CN112909443A - 一种极耳组件及其制备方法、电芯 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种极耳组件及其制备方法、电芯。极耳组件包括汇流件以及多个叠层设置的极耳；极耳包括有机支撑层以及金属导电层；每个极耳均设置有至少一个通孔，每个通孔内均填充有导电介质；导电介质均与位于同一有机支撑层两侧的金属导电层电连接；汇流件与极耳贴合并与位于该极耳的通孔内的导电介质电连接；以使每个极耳的电流均能通过导电介质以及金属导电层传递至汇流件。导电介质与相邻两个金属导电层电连接，汇流件与导电介质电连接，使每个极耳的电荷均能通过导电介质和金属导电层传递至汇流件，本申请的连接方式可以替代转接悍连接多个极耳的方式，可以避免因为焊接产生的焊接应力而撕裂极耳。

Description

一种极耳组件及其制备方法、电芯

技术领域

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种极耳组件及其制备方法、电芯。

背景技术

目前，对于使用复合集流体制备极片的电芯而言，极片端部的极耳通过转接焊的方式与金属箔(例如铜箔或者铝箔)进行焊接，然后进行模切，卷绕后再与转接片焊接，最后再与极柱焊接；本申请旨在研究一种新的极耳连接方式。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种极耳组件及其制备方法、电芯，其旨在提供一种新的极耳连接方式。

本申请提供一种极耳组件，极耳组件包括：

汇流件；以及

多个叠层设置的极耳，所述极耳包括有机支撑层以及设置于有机支撑层的至少一个表面上的金属导电层；每个所述极耳均设置有至少一个通孔，每个所述通孔内均填充有导电介质；所述导电介质均与位于同一所述有机支撑层两侧的所述金属导电层电连接；

所述汇流件与极耳贴合并与位于该极耳的所述通孔内的所述导电介质电连接；以使每个所述极耳的电流均能通过所述导电介质以及所述金属导电层传递至所述汇流件。

导电介质与相邻两个金属导电层电连接，汇流件与导电介质电连接，使每个极耳的电荷均能通过导电介质和金属导电层传递至汇流件，本申请的连接方式可以替代转接悍连接多个极耳的方式，可以避免因为焊接产生的焊接应力而撕裂极耳。

在本申请的一些实施例中，位于每个所述极耳的所述通孔、相邻两个所述极耳之间的缝隙共同形成汇流通道；所述缝隙内也填充有导电介质。

在本申请的一些实施例中，极耳组件设置有多个所述汇流通道。

在本申请的一些实施例中，极耳组件还包括盖体，所述盖体用于覆盖位于端部的所述极耳的通孔。

在本申请的一些实施例中，汇流件与位于端部位置的所述极耳贴合；

或者，所述汇流件位于任意相邻两个所述极耳之间，多个所述极耳通过固定件与所述汇流件连接。

在本申请的一些实施例中，相邻两个所述极耳的所述通孔的轴线之间的距离为0-2mm。

在本申请的一些实施例中，导电介质填充满所述通孔。

在本申请的一些实施例中，导电介质通过导电浆料固化得到。

本申请提供一种电芯，电芯包括正极极片、负极极片以及用于分隔所述正极极片和所述负极极片的隔膜；

所述正极极片设置有上述的极耳组件；

和/或者，所述负极极片设置有如上述的极耳组件。

本申请还提供一种极耳组件的制备方法，包括：

在每个极耳上设置至少一个通孔；重叠多个极耳；

将汇流件与位于端部的极耳贴合，在所述通孔内填充导电浆料，然后固化所述导电浆料。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的极耳组件一种示例的截面示意图；

图2示出了本申请实施例提供的极耳组件另一种示例的截面示意图；

图3示出了汇流通道第一示例的结构示意图；

图4示出了汇流通道第二示例的结构示意图；

图5示出了汇流通道第三示例的结构示意图；

图6示出了汇流通道第四示例的结构示意图；

图7示出了本申请实施例提供的极耳组件又一种示例的截面示意图。

图标：100-极耳组件；110-极耳；111-通孔；112-汇流通道；120-汇流件；130-盖体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

