CN113782918B - 电芯及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电池技术领域，公开了电芯与用电装置。该电芯包括壳体、电极组件以及极耳。极耳包括第一部分、第二部分以及第三部分。其中，第一部分位于壳体内，并安装于电极组件。第二部分位于电极组件之外，第二部分的一端与第一部分连接。第三部分的一端与第二部分连接，另一端延伸出壳体。第二部分与第一部分之间厚度的比值介于1.1～1.6之间。该电芯中极耳在第二部分的截面积有所增加，所以该极耳在第二部分处的抗冲击性能更佳；即是，本申请实施例提供的电芯可降低目前电芯的极耳在电极组件与壳体之间的部分容易发生断裂的风险。

Description

电芯及用电装置

【技术领域】

本申请实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯及用电装置。

【背景技术】

电芯是一种将外界的能量转化为电能并储存于其内部，以在需要的时刻对外部设备(如便携式电子设备)进行供电的装置。目前，电芯广泛地运用于手机、平板、笔记本电脑等电子产品中。一般地，电芯包括壳体、电极组件、极耳以及填充于壳体内的电解液。其中，极耳的一端固定于电极组件，极耳的另一端伸出壳体。

在电芯或包括电芯的电子设备发生跌落等意外情况时，极耳在电极组件与壳体之间的部分的应力较为集中，进而导致该部位容易发生断裂，从而导致电芯无法正常工作等弊端。

【发明内容】

本申请实施例旨在提供一种电芯及用电装置，以降低目前电芯的极耳在电极组件与壳体之间的部分容易发生断裂的风险。

本申请实施例解决其技术问题，采用以下技术方案：

一种电芯，包括壳体、电极组件以及极耳。所述电极组件收容于所述壳体。所述极耳包括第一部分、第二部分以及第三部分。其中，所述第一部分位于所述壳体内，并安装于所述电极组件。第二部分位于所述电极组件之外，所述第二部分的一端与所述第一部分连接。所述第三部分的一端与所述第二部分的另一端连接，所述第三部分的另一端延伸出所述壳体。其中，所述第二部分的厚度大于所述第一部分的厚度，且所述第二部分与所述第一部分之间厚度的比值介于1.1～1.6之间。

目前市场上有些电芯通过整体增加极耳的厚度，以提升极耳整体的抗冲击性能，进而降低上述风险。然而，该方案将使得极耳位于电极组件上的部位厚度亦有所增大，进而影响电芯整体的能量密度；此外，该方案亦会使电极组件中与极耳相邻的极片或隔离膜的局部受到挤压而形变，进而导致极片的表面受损。与之相比，本申请实施例提供的电芯中极耳在第二部分的纵截面(即与极耳的延伸方向相垂直的方向上的截面)的面积有所增加，所以该极耳在第二部分处的抗冲击性能更佳；同时，可保证极耳在第一部分处的厚度不必随之增加，进而一方面可避免降低电芯整体的能量密度，另一方面可降低损伤极片表面的风险。即是，本申请实施例提供的电芯可降低目前电芯的极耳在电极组件与壳体之间的部分容易发生断裂的风险，同时不影响电芯的能量密度。

作为上述方案的进一步改进方案，第二部分与第一部分之间的厚度比值介于1.2～1.5之间。

作为上述方案的进一步改进方案，所述第一部分的厚度介于70μm～90μm之间，所述第二部分的厚度介于90μm～110μm之间。

作为上述方案的进一步改进方案，所述第三部分的厚度大于所述第一部分的厚度；和/或，所述第二部分与所述第三部分的厚度一致。

作为上述方案的进一步改进方案，沿所述极耳的厚度方向，所述第一部分的两端面均位于所述第二部分的两端面之间。该对称式的结构设计可在一定程度上改善极耳的力学性能。

作为上述方案的进一步改进方案，所述第二部分的宽度大于所述第三部分的宽度。如此，第二部分的横截面的面积得以进一步增加，从而可更好地分散第二部分所受的冲击力，以提升极耳整体的抗冲击性能。

作为上述方案的进一步改进方案，所述第二部分与所述第三部分之间的宽度比值介于1.1～1.6之间。

作为上述方案的进一步改进方案，第二部分与第三部分之间的宽度比值介于1.2～1.5之间。

作为上述方案的进一步改进方案，所述第二部分与所述第一部分之间的宽度相同。

作为上述方案的进一步改进方案，所述第二部分的宽度大于所述第一部分的宽度。

作为上述方案的进一步改进方案，所述第二部分的表面设有氟碳涂层，以进一步提升第二部分的抗冲击性能。上述氟碳涂层可经氟碳喷涂处理得到。

作为上述方案的进一步改进方案，所述壳体包括主体部与密封部。所述电极组件收容于所述主体部，密封部自所述主体部的边缘向外延伸形成，所述极耳经由所述密封部伸出所述壳体。

