13的宽度确定，W1可以略宽于对应一极耳引线13的宽度，例如W1＝W0+k1，k1的取值范围介于2～6mm之间，即2mm≤W1-W0≤6mm。W3小于D3，例如2mm≤W3≤D3-k2，k2的取值范围介于2～4mm之间。

胶层14的第四部分14d的宽度L4和第一部分14a的宽度L1可以相同，即L1＝L4，取值例如介于5mm～15mm之间。宽度L1和L4太短，则无法较好的与电极组件11粘接；宽度L1和L4太长，则不易操作，容易引起胶层14起皱，或者降低生产线的操作效率。若胶层14的粘性较低，则宽度L1和L4的取值可以介于20～30mm之间。

在胶层14与电极组件11粘接状态下，任一胶层14的第二部分14b和第三部分14c的宽度之和(L2+L3)等于电极组件11的厚度。另外，第三部分14c的宽度L3可等于对应一焊接区域16的高度D7。

第二实施例

对于名称相同的元件，本申请各实施例采用相同标号标识。在第一实施例的描述基础上，但与其不同的是，请一并参阅图1、图6至图9，本实施例的电芯仅采用一个胶层14，其具有两个缺口14e，呈“山”字形结构，相当于第一胶层14和第二胶层14连接为一体。

第一极耳引线13和第二极耳引线13之间的距离D3，大于胶层14的两个缺口14e之间的距离W4，即D3＞W4。

本实施例通过一个胶层14不仅能够实现第一实施例的有益效果，而且相比较于贴装两个胶层14，贴装工序简便。并且，在第一极耳引线13和第二极耳引线13之间，胶层14的覆盖面积增大，有利于确保对第一焊接区域16和第二焊接区域16的覆盖效果。

第三实施例

在前述第一实施例的描述基础上，但与其不同的是，请一并参阅图1、图10至图13，本实施例的电芯采用的两个胶层14，均呈“回”字形结构，这两个胶层14之间不重叠设置。

这两个胶层14的结构及形状可以完全相同。对于任一胶层14，第三部分14c包括两个区域，一个区域14c1与第二部分14b连接并开设有缺口14e，而另一个区域14c2与第四部分14b连接，但未开设有缺口14e，并且，第四部分14b也未开设有缺口。

在电极组件11的厚度方向(即第二方向y)上，其中一个区域14c1的宽度略大于对应一极耳引线13的高度。

在实现并具有前述第一实施例的有益效果的基础上，在本实施例中，任一胶层14的第四部分14b、以及第三部分14c的一部分(即区域14c2)，未开设有缺口，能够增大胶层14与电极组件11的粘接面积，更加有利于增强附着力，更加不易脱落。

第四实施例

在前述第三实施例的描述基础上，但与其不同的是，请一并参阅图1、图14至图17，本实施例的电芯采用一个胶层14，具有两个缺口14e的，呈并联“回”字形结构，相当于第三实施例的第一胶层14和第二胶层14连接为一体。

第一极耳引线13和第二极耳引线13之间的距离D3，大于胶层14的两个缺口14e之间的距离W4，即D3＞W4。

本实施例通过一个胶层14不仅能够实现前述第三实施例的有益效果，而且相比较于贴装两个胶层14，贴装工序简便。并且，在第一极耳引线13和第二极耳引线13之间，胶层14的覆盖面积增大，有利于确保覆盖第一焊接区域16和第二焊接区域16的效果。

本申请实施例还提供一种电池，该电池可以具有前述任一实施例的电芯，例如图1所示的电池10，该电芯设置在电池的壳体内。该电池能够产生对应实施例的电芯具有的有益效果。

本申请又一实施例提供一种用电设备，该用电设备包括上述任一实施例的电池10。用电设备可以以各种具体形式来实施，例如，在实际应用场景中，该用电设备包括但不限于为移动通讯、电动汽车、电动自行车、电动导航工具、无人机等电子产品。

本领域技术人员可理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本申请实施例的构造也能够应用于固定类型的用电设备。

由于用电设备具有前述任一实施例的电池10，因此，该用电设备能够产生对应实施例的电池10具有的有益效果。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

另外，尽管本文采用术语“第一、第二、第三”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

Claims (10)

1.一种电芯，包括：

电极组件，包括依次连接的第一表面、侧面和第二表面，在所述电极组件的厚度方向上，所述第一表面与所述第二表面相对设置；

极耳，与所述电极组件电连接，且从所述侧面穿出；

极耳引线，与所述极耳通过焊接连接，并形成一焊接区域；

其特征在于，还包括胶层，所述胶层的一端设置于所述第一表面，所述胶层的另一端设置于所述第二表面，且所述胶层完全覆盖住所述焊接区域。

2.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述极耳包括第一极耳和第二极耳，所述极耳引线包括第一极耳引线和第二极耳引线，所述第一极耳引线与所述第一极耳通过焊接连接并形成第一焊接区域，所述第二极耳引线与所述第二极耳通过焊接连接并形成第二焊接区域，所述胶层包括用于覆盖所述第一焊接区域的第一胶层和用于覆盖所述第二焊接区域的第二胶层。

3.根据权利要求2所述的电芯，其中，所述第一胶层和所述第二胶层分别设置有缺口，以分别供所述第一极耳引线和所述第二极耳引线穿出。

4.根据权利要求3所述的电芯，其中，所述第一胶层或所述第二胶层包括依次连接的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，所述第一部分设置在所述第一表面，所述第二部分和所述第三部分均与所述侧面相对设置，所述第四部分设置在所述第二表面，所述第二部分用以覆盖住所述第一焊接区域，所述第三部分设置有所述缺口。

5.根据权利要求3所述的电芯，其中，所述第一极耳引线的宽度为W0，所述缺口的宽度为W1，2mm≤W1-W0≤6mm。

6.根据权利要求4所述的电芯，其中，所述第二部分的长度大于所述第一焊接区域的长度，在所述电极组件的厚度方向上，所述第二部分的宽度大于所述第一焊接区域的高度。

7.根据权利要求4所述的电芯，其中，所述第四部分设置有所述缺口。

8.根据权利要求2所述的电芯，其中，所述第一胶层和所述第二胶层连接为一体；或者所述第一胶层与所述第二胶层之间不重叠。

9.一种电池，其特征在于，包括壳体和如权利要求1-8中任一项所述的电芯，所述电芯设置在所述壳体内。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。

Images