图1示出了本申请实施例提供的极耳组件100一种示例的截面示意图，请参阅图1，本实施例提供一种极耳组件100，极耳组件100包括汇流件120和多个极耳110。图中，为了视角上更清楚的体现汇流件120和极耳110，汇流件120和极耳110的截面并未示出剖面线。

极耳110包括有机支撑层以及设置于有机支撑层的至少一个表面上的金属导电层；极耳110可以是复合集流体模切得到的。有机支撑层的材料可以为聚合物，例如可以为聚酯类、聚烯烃类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚醚类、环氧树脂、酚醛树脂、它们的交联物及它们的共聚物中的一种或多种。

金属导电层可以根据极耳110的极性进行选择，例如可以为铝、铝合金；或者可以为铜、铜合金等等。进一步地，在本申请的一些实施例中，极耳110除了包括有机支撑层和金属导电层之外还可以包括其他金属层；换言之，金属导电层可以通过一种金属层设置而成，也可以通过多层材料不完全相同的金属层层叠而成。

极耳组件100包括多个极耳110，多个极耳110层叠设置；每个极耳110均设置有通孔111，通孔111沿极耳110的厚度方向贯穿极耳110，在图1中，一个极耳110上设置有一个通孔111。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，一个极耳110上可以设置两个、三个、四个或者更多个通孔111。

多个极耳110层叠设置，由于每个极耳110均设置有通孔111，多个极耳110层叠设置之后，位于每个极耳110的通孔111以及相邻两个极耳110之间的缝隙共同形成汇流通道112，该汇流通道112与每个通孔111连通。汇流通道112内填充有导电介质，导电介质与每个极耳110电连接。

汇流件120的主要作用在于汇集电流以及用于与转接片电连接，本申请的实施例不对汇流件120的形状、大小以及材料进行限定，例如其可以为金属、合金等材料。

请参阅图1，在图1的示例中，汇流件120与位于端部的极耳110贴合，换言之，多个极耳110层叠设置，汇流件120与层叠设置后位于端部位置的极耳110贴合。导电介质与汇流件120电连接。

承上所述，导电介质与每个极耳110电连接，导电介质与汇流件120电连接，极耳110的电流可以通过导电介质传递至汇流件120。

通过上述连接方式，可以将每个极耳110的电流汇流至汇流件120，在使用过程中，汇流件120可以与转接片连接，然后再与电极端子连接，或者，汇流件120兼顾转接片的作用，直接将汇流件120与电极端子连接。通过本申请的方式可以将每个极耳110的电流汇至汇流件120后输出，该方式取代了转接焊连接极耳的方式，在制造过程中不会因为转接悍而产生焊接应力，从而避免拉扯极耳导致极耳断裂的问题。

进一步地，在本申请的一些实施例中，为了避免导电介质从通孔111中溢出，极耳组件100还包括盖体130，盖体130主要用于覆盖汇流通道的开口。在图1中，盖体130用于覆盖位于端部的极耳110上的通孔111。换言之，盖体130与暴露于极耳110表面的通孔111连接，并用于覆盖该通孔111。在本实施例中，一个盖体130覆盖一个通孔111。对于一个极耳110具有两个以及两个以上通孔111的实施例而言，可以一个盖体130覆盖两个或者两个以上通孔111，也可以一个盖体130覆盖暴露于极耳组件100表面的所有通孔111。

盖体130的材料为金属材料，盖体130的形状大小可以与通孔111适配，或者，盖体130的形状大小可以与通孔111的形状大小适配；或者，盖体130的形状可以为其他形状。

进一步地，在本申请的其他实施例中，盖体130与极耳110可以采用粘结的方式进行连接，或者，盖体130可以与导电介质粘连从而实现覆盖通孔的目的。

或者，在其他实施例中，盖体130可以设置粘结层的结构，盖体130的粘结层直接与极耳110连接从而实现覆盖通孔的目的。

图2示出了本申请实施例提供的极耳组件100又一种示例的截面示意图，请参阅图1与图2，在图2中，汇流件120位于相邻的两个极耳110之间，换言之，汇流件120相对的两个表面分别与两个极耳110贴合。