作为上述方案的进一步改进方案，还包括至少部分设于所述密封部的密封胶，以密封所述密封部与所述极耳的连接处。所述密封胶围绕所述极耳设置并覆盖所述第二部分的至少部分，和/或，所述密封胶围绕所述极耳设置并覆盖所述第三部分的至少部分。

作为上述方案的进一步改进方案，所述第二部分的至少部分设置在所述密封部中。

本申请另一实施例还提供了一种用电装置，包括上述任一种的电芯。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请其中一实施例提供的电芯的立体示意图；

图2为图1中电芯沿A-A线的剖切面示意图；

图3为图2隐藏密封胶后的示意图；

图4为图1中极耳的正视图；

图5为图4中极耳的侧视图；

图6为本申请其中另一实施例提供的极耳的正视图；

图7为图6中极耳的侧视图；

图8为本申请其中又一实施例提供的极耳的正视图；

图9为图8中极耳的侧视图；

图10为本申请其中一实施例提供的用电装置的示意图。

图中：

1、电芯；

100、壳体；110、主体部；120、密封部；

200、电极组件；

300、极耳；310、第一部分；320、第二部分；330、第三部分；340、密封胶；

300b、极耳；310b、第一部分；320b、第二部分；330b、第三部分；

300c、极耳；310c、第一部分；320c、第二部分；330c、第三部分；

2、用电装置。

【具体实施方式】

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本说明书中，所述“安装”包括焊接、螺接、卡接、粘合等方式将某一元件或装置固定或限制于特定位置或地方，所述元件或装置可在特定位置或地方保持不动也可在限定范围内活动，所述元件或装置固定或限制于特定位置或地方后可进行拆卸也可不能进行拆卸，在本申请实施例中不作限制。

请一并参阅图1至图5，其分别示出了本申请其中一实施例提供的电芯1的立体示意图、该电芯1沿A-A线的两剖切示意图以及极耳300的正、侧面示意图，该电芯1包括壳体100、电极组件200以及极耳300。电极组件200收容于壳体100；极耳300的一端固定于电极组件200，另一端伸出壳体100。

对于上述壳体100，请参阅图1至图3，壳体100整体呈扁平的长方体状，其内部设有收容腔(图中未标示)，该收容腔用以收容上述电极组件200以及电解液。本实施例中，电芯1为软包电芯，即壳体100为铝塑膜。具体地，壳体100包括主体部110以及密封部120。其中，主体部110的内部设有上述收容腔，上述电极组件200收容于该收容腔。密封部120呈片状结构，其自主体部110的边缘向外延伸形成；密封部120是壳体100成型过程中的密封部位，上述极耳300穿过该密封部120而伸出壳体100。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，电芯1还可以是硬壳电芯。

对于上述电极组件200，请参阅图2与图3，其收容于上述收容腔，其包括层叠设置的第一极片(图中未示出)、第二极片(图中未示出)以及隔离膜(图中未示出)。其中，第一极片与第二极片的极性相反且间隔设置，两者中的一个为正极片，另一个为负极片；隔离膜设于上述两者之间并用于分隔两者。第一极片、第二极片以及隔离膜层叠设置并卷绕为截面呈长圆形或椭圆形的柱状结构，以便收容于上述收容腔。可以理解的是，即使本实施例中的电极组件200为卷绕型电极组件，但本申请并不局限于此；在本申请的其他实施例中，电极组件200还可以是叠片式电极组件。壳体100内还填充有电解液，上述电极组件200浸润于电解液，电解液用于提供锂离子传导的环境，使锂离子可适时地嵌入第一极片或第二极片，从而实现电芯1的充放电过程。

对于上述极耳300，请具体参阅图4及图5，同时结合图1至图3，极耳300整体呈片状结构，并具体包括第一部分310、第二部分320和第三部分330；附图中通过不同的斜线表征出上述各部分，旨在对各部分进行区分，其并不意味着各部分之间分体成型，一般地，第一部分310、第二部分320以及第三部分330是一体成型的，当然在有些实施例中，三者亦可以各自分体成型，在通过焊接等方式固定于一起。其中，第一部分310位于壳体100内，并安装于电极组件200。具体地，第一部分310呈条形的片状结构，其一端固定于电极组件200的极片上，另一端延伸至该极片的边缘或延伸至电极组件200之外。

