CN113708019A - 电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池，包括壳体、卷芯和极耳结构，壳体内具有容纳腔，容纳腔用于容纳卷芯，卷芯包括正极集流体和负极集流体；极耳结构包括正极耳和负极耳，正极耳与正极集流体连接，负极耳与负极集流体连接，正极耳和负极耳从卷芯的相对两端引出；负极耳具有沿着负极耳的边缘向内延伸的至少两个缺口。本发明有效降低了电池内部短路的风险，提高电池的安全性能。

Description

电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池。

背景技术

随着社会经济迅速地发展，锂离子电池具有比能量高、循环性能好、寿命长、工作电压高以及安全、无记忆效应等优点，已广泛应用于便携式电子设备、储能设备以及电动车的驱动中，常见的电池如圆柱电池、纽扣电池等其外壳多数采用金属外壳。在电池的生产制造过程中，对电池的负极耳会进行折弯处理，如果负极耳存在着弯折不好的情况时，会造成电池的负极耳与电池的卷芯接触，造成内部短路，从而会在电池后期的使用过程中存在引发电池爆炸的风险。

目前，现有的负极耳，通常为单极耳结构，材质一般选用镍或钢镀镍等金属，且一般是将负极耳焊接在负极集流体上，然后将负极耳从电池的电芯端部引出再进行折弯，之后与电池的壳体底壁焊接连接。

但是，现有技术中的负极耳，由于材质为镍或钢镀镍等金属，弯折后与卷芯接触，易压塌卷芯，容易使卷芯覆盖不良，进而造成内部析锂引起短路的问题。同时，负极耳弯折区域易受损，强度和使用寿命降低，对电池的安全性能造成影响。

发明内容

本发明实施例提供一种电池，有效降低了电池内部短路的风险，安全性能高。

本发明提供了一种电池，包括壳体、卷芯和极耳结构，壳体内具有容纳腔，容纳腔用于容纳卷芯，卷芯包括正极集流体和负极集流体；极耳结构包括正极耳和负极耳，正极耳与正极集流体连接，负极耳与负极集流体连接，正极耳和负极耳从卷芯的相对两端引出；负极耳具有沿着负极耳的边缘向内延伸的至少两个缺口。具体的，负极耳在进行折弯的过程中，负极耳具有至少两个缺口，缺口沿着负极耳的边缘向负极耳内部延伸，当负极耳在进行折弯时，至少两个缺口位于负极耳的折弯处。可以理解的是，通过缺口的设计，能够在负极耳折弯时有效降低了与卷芯接触，进而压塌卷芯，造成卷芯覆盖不良所引起电池内部短路的风险，提高电池的安全性能。

如上述的电池，可选的，至少两个缺口位于负极耳的相对两侧，以使负极耳在弯折时形成与卷芯具有间隙的内凹部，内凹部向背离卷芯一侧凹进。也就是说，至少两个缺口位于负极耳的相对两侧，至少两个缺口位于负极耳的相对两侧中的对应位置。

可以理解的是，缺口与卷芯之间的水平方向和竖直方向均有间隙。通过缺口的设计，使得负极耳在弯折时形成与卷芯具有间隙的内凹部，内凹部能够增强避免负极耳弯折后与卷芯接触，有效降低了因负极耳弯折后与卷芯接触，进而压塌卷芯，造成卷芯覆盖不良所引起电池内部短路的风险，提高电池的安全性能。

如上述的电池，可选的，缺口的边缘形状为圆弧形；内凹部为圆弧状，内凹部的内凹弧面大于1/4圆弧。具体的，缺口的边缘形状为圆弧形，避免负极耳在进行折弯时出现棱角，减小负极耳对卷芯的挤压损伤，可以更好的避免负极耳弯折后与卷芯接触。而且圆弧型的结构能够提高负极耳的强度和使用寿命，对电池的安全性能不会造成影响。

如上述的电池，可选的，缺口的圆弧半径小于或等于负极耳的最大宽度的1/4。具体的，缺口的圆弧半径小于负极耳的最大宽度的1/4或者缺口的圆弧半径等于负极耳的最大宽度的1/4，可以保证多个缺口位于负极耳的相对两侧，且位于相对两侧的多个缺口之间处于不联通的状态。

