CN113948825B - 电芯以及电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电芯以及电池，电芯包括：极片、隔膜以及极耳，所述极耳与所述极片连接；绝缘支撑部，所述绝缘支撑部设置于所述极片的端部并支撑所述极耳，所述极耳贯穿所述绝缘支撑部并向外延伸。由此，通过设置绝缘支撑部，绝缘支撑部对极耳起到支撑作用，极耳与电池盖板相连的过程中以及极耳与盖板连接完成并形成电池后，极耳都不会发生严重倾斜，极耳不会挤压隔膜，能够降低隔膜破损的风险，可以降低电芯内部发生短路的风险，从而可以提升电池的使用安全性。

Description

电芯以及电池

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其是涉及一种电芯以及具有该电芯的电池。

背景技术

相关技术中，电池的电芯具有极片、隔膜和极耳，极耳与电池的盖板相连的过程中以及极耳与电池盖板连接完成形成电池后，极耳会发生不同情况的弯折，弯折过程中极耳会发生倾斜使极耳根部压倒隔膜，使正极片、隔膜、负极片三者紧密接触，在电池使用过程中被挤压的隔膜有可能会破损，导致隔膜绝缘失效，使正极片和负极片接触，引起电芯内部发生短路，降低了电池的使用安全性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出了一种电芯，该电芯的绝缘支撑部对极耳起到支撑作用，能够降低极耳压倒隔膜使隔膜破损的风险，进而降低电芯内部发生短路的风险，从而可以提升电池的使用安全性。

本发明进一步地提出了一种电池。

根据本发明的电芯包括：极片、隔膜以及极耳，所述极耳与所述极片连接；绝缘支撑部，所述绝缘支撑部设置于所述极片的端部并支撑所述极耳，所述极耳贯穿所述绝缘支撑部并向外延伸。

根据本发明的电芯，通过设置绝缘支撑部，极耳与电池的盖板相连的过程中，绝缘支撑部对极耳起到支撑作用，极耳不会发生严重倾斜，极耳不会挤压隔膜，能够降低隔膜破损的风险，可以降低电芯内部发生短路的风险，从而可以提升电池的使用安全性。

在本发明的一些示例中，所述极耳包括极耳根部和极耳头部，所述极耳根部与所述极片的端部连接，所述极耳头部远离所述极片的端部，所述绝缘支撑部支撑所述极耳根部。

在本发明的一些示例中，所述绝缘支撑部的厚度等于所述极片厚度。

在本发明的一些示例中，所述极片包括正极片，所述正极片的一端部设有所述绝缘支撑部，所述绝缘支撑部的自由端面超出所述隔膜的同侧端面。

在本发明的一些示例中，用于支撑与正极片相连极耳的绝缘支撑部的高度Ht、所述绝缘支撑部的厚度Dt、所述极耳的折弯角α以及所述隔膜的厚度x满足关系式：Ht≥(100μm+x-Dt)/cosα。

在本发明的一些示例中，所述Ht、Dt以及x进一步满足关系式：10mm≥Ht≥2(100μm+x-Dt)。

在本发明的一些示例中，所述极片包括负极片，用于支撑与负极片相连极耳的绝缘支撑部的高度Ht满足：1mm≤Ht≤10mm。

在本发明的一些示例中，所述绝缘支撑部与所述极片的端部面面贴合。

在本发明的一些示例中，所述绝缘支撑部厚度Dt满足：4μm≤Dt≤100μm。根据本发明的电池，包括上述电芯。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电芯的截面图；

图2是根据本发明实施例的电芯的极耳倾斜的示意图。

附图标记：

电芯10；

极片1；正极片11；负极片12；

隔膜2；

极耳3；极耳根部31；极耳头部32；正极耳33；负极耳34；

绝缘支撑部4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的电芯10，电芯10可以设置在电池内。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的电芯10包括：极片1、隔膜2、绝缘支撑部4以及极耳3。极耳3与极片1连接，需要说明的是，极片1包括正极片11和负极片12，极耳3包括正极耳33和负极耳34，正极耳33与正极片11连接，负极耳34与负极片12连接。绝缘支撑部4设置于极片1的端部并支撑极耳3，极耳3贯穿绝缘支撑部4并向外延伸。绝缘支撑部4设置于与极耳3连接的极片1的一端，即绝缘支撑部4设置于极片1的引出极耳3的端部。需要解释的是，正极片11的端部和负极片12的端部均可以设置有绝缘支撑部4，正极耳33和负极耳34均可以贯穿绝缘支撑部4并向外延伸。