进一步地，在图2的示例中，为了避免多个层叠的极耳110与汇流件120之间有较大的空隙，导致阻抗增加，多个极耳110通过固定件(图中未示出)与汇流件120连接，换言之，固定件连接多个极耳110和汇流件120以避免相互分离。例如，固定件可以为捆扎带、螺栓或者螺钉等。或者，在一些实施例中，对于导电介质为粘性较大的材料的实施例而言，可以不单独设置固定件，导电介质可以兼具固定件的固定作用。

在图2所示的示例中，位于每个极耳110的通孔111以及相邻两个极耳110之间的缝隙共同形成汇流通道112，汇流通道112填充有导电介质，导电介质与汇流件120电连接；汇流件120将汇流通道112分隔为两个相互不连通的通道，但是每个通道内的导电介质均与汇流件120电连接，同样也可以实现每个极耳110的电流汇至汇流件120的目的。且在图2的示例中，两侧端部的极耳110上的电荷至汇流件120的路径长度均较小，阻抗较小，降低电流损失。

在图2所示的示例中，盖体130用于覆盖汇流通道112的开口，例如，多个极耳110层叠，位于两端的极耳110均具有暴露于表面的通孔111，盖体130覆盖暴露于表面的通孔111。作为示例性地，盖体130可以覆盖一个通孔111，或者一个盖体130可以覆盖一个极耳110上的两个、三个或者更多个通孔，或者，一个盖体130覆盖一个极耳110上的所有的通孔111。

进一步地，在本申请的一些实施例中，固定件与盖体130可以一体设置，换言之，盖体130在覆盖通孔111的同时还用于固定多个极耳110和汇流件120。例如，盖体130与固定件一体设置为一个扎带，该扎带捆绑多个极耳110和汇流件120，且该扎带覆盖通孔111。

需要说明的是，在图1和图2的示例中，本申请不对极耳110的数量进行限制，极耳110的数量例如可以为两个、三个、四个或者更多个；在图2的示例中，汇流件120可以与位于中间位置的两个极耳110贴合，也可以与位于其余位置的两个极耳110中间。进一步地，极耳组件100可以为正极极耳，也可以为负极极耳。

在图1和图2所示的示例中，相邻两个极耳110的通孔111的轴线之间的距离为0-2mm；例如，可以为0.1mm、0.5mm、0.8mm、1.1mm、1.3mm、1.6mm、2mm等等。位于每个极耳110的通孔111的延伸方向相同，相邻两个极耳110的通孔111的轴线可以共线，或者可以仅有细微(例如0-2mm)的错位，使相邻两个通孔111尽可能重叠。

每个极耳110的通孔111的轴线共线，汇流通道112的长度较短，电荷通过填充于汇流通道112的导电介质的路径较短，可以减小阻抗。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，每个极耳110的通孔111可以不仅限于图1和图2所示的示例。在本申请的实施例中，汇流通道112可以具有多种形态。以下就汇流通道112的形态进行举例。

图3示出了汇流通道112第一示例的结构示意图，请参阅图3，在第一示例中，汇流通道112的延伸方向垂直于多个极耳110的重叠方向。每个极耳110的通孔111相互对齐，使每个通孔111的轴线共线。在第一示例中，极耳组件100仅设置有一个汇流通道112。

图4示出了汇流通道112第二示例的结构示意图，请参阅图4，在第二示例中，极耳组件100仅设置有一个汇流通道112。汇流通道112的延伸方向与多个极耳110的重叠方向的角度为锐角。位于每个极耳110的每个通孔111可以仅部分重合，位于相邻两个极耳110上的两个通孔111相互连通。

图5示出了汇流通道112第三示例的结构示意图，请参阅图5，在第三示例中，极耳组件100仅设置有一个汇流通道112，相邻两个极耳110上的两个通孔111并不重合，相邻两个极耳110上的两个通孔111通过相邻两个极耳110之间的缝隙连通。导电介质填充通孔111以及缝隙内。