如上述的电池，可选的，至少两个缺口沿着负极耳的宽度和长度方向均对称设置。具体的，至少两个缺口沿着负极耳的宽度方向上呈对称设置，至少两个缺口沿着负极耳的长度方向上呈对称设置，当负极耳处于折弯状态时，负极耳相对两侧的缺口能够相互匹配。

如上述的电池，可选的，卷芯任何一处的高度均高于缺口所在的高度。具体的，负极耳弯折后，负极耳相对两侧的缺口所在的高度均低于卷芯任何一处的高度，也就是说，负极耳相对两侧的缺口一直处于卷芯的下方，可以增大缺口与卷芯之间的间隙，进而可以更大程度的保证当负极耳弯折后，避免与卷芯接触，提高安全性。

如上述的电池，可选的，负极耳包括连接部和延伸部，连接部设置在负极集流体上。具体的，连接部焊接在负极集流体上，延伸部向远离连接部的一侧延伸，并延伸至负极集流体的上方；缺口的相对两端分别与连接部和延伸部相连。具体的，连接部和延伸部分别位于缺口的相对两侧，且缺口的相对两端分别与连接部和延伸部相连，其中，当负极耳呈竖直状态时，延伸部向远离连接部的一侧延伸，并延伸至负极集流体的上方，连接部与负极集流体之间贴合并固定连接。

如上述的电池，可选的，负极耳的内凹部靠近连接部的侧端到卷芯之间的距离大于或等于负极耳的内凹部靠近延伸部的侧端到卷芯之间的距离。

如上述的电池，可选的，延伸部和连接部的形状均为扁平状。具体的，延伸部和连接部的形状均为扁平状，方便负极耳进行折弯。

如上述的电池，可选的，负极耳宽度为2mm-4mm。具体的，负极耳宽度为2mm-4mm，宽度可依据实际情况而定，在此不过多赘述。

可选的，电池还包括壳盖，壳体和壳盖共同围成容纳腔，正极集流体和负极集流体之间设有隔开正极集流体和负极集流体的隔膜，负极耳与壳体的底壁连接，正极耳与壳盖连接。具体的，壳体和壳盖共同围成容纳腔，卷芯容纳于容纳腔内，正极集流体和负极集流体之间设有隔开正极集流体和负极集流体的隔膜，这样可以保持良好的绝缘性能，负极耳与壳体的底壁连接，正极耳与壳盖连接。

可选的，隔膜一般为聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜、聚乙烯聚丙烯的复合多孔膜、玻璃纤维膜等多孔膜。在本实施例中，正极集流体采用铝箔，负极集流体采用铜箔。

本发明提供的电池，包括壳体、卷芯和极耳结构，壳体内具有容纳腔，容纳腔用于容纳卷芯，卷芯包括正极集流体和负极集流体；极耳结构包括正极耳和负极耳，正极耳与正极集流体连接，负极耳与负极集流体连接，正极耳和负极耳从卷芯的相对两端引出；负极耳具有沿着负极耳的边缘向内延伸的至少两个缺口。具体的，负极耳在进行折弯的过程中，负极耳具有至少两个缺口，缺口沿着负极耳的边缘向负极耳内部延伸，当负极耳在进行折弯时，至少两个缺口位于负极耳的折弯处。可以理解的是，通过缺口的设计，能够在负极耳折弯时有效降低了与卷芯接触，进而压塌卷芯，造成卷芯覆盖不良所引起电池内部短路的风险，提高电池的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的电池第一视角的结构示意图；

图2为现有技术的电池中负极耳与负极集流体连接的结构示意图；

图3为现有技术的电池第二视角的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电池第一视角的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电池第二视角的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电池第三视角的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的电池中负极耳与负极集流体连接的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的电池中负极耳第一种的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的电池中负极耳第二种的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的电池中负极耳第三种的结构示意图。

附图标记说明：

1-壳体；

2-卷芯；

10-电池；

22-负极集流体；

3-极耳结构；

31-正极耳；

32-负极耳；

321-缺口；

322-连接部；

323-延伸部；

4-壳盖。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一腔分实施例，而不是全腔的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中,需要理解的是,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”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内腔的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于方便描述不同的腔件,而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