其中，如图1所示，正极片11的上端部和负极片12的下端部设置有绝缘支撑部4，正极耳33的上端贯穿绝缘支撑部4并向上延伸设置，负极耳34的下端贯穿绝缘支撑部4并向下延伸设置。具体地，在正极耳33或者负极耳34与电池的盖板相连的过程中，例如：正极耳33与电池的盖板相连的过程中，极耳3弯折时，绝缘支撑部4能够对极耳3起到支撑作用。此外在极耳3与盖板连接完成并形成电池后，绝缘支撑部4也对极耳3起到支撑作用。与现有技术相比，极耳3不会发生严重倾斜，极耳3不会过度挤压隔膜2，电芯10振动或者被挤压时，可以降低隔膜2破损的风险，防止正极片11和负极片12直接接触，从而可以降低电芯10内部发生短路的风险，进而可以提升电池的使用安全性。图1是正极耳33和负极耳34不同侧引出的情况，即正极耳33向上引出，负极耳34向下引出。可以理解，正极耳33和负极耳34也可以同侧引出，即正极耳33和负极耳34同时向上引出，或同时向下引出。不管正极耳33和负极耳34如何引出，绝缘支撑部4设置于极片1上引出极耳3的一端。

由此，通过设置绝缘支撑部4，极耳3与电池的盖板相连的过程中，绝缘支撑部4对极耳3起到支撑作用，极耳3不会发生严重倾斜，极耳3不会挤压隔膜2，能够降低隔膜2破损的风险，可以降低电芯10内部发生短路的风险，从而可以提升电池的使用安全性。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，极耳3可以包括：极耳根部31和极耳头部32，极耳根部31与极片1的端部连接，极耳头部32远离极片1的端部，绝缘支撑部4支撑极耳根部31。其中，正极耳33和负极耳34均可以包括极耳根部31和极耳头部32，以正极耳33为例进行说明，如图1所示，极耳根部31位于极耳头部32上方，极耳根部31连接极耳头部32且极耳根部31与正极片11的上端部连接，在正极耳33与电池的盖板相连的过程中，绝缘支撑部4对极耳根部31起到支撑作用，能够防止正极耳33发生严重倾斜，可以使正极耳33的折弯角度适宜，从而可以避免正极耳33过度挤压隔膜2，有效防止隔膜2破损，进而可以进一步防止正极片11和负极片12直接接触，进一步提升电池的使用安全性。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，绝缘支撑部4的橫截面为矩形。矩形的绝缘支撑部4生产过程中易于涂覆成型实现。可以理解，绝缘支撑部4的横截面形状不限于矩形，还可以为梯形等其他形状。绝缘支撑部4的厚度等于极片1厚度，需要说明的是，在正极片11处，在图1中的左右方向，绝缘支撑部4的厚度是指绝缘支撑部4的左侧表面和右侧表面之间的间隔距离，绝缘支撑部4的左侧表面和右侧表面之间的间隔距离值等于正极片11的左侧表面和右侧表面之间的间隔距离值，在图1中的上下方向，绝缘支撑部4的左侧表面和正极片11的左侧表面位于同一个平面内，绝缘支撑部4的右侧表面和正极片11的右侧表面位于同一个平面内。同理，在负极片12处，在图1中的左右方向，绝缘支撑部4的厚度是指绝缘支撑部4的左侧表面和右侧表面之间的间隔距离，绝缘支撑部4的左侧表面和右侧表面之间的间隔距离值等于负极片12的左侧表面和右侧表面之间的间隔距离值，在图1中的上下方向，绝缘支撑部4的左侧表面和负极片12的左侧表面位于同一个平面内，绝缘支撑部4的右侧表面和负极片12的右侧表面位于同一个平面内。如此设置能够使绝缘支撑部4更好地支撑正极耳33和负极耳34，可以保证正极耳33和负极耳34的折弯角度更加适宜，从而可以更好地防止正极耳33和负极耳34压坏隔膜2，进而可以进一步防止正极耳33与负极片12、负极耳34与正极片11接触，更好地降低电芯10短路的风险。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，正极片11的一端部设置有绝缘支撑部4，绝缘支撑部4的自由端面超出隔膜2的同侧端面。其中，正极片11的上端部设置有绝缘支撑部4，绝缘支撑部4的上端面超出隔膜2的上端面，在正极耳33折弯时，这样设置能够将正极耳33和隔膜2分隔开，可以防止正极耳33挤压隔膜2，从而可以进一步防止隔膜2损坏，进而可以保证隔膜2的绝缘性能。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，用于支撑与正极片11相连极耳3(即正极耳33)的绝缘支撑部4的高度Ht、绝缘支撑部4的厚度Dt、极耳3的折弯角α以及隔膜2的厚度x满足关系式：Ht≥(100μm+x-Dt)/cosα。其中，绝缘支撑部4的高度方向是指图1中的上下方向，绝缘支撑部4的厚度方向是指图1中的左右方向，隔膜2的厚度x可以满足关系式：4μm≤x≤40μm，正极耳33折弯后，如此设置能够使正极耳33的折弯角度适宜，可以进一步避免极耳3挤压隔膜2，电芯10振动或者被挤压时，可以进一步降低隔膜2破损的风险，进一步防止正极片11和负极片12直接接触，从而可以进一步降低电芯10内部发生短路的风险，进而可以有效提升电池的使用安全性。