图6示出了汇流通道112第四示例的结构示意图，请参阅图6，在第四示例中，汇流通道112包括主道以及多个支道，多个支道均与主道连通。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，汇流通道112的形状也不仅限于图3、图4、图5以及图6所示的示例。汇流通道112的数量也不仅限于一个，可以为两个、三个或者更多个。在图3、图4、图5以及图6的示例中，位于每个极耳110上的通孔111的孔径均相同，在其他实施例中，位于每个极耳110上的通孔111的孔径可以不完全相同。

进一步地，图3、图4、图5以及图6所示的示例适用于极耳110的有机支撑层仅有一面设置金属导电层的实施例，也适用于极耳110的有机支撑层两面均设置金属导电层的实施例。

图7示出了本申请实施例提供的极耳组件100又一种示例的截面示意图，请参阅图7，在图7所示的示例中，极耳组件100未设置汇流通道112，换言之，位于相邻两个极耳110上的通孔111并未连通，相邻两个极耳110之间紧密贴合，并未设置通孔111。

每个通孔111均设置有导电介质，导电介质连通相邻两个金属导电层，使相邻两个金属导电层电连接。

作为示例性地，对于极耳110的有机支撑层仅有一面设置金属导电层的实施例而言，通孔111贯穿极耳110，且通孔111的两端开口分别位于两个金属导电层的表面，通孔111内填充导电介质后，导电介质使两个金属导电层电连接，在导电介质的作用下，任意相邻两个金属导电层均电连接，不会存在金属导电层的电荷不能汇流至汇流件120的情况。

位于一个通孔111内的导电介质将电荷传递至金属导电层，再通过金属导电层与另一个通孔111内的导电介质传递至金属导电层，最终传递至汇流件120实现汇流的目的。

作为示例性地，对于极耳110的有机支撑层两面设置金属导电层的实施例而言，通孔111贯穿极耳110，通孔111内的导电介质与相邻两个金属导电层电连接。

进一步地，在图7所示的示例中，汇流件120与位于端部的极耳110贴合。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，汇流件120可以与位于中间位置的极耳110贴合。

承上所述，在图7所示的示例中，极耳组件100可以包括盖体130，盖体130覆盖暴露于叠层设置后的多个极耳110的表面的通孔111，相应地，盖体130与通孔111的数量对应关系可以为一对一或者一对多的关系，请参阅上述对图1和图2所示示例的描述，此处不再进行赘述。

通孔111内填充导电介质，导电介质与金属导电层连通，两个通孔111可以不相互连通，通过通孔111内的导电介质、金属导电层将电荷汇聚到汇流件120。

综上可以看出，在本申请的实施例中，通过贯穿极耳110的有机支撑层的导电介质与金属导电层电连接，导电介质与汇流件120电连接，无须转接悍的方式也可以将极耳组件100的电荷传递至汇流件120。

请一并参阅图1-图7，在本申请的实施例中，导电介质是通过导电浆料固化得到的。

作为示例，导电浆料的组成可以为：导电颗粒、有机溶剂以及粘结剂。

例如，溶剂选自丁基卡必醇、乙酸丁基卡必醇酯、松油醇、二甘醇单乙醚乙酸酯和邻苯二甲酸二乙酯，所述树脂选自丙烯酸类树脂、乙基纤维素和硝化纤维素。导电颗粒铂、金、银、铜、镍和钯中的一种。粘结剂例如可以为丁苯橡胶等。或者，在本申请的一些其他实施例中，导电浆料可以为市购的产品。

导电介质是通过导电浆料固化得到，导电浆料可以较好地填充通孔111，降低阻抗。进一步地，导电浆料固化过程中，还可以使极耳110和汇流件120处于保持贴合的状态。有利于电荷传输。

此外，对于极耳组件100包括汇流通道的实施例而言，导电浆料可以填充相邻两个极耳110之间的缝隙，从而更好地传输电荷。导电浆料还可以填补极耳110在制备通孔111的过程中造成的缺陷，在导电浆料浸润的过程中填充缺陷，实现导电的作用，降低对通孔111的加工要求，降低工艺难度和生产成本。同时也减小了电芯阻抗，提升了电芯性能。