图1为现有技术的电池第一视角的结构示意图，图2为现有技术的电池中负极耳与负极集流体连接的结构示意图，图3为现有技术的电池第二视角的结构示意图，如图1-图3所示，现有技术中负极耳，通常为单极耳结构，材质一般选用镍或钢镀镍等金属，且一般是将负极耳焊接在负极集流体上，然后将负极耳从电池的电芯引出再进行折弯，之后与电池的壳体底壁焊接连接。但是，现有技术中的负极耳，由于材质为镍或钢镀镍等金属，弯折后与卷芯接触，易压塌卷芯，容易使卷芯覆盖不良，进而造成内部析锂引起短路的问题。同时，负极耳弯折区域易受损，强度和使用寿命降低，对电池的安全性能造成影响。

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供的一种电池，通过负极耳上设置的缺口的设计，能够避免负极耳弯折后与卷芯接触，有效降低了电池内部短路的风险，提高电池的安全性能。

下面将结合附图详细的对本发明的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加清楚详细的了解本发明的内容。

图4为本申请实施例提供的电池第一视角的结构示意图；图5为本申请实施例提供的电池第二视角的结构示意图；图6为本申请实施例提供的电池第三视角的结构示意图；图7为本申请实施例提供的电池中负极耳与负极集流体连接的结构示意图；如图4-图7所示，本申请实施例提供了一种电池10，包括壳体1、卷芯2和极耳结构3，壳体1内具有容纳腔，容纳腔用于容纳卷芯2，卷芯2包括正极集流体和负极集流体22；具体的，电池10包括壳体1、电芯和极耳结构3，电芯包括层叠结构，层叠结构卷绕形成且具有中空内孔的卷芯2，壳体1内具有容纳腔，容纳腔用于容纳电芯，也就是说，容纳腔用于容纳卷芯2。

可选的，本实施例的电池10不局限于纽扣电池10，还可以应用于钢壳电池10、方形电池10等一系列负极耳32弯折类电池10。

极耳结构3包括正极耳31和负极耳32，正极耳31与正极集流体连接，负极耳32与负极集流体22连接，正极耳31和负极耳32从卷芯2的相对两端引出；具体的，如图2和图4所示，正极耳31从卷芯2的上端引出，负极耳32从卷芯2的下端引出，且已焊接在负极集流体22上。正极集流体(图中未示出)位于靠近正极耳31一侧，且正极耳31通过焊接在正极集流体上，或者以其他形式与正极集流体连接；负极集流体22位于靠近负极耳32一侧，且负极耳32通过焊接在负极集流体22上，或者以其他形式与负极集流体22连接。可选的，负极耳32一般选用镍、铜镀镍等金属，厚度一般为0.06～0.15mm。

可选的，正极耳31为铝带，负极耳32为铜带、镍带、或铜镀镍带。

根据实际情况不同，正极耳31及负极耳32可以均从卷芯2的一端面引出，还可以从不同端面引出，也即正极耳31从一端面引出，负极耳32从另一端面引出。

在卷芯2端面位置上，正极耳31及负极耳32可以从卷芯2的最内层、中间层、或最外层引出。卷芯2引出的正极耳31以及负极耳32的数量可以是一个或多个，可以根据卷芯2的实际情况设计。在本实施例中，卷芯2从其上端面和下端面各引出一个正极耳31和一个负极耳32，正极耳31分别位于卷芯2的上端面的一端，负极耳32位于卷芯2的下端面的一端。

负极耳32具有沿着负极耳32的边缘向内延伸的至少两个缺口321。具体的，如图6所示，负极耳32在进行折弯的过程中，负极耳32具有至少两个缺口321，缺口321沿着负极耳32的边缘向负极耳32内部延伸，

当负极耳32在进行折弯时，至少两个缺口321位于负极耳32的折弯处。可以理解的是，通过缺口321的设计，能够在负极耳32折弯时有效降低了与卷芯2接触，进而压塌卷芯2，造成卷芯2覆盖不良所引起电池10内部短路的风险，提高电池10的安全性能。在一些可能的实施方式中，至少两个缺口321位于负极耳32的相对两侧，以使负极耳32在弯折时形成与卷芯2具有间隙的内凹部，内凹部向背离卷芯2一侧凹进。也就是说，内凹部能够避免负极耳32弯折后与卷芯2接触。至少两个缺口321位于负极耳32的相对两侧，至少两个缺口321位于负极耳32的相对两侧中的对应位置。