在本发明的一些实施例中，Ht、Dt以及x进一步满足关系式：10mm≥Ht≥2(100μm+x-Dt)，这样设置能够使正极耳33的折弯角度更加适宜，可以进一步避免极耳3挤压隔膜2，也可以进一步降低隔膜2破损的风险，有效防止正极片11和负极片12直接接触，从而可以进一步降低电芯10内部发生短路的风险，进而可以有效提升电池的使用安全性。绝缘支撑部4的高度关系式设计既能对极耳起到支撑的作用，又能保证极耳根部有绝缘支撑部，避免短路，起到更好的绝缘效果。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，用于支撑与负极片12相连极耳3(负极耳34)的绝缘支撑部4的高度Ht，Ht满足关系式：1mm≤Ht≤10mm，其中，绝缘支撑部4的高度方向是指图1中的上下方向，如此设置能够保证负极片12的端部具有一定的结构强度，当极耳3折弯时，可以保证正极片11和负极片12不发生歪斜，从而可以保证极耳3引出时的状态，也可以避免隔膜2磨损，从而可以保证正极片11和负极片12之间的绝缘性。

在本发明实施例中，如图1所示，所述绝缘支撑部4厚度Dt满足：4μm≤Dt≤100μm。绝缘支撑部4的厚度设计，能有效对极耳3起到支撑作用，避免极耳发生倾斜挤压导致短路。

在本发明的一些实施例中，绝缘支撑部4与极片1的端部面面贴合，需要说明的是，如图1所示，绝缘支撑部4与正极片11的上端部面面贴合，绝缘支撑部4与负极片12的下端部面面贴合，这样设置能够将绝缘支撑部4可靠地安装在极片1的端部，可以使绝缘支撑部4稳固地支撑极耳3，从而可以使绝缘支撑部4的布置方式更加合理。

在本发明的一些实施例中，绝缘支撑部4可以设置为无机盐材料支撑部或者是耐热高分子材料支撑部。其中，当绝缘支撑部4设置为无机盐材料支撑部时，绝缘支撑部4可以设置为铝的氧化物、铝的氢氧化物、硅的氧化物、硅的氢氧化物、镁的氧化物、镁的氢氧化物，绝缘支撑部4也可以设置为氮、硫、磷的盐类。当绝缘支撑部4设置为耐热高分子材料支撑部时，绝缘支撑部4可以设置为PI(PolyimideFilm-聚酰亚胺薄膜)、PET(Polyethyleneterephthalate-热塑性聚酯)、PBT(polybutylene terephthalate-聚对苯二甲酸丁二醇酯)等芳纶极耐热高分子材料，如此设置能够避免绝缘支撑部4受热变形，也能够保证绝缘支撑部4的结构强度，可以使绝缘支撑部4可靠地支撑极耳3，从而可以保证电芯10的工作可靠性。

根据本发明实施例的电池，包括上述实施例的电芯10，电芯10设置在电池内，极耳3与电池的盖板相连的过程中，绝缘支撑部4对极耳3起到支撑作用，极耳3不会发生严重倾斜，极耳3不会挤压隔膜2，能够降低隔膜2破损的风险，可以降低电芯10内部发生短路的风险，从而可以提升电池的使用安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

极片、隔膜以及极耳，所述极耳与所述极片连接；

绝缘支撑部，所述绝缘支撑部设置于所述极片的端部并支撑所述极耳，所述极耳贯穿所述绝缘支撑部并向外延伸；

所述极片包括正极片，所述正极片的一端部设有所述绝缘支撑部，所述绝缘支撑部的自由端面超出所述隔膜的同侧端面；

用于支撑与所述正极片相连的所述极耳的绝缘支撑部的高度Ht、所述绝缘支撑部的厚度Dt、所述极耳的折弯角α以及所述隔膜的厚度x满足关系式：Ht≥(100μm+x-Dt)/cosα；

所述绝缘支撑部的厚度等于所述极片厚度；

所述Ht、Dt以及x进一步满足关系式：10mm≥Ht≥2(100μm+x-Dt)；

所述极片包括负极片，用于支撑与所述负极片相连极耳的绝缘支撑部的高度Ht满足：1mm≤Ht≤10mm。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极耳包括极耳根部和极耳头部，所述极耳根部与所述极片的端部连接，所述极耳头部远离所述极片的端部，所述绝缘支撑部支撑所述极耳根部。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述绝缘支撑部与所述极片的端部面面贴合。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述绝缘支撑部厚度Dt满足：4μm≤Dt≤100μm。

5.一种电池，包括如上权利要求1-4中任一项所述电芯。