第二部分320位于电极组件200之外，其一端与第一部分310连接，另一端则背离第一部分310延伸，第二部分320的厚度大于第一部分310的厚度。在本实施例中，第二部分320背离第一部分310的一端设于上述密封部120以由该密封部120夹持固定；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第二部分320亦可以完全悬设于电极组件200与壳体100之间。由于极耳300的第二部分320的极大部分是悬设于电极组件200与壳体100之间，因此当电芯1跌落等意外事故发生时，第二部分320因冲击应力较为集中而容易发生断裂。本申请实施例通过增加第二部分320的厚度，以使其截面积相应增加，从而可分散第二部分320所受的冲击力；如此，则可提升极耳300的抗冲击性能。可选地，第二部分320与第一部分310之间厚度的比值介于1.1～1.6之间，如此可在使第二部分320强度足够的同时保证第二部分320的厚度较小，一方面避免造成材料的浪费，另一方面还可避免因厚度过大而增加对其与密封部120之间进行密封的难度。进一步可选地，第二部分320与第一部分310之间的厚度比值介于1.2～1.5之间。更进一步可选地，第一部分310的厚度介于70μm～90μm之间；相应地，第二部分320的厚度介于77μm～144μm之间，较优地，第二部分320的厚度介于90μm～110μm之间。例如，在一些实施方式中，第一部分310的厚度为80μm，第二部分320的厚度为100μm。

较优地，第二部分320的表面设有氟碳涂层，该氟碳涂层可经氟碳喷涂处理得到，以进一步提升第二部分320的抗冲击性能。此外，氟碳喷涂处理还可使第二部分320在机械强度和耐腐蚀等方面的性能亦有所改善。当然，在本申请的其他实施例中，第一部分310和/或第三部分330的表面亦可以进行氟碳喷涂处理。值得一提的是，在本实施例中，沿极耳300的厚度方向X(参阅图5)，第一部分310的两端面均位于所述第二部分的两端面之间，该对称式的结构设计可在一定程度上改善极耳300的力学性能；但应当理解，第一部分310与第二部分320之间的相对位置关系并不局限于此，在本申请的其他实施例中，亦可以是第一部分310的一个端面与第二部分320的一个端面平齐。

第三部分330则是一端与第二部分320背离第一部分310的一端连接，另一端经由密封部120而延伸出壳体100，以形成该电芯1的外部端子。本实施例中，上述第二部分320背离第一部分310的一端设于密封部120，以在密封部120的夹持作用下维持固定；相应地，第三部分330连接于第二部分320的一端同样设于密封部120，具体如图3所示。值得一提的是，本申请并不对第三部分330的厚度作出限定；例如，在一些实施例中，第三部分330的厚度与第一部分310一致；如此，在极耳300的制造过程中需要对极耳300的原材料两端分别进行加工，进而成型出该极耳300。又例如，在另一些实施例中，第三部分330的厚度大于第一部分310的厚度。还例如，在另一些实施例中，第三部分330的厚度大于第一部分310的厚度，且与第二部分320的厚度一致；如此，在极耳300的制造过程中仅需对极耳300的原材料一端进行加工即可，可简化极耳300的成型工艺。此外，第三部分330的厚度亦可以小于第一部分310的厚度。

本实施例中，电芯1包括两上述极耳300，该两极耳300的形状相同，但分别连接于不同的极片；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，电芯1还可仅包括一上述极耳300以及一常规极耳，亦或是包括三个以上的上述极耳300，本申请不对其数量作出具体限定。

进一步地，为实现极耳300与密封部120连接处的密封，以避免电解液经由该连接处溢出至壳体100外，该电芯1还包括密封胶340；该密封胶340的至少部分设于密封部120，以密封极耳300与密封部120的连接处。本实施例中，该密封胶340围绕极耳300设置并同时覆盖第二部分320的至少部分以及第三部分330的至少部分，以对极耳300与壳体100进行密封。较优地，沿极耳300的延伸方向，密封胶340的两端分别超出密封部120相对应的两端进行设置，该设置有利于增大密封胶340分别与极耳300及壳体100之间的接触面积，从而保证较佳的密封效果。可以理解的是，即使本实施例中密封胶340同时覆盖第二部分320及第三部分330的至少部分，但本申请并不局限于此；在本申请的其他实施例中，密封胶340亦可以仅覆盖第二部分320与第三部分330中一者的至少部分。在另一些实施例中，沿极耳300的延伸方向，第二部分320与第三部分330之间的连接处位于密封部120的外边缘与第三部分330之间。