可以理解的是，缺口321与卷芯2之间的水平方向和竖直方向均有间隙。通过缺口321的设计，使得负极耳32在弯折时形成与卷芯2具有间隙的内凹部，内凹部能够进一步的增强避免负极耳32弯折后与卷芯2接触，有效降低了因负极耳32弯折后与卷芯2接触，进而压塌卷芯2，造成卷芯2覆盖不良所引起电池10内部短路的风险，提高电池10的安全性能。

可选的，负极耳32具有两个缺口321，负极耳32的相对两侧分别具有一个缺口321。

可选的，负极耳32弯折状态下，呈“L”形。

具体的，极耳结构3上设有极耳保护胶，极耳保护胶粘贴或者设置在正极耳31和负极耳32上，起到绝缘保护的作用。其中设置在负极耳32上的极耳保护胶位于缺口321处。可选的，设置在负极耳32上的极耳保护胶的宽度比负极耳32的宽度宽0.5mm-1.0mm。

在一种可选的实施方式中，缺口321的边缘形状为圆弧形。具体的，缺口321的边缘形状为圆弧形，避免负极耳32在进行折弯时出现棱角，减小负极耳32对卷芯2的挤压损伤，可以更好的避免负极耳32弯折后与卷芯2接触。而且圆弧型的结构能够提高负极耳32的强度和使用寿命，对电池10的安全性能不会造成影响。

内凹部为圆弧状，内凹部的内凹弧面大于1/4圆弧。可以更好的避免负极耳32折弯后与卷芯2接触，提高电池10的安全性能。

在一种可选的实施方式中，缺口321的圆弧半径小于或等于负极耳32的最大宽度的1/4。具体的，缺口321的圆弧半径小于负极耳32的最大宽度的1/4或者缺口321的圆弧半径等于负极耳32的最大宽度的1/4，可以保证多个缺口321位于负极耳32的相对两侧，且位于相对两侧的多个缺口321之间处于不联通的状态。

在一种可选的实施方式中，至少两个缺口321沿着负极耳32的宽度和长度方向均对称设置。具体的，至少两个缺口321沿着负极耳32的宽度方向上呈对称设置，同时，至少两个缺口321沿着负极耳32的长度方向上呈对称设置，当负极耳32处于折弯状态时，负极耳32相对两侧的缺口321能够相互匹配。

可选的，缺口321的截面为大于或等于1/4圆弧。具体的，缺口321的截面为大于1/4圆弧，或者缺口321的截面为等于1/4圆弧，这样的设计能够避免负极耳32弯折后与卷芯2接触，进而提高电池10的安全性能。

在一种可选的实施方式中，卷芯2任何一处的高度均高于缺口321所在的高度。具体的，负极耳32弯折后，负极耳32相对两侧的缺口321所在的高度均低于卷芯2任何一处的高度，也就是说，负极耳32相对两侧的缺口321一直处于卷芯2的下方，可以增大缺口321与卷芯2之间的间隙，进而可以更大程度的保证当负极耳32弯折后，避免与卷芯2接触，提高安全性。

在一种可选的实施方式中，负极耳32包括连接部322和延伸部323，连接部322设置在负极集流体22上。具体的，连接部322焊接在负极集流体22上，延伸部323向远离连接部322的一侧延伸，并延伸至负极集流体22的上方；缺口321的相对两端分别与连接部322和延伸部323相连。具体的，连接部322和延伸部323分别位于缺口321的相对两侧，且缺口321的相对两端分别与连接部322和延伸部323相连。其中，当负极耳32呈竖直状态时，延伸部323向远离连接部322的一侧延伸，并延伸至负极集流体22的上方，连接部322与负极集流体22之间贴合并固定连接；如图6所示，当负极耳32呈弯折状态时，延伸部323向远离连接部322的一侧延伸，且与壳体1的负极连接，同理，正极耳31弯折后与壳体1的正极连接。

在一种可选的实施方式中，负极耳的内凹部靠近连接部322的侧端到卷芯2之间的距离大于或等于负极耳的内凹部靠近延伸部323的侧端到卷芯2之间的距离。具体的，参考图6，可以更好的避免负极耳32折弯后与卷芯2接触，提高电池10的安全性能。