可以理解的是，在本申请的其他实施例中，导电介质也不仅限于通过导电浆料固化后形成的，例如可以直接采用含有粘结剂的导电颗粒填充形成。

本申请实施例提供的极耳组件100至少具有以下优点：

导电介质与相邻两个金属导电层电连接，汇流件120与导电介质电连接，使每个极耳110的电荷均能通过导电介质和金属导电层传递至汇流件120，本申请的连接方式可以替代转接悍连接多个极耳110的方式，可以避免因为焊接产生的焊接应力而撕裂极耳110。

进一步地，对于通过导电浆料固化后形成所述导电介质的实施例而言，导电浆料的浸润性能可以弥补因为制备通孔111而造成的缺陷，对通孔111的制备精度要求不高，降低工艺难度和生产成本，同时也减小了电芯阻抗。

本申请示出上述一种极耳组件100的制备方法，该制备方法包括：

在每个极耳110上设置通孔111；重叠多个极耳110；需要说明的是，重叠多个极耳110以及在每个极耳110上设置通孔111两个过程不分先后顺序。换言之，可以先重叠多个极耳110，然后在重叠后的多个极耳110上开设通孔111，例如采用冲切的方式设置同轴的通孔111；或者，可以先在每一个极耳110上设置通孔111，然后再重叠多个极耳110。

将汇流件120与位于端部的极耳110贴合，在通孔111内填充导电浆料，然后固化导电浆料。

需要说明的是，上述制备方法仅仅是示出一部分极耳组件100的制备方法。

上述方法，制备步骤简单，该制备方法可以取代转接悍的方式。

例如，极耳组件100可以通过以下方法制得：

在每个极耳110上设置通孔111，在每个通孔111内填充导电浆料并固化，堆叠每个极耳110，将极耳110与汇流件120贴合后，使用固定件捆扎极耳110和汇流件120。

本申请还提供一种电芯，电芯包括正极极片、负极极片以及用于分隔所述正极极片和所述负极极片的隔膜；

正极极片设置有极耳组件100，负极极片设置有极耳组件100。

本申请实施例提供的电芯使用上述极耳组件100，具有上述极耳组件100的优点。

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)

1.一种极耳组件，其特征在于，所述极耳组件包括：

汇流件；以及

多个叠层设置的极耳，所述极耳包括有机支撑层以及设置于有机支撑层的至少一个表面上的金属导电层；每个所述极耳均设置有至少一个通孔，每个所述通孔内均填充有导电介质；所述导电介质均与位于同一所述有机支撑层两侧的所述金属导电层电连接；

所述汇流件与极耳贴合并与位于该极耳的所述通孔内的所述导电介质电连接；以使每个所述极耳的电流均能通过所述导电介质以及所述金属导电层传递至所述汇流件。

2.根据权利要求1所述的极耳组件，其特征在于，位于每个所述极耳的所述通孔、相邻两个所述极耳之间的缝隙共同形成汇流通道；所述缝隙内也填充有导电介质。

3.根据权利要求2所述的极耳组件，其特征在于，所述极耳组件设置有多个所述汇流通道。

4.根据权利要求1所述的极耳组件，其特征在于，所述极耳组件还包括盖体，所述盖体用于覆盖位于端部的所述极耳的通孔。

5.根据权利要求1所述的极耳组件，其特征在于，所述汇流件与位于端部位置的所述极耳贴合；

或者，所述汇流件位于任意相邻两个所述极耳之间，多个所述极耳通过固定件与所述汇流件连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的极耳组件，其特征在于，相邻两个所述极耳的所述通孔的轴线之间的距离为0-2mm。

7.根据权利要求1-5任一项所述的极耳组件，其特征在于，所述导电介质填充满所述通孔。

8.根据权利要求1-5任一项所述的极耳组件，其特征在于，所述导电介质通过导电浆料固化得到。

9.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括正极极片、负极极片以及用于分隔所述正极极片和所述负极极片的隔膜；

所述正极极片设置有如权利要求1-8任一项所述的极耳组件；

和/或者，所述负极极片设置有如权利要求1-8任一项所述的极耳组件。

10.一种极耳组件的制备方法，其特征在于，包括：

在每个极耳上设置至少一个通孔；重叠多个极耳；

将汇流件与位于端部的极耳贴合，在所述通孔内填充导电浆料，然后固化所述导电浆料。

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