即使上述实施例是基于仅增大第二部分320厚度的方式改善该部分的抗冲击性能，以改善极耳300整体的抗冲击性能，但本申请并不局限于此。例如，图6与图7分别示出了本申请其中另一实施例提供的极耳300b的正视图与侧视图，该极耳300b包括第一部分310b、第二部分320b以及第三部分330b，其与上述实施例中极耳300的主要不同在于：第二部分320b的宽度大于第三部分330b的宽度。如此，第二部分320b的横截面的面积得以进一步增加，从而可更好地分散第二部分320b所受的冲击力，以提升极耳300b整体的抗冲击性能。可选地，第二部分320与第三部分330之间的宽度比值介于1.1～1.6之间。进一步可选地，第二部分320与第三部分330之间的宽度比值介于1.2～1.5之间。又例如，图8和图9分别示出了本申请其中又一实施例提供的极耳300c的正视图与侧视图，该极耳300c包括第一部分310c、第二部分320c以及第三部分330c，其与上述极耳300b的主要不同在于：极耳300b的第二部分320b的宽度大于第一部分310b的宽度；而极耳300c的第二部分320c与第一部分310b之间的宽度相同。由于第一部分310宽度的增加并不会导致电极组件200的厚度增加，进而导致电芯1的能量密度降低，因此该设置可在不降低电芯1能量密度的前提下进一步提升极耳的抗冲击性能。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，电芯1亦可以仅通过增加第二部分320与第一部分310宽度，而不改变第二部分320厚度的方式来提升极耳300的抗冲击性能。

本申请实施例提供的电芯1包括壳体100、电极组件200以及极耳300。其中，极耳300包括安装于电极组件200第一部分310、收容于壳体100并位于电极组件200之外的第二部分320，以及与第二部分320连接并延伸出壳体100的第三部分330。第二部分320的厚度与第一部分310的厚度的比值介于1.1～1.6之间。

目前市场上有些电芯通过整体增加极耳的厚度，以提升极耳整体的抗冲击性能，进而降低上述风险。然而，该方案将使得极耳位于电极组件上的部位厚度亦有所增大，进而会影响电芯整体的能量密度；此外，该方案亦会使电极组件中与极耳相邻的极片或隔离膜局部受到挤压而形变，进而导致极片的表面受损。与之相比，本申请实施例提供的电芯1中极耳300在第二部分320的截面积有所增加，所以该极耳300在第二部分320处的抗冲击性能更佳；同时，可保证极耳300在第一部分310处的厚度不必随之增加，进而一方面可避免降低电芯1整体的能量密度，另一方面降低损伤极片表面的风险。即是，本申请实施例提供的电芯1可降低目前电芯的极耳在电极组件与壳体之间的部分容易发生断裂的风险。

基于同一发明构思，本申请另一实施例还提供一种用电装置2，具体请参阅图10，同时结合图1至图9，该用电装置2包括上述实施例中的电芯。本实施例中，该用电装置2为手机；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，该用电装置2还可以是平板电脑、电脑、无人机等其他需要由电驱动的用电装置。

由于包括上述实施例中的电芯1，因此该用电装置2亦可以降低目前电芯的极耳在电极组件与壳体之间的部分容易发生断裂的风险。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种电芯，包括壳体、电极组件以及极耳，所述电极组件收容于所述壳体，其特征在于，所述极耳包括：

第一部分，位于所述壳体内，并安装于所述电极组件；

第二部分，位于所述电极组件之外，所述第二部分的一端与所述第一部分连接；以及

第三部分，所述第三部分的一端与所述第二部分的另一端连接，所述第三部分的另一端延伸出所述壳体；

其中，所述第一部分的厚度介于70μm～90μm之间，所述第二部分的厚度介于90μm～110μm之间，所述第二部分的厚度大于所述第一部分的厚度，且所述第二部分与所述第一部分之间厚度的比值介于1.1～1.6之间。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第三部分的厚度大于所述第一部分的厚度；和/或，

所述第二部分与所述第三部分的厚度一致。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿所述极耳的厚度方向，所述第一部分的两端面均位于所述第二部分的两端面之间。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二部分的宽度大于所述第三部分的宽度。

5.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述第二部分与所述第三部分之间的宽度比值介于1.1～1.6之间。

6.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二部分与所述第一部分之间的宽度相同。

7.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二部分的表面设有氟碳涂层。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电芯，其特征在于，所述壳体包括：

主体部，所述电极组件收容于所述主体部；以及

密封部，自所述主体部的边缘延伸形成，所述极耳经由所述密封部伸出所述壳体。

9.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，还包括至少部分设于所述密封部的密封胶，以密封所述密封部与所述极耳的连接处；

所述密封胶围绕所述极耳设置并覆盖所述第二部分的至少部分，和/或，所述密封胶围绕所述极耳设置并覆盖所述第三部分的至少部分。

10.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述第二部分的至少部分设置在所述密封部中。

11.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的电芯。