可选的，图8为本申请实施例提供的电池中负极耳第一种的结构示意图，如图8所示，连接部322的宽度小于延伸部323的宽度时，缺口321的开口朝向连接部322处。图9为本申请实施例提供的电池中负极耳第二种的结构示意图，如图9所示，连接部322的宽度大于延伸部323的宽度时，缺口321的开口朝向延伸部323处。而且当连接部322的宽度小于或大于延伸部323的宽度时，缺口321的截面为大于或等于1/4圆弧。图10为本申请实施例提供的电池中负极耳第三种的结构示意图，如图10所示，当连接部322的宽度等于延伸部323的宽度时，缺口321的截面为1/2圆弧。

在一种可选的实施方式中，延伸部323和连接部322的形状均为扁平状。具体的，延伸部323和连接部322的形状均为扁平状，方便负极耳32进行折弯。

在一种可选的实施方式中，负极耳32宽度为2mm-4mm。具体的，负极耳32宽度为2mm-4mm，宽度可依据实际情况而定，在此不过多赘述。

可选的，电池10还包括壳盖4，壳体1和壳盖4共同围成容纳腔，正极集流体和负极集流体22之间设有隔开正极集流体和负极集流体22的隔膜，负极耳32与壳体1的底壁连接，正极耳31与壳盖4连接。具体的，如图5所示，具有缺口321的负极耳32已焊接完成，通过负极耳32的缺口321的设计，使得负极耳32在弯折焊接状态下，避免与与卷芯2接触，提高安全性。壳盖4为两个，分别连接在壳体1的上下两端，壳体1和两个壳盖4共同围成容纳腔，卷芯2容纳于容纳腔内，正极集流体和负极集流体22之间设有隔开正极集流体和负极集流体22的隔膜，这样可以保持良好的绝缘性能，负极耳32与壳体1的底壁连接，正极耳31与壳体1的上端壳盖4连接。

可选的，隔膜一般为聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜、聚乙烯聚丙烯的复合多孔膜、玻璃纤维膜等多孔膜。在本实施例中，正极集流体采用铝箔，负极集流体22采用铜箔。

本申请实施例提供的电池，包括壳体、卷芯和极耳结构，壳体内具有容纳腔，容纳腔用于容纳卷芯，卷芯包括正极集流体和负极集流体；极耳结构包括正极耳和负极耳，正极耳与正极集流体连接，负极耳与负极集流体连接，正极耳和负极耳从卷芯的相对两端引出；负极耳具有沿着负极耳的边缘向内延伸的至少两个缺口。具体的，负极耳在进行折弯的过程中，负极耳具有至少两个缺口，缺口沿着负极耳的边缘向负极耳内部延伸，当负极耳在进行折弯时，至少两个缺口位于负极耳的折弯处。可以理解的是，通过缺口的设计，能够在负极耳折弯时有效降低了与卷芯接触，进而压塌卷芯，造成卷芯覆盖不良所引起电池内部短路的风险，提高电池的安全性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中腔分或者全腔技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括壳体、卷芯和极耳结构，所述壳体内具有容纳腔，所述容纳腔用于容纳所述卷芯，所述卷芯包括正极集流体和负极集流体；

所述极耳结构包括正极耳和负极耳，所述正极耳与所述正极集流体连接，所述负极耳与所述负极集流体连接，所述正极耳和所述负极耳从所述卷芯的相对两端引出；

所述负极耳具有沿着所述负极耳的边缘向内延伸的至少两个缺口。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，至少两个所述缺口位于所述负极耳的相对两侧，以使所述负极耳在弯折时形成与所述卷芯具有间隙的内凹部，所述内凹部向背离所述卷芯一侧凹进。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述缺口的边缘形状为圆弧形；

所述内凹部为圆弧状，所述内凹部的内凹弧面大于1/4圆弧。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述缺口的圆弧半径小于或等于所述负极耳的最大宽度的1/4。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，至少两个所述缺口沿着所述负极耳的宽度和长度方向均对称设置。

6.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述卷芯任何一处的高度均高于所述缺口所在的高度。

7.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述负极耳包括连接部和延伸部，所述连接部设置在所述负极集流体上，所述延伸部向远离所述连接部的一侧延伸，并延伸至所述负极集流体的上方；

所述缺口的相对两端分别与所述连接部和所述延伸部相连。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述负极耳的内凹部靠近所述连接部的侧端到所述卷芯之间的距离大于或等于所述负极耳的内凹部靠近所述延伸部的侧端到所述卷芯之间的距离。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述延伸部和所述连接部的形状均为扁平状。

10.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述负极耳宽度为2mm-4mm。

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