CN114039080A - 一种电芯、电池及用电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及电池技术领域，公开了一种电芯、电池及用电装置，其中，电芯包括电极组件和收容电极组件的壳体，电极组件包括卷绕设置的第一极片、第二极片以及隔离膜，隔离膜设于第一极片与第二极片之间；电极组件包括：第一导电片，第一导电片的第一端固定于第一极片，第一导电片的第二端延伸出壳体；以及至少两个第一突出部，由第一极片的边缘突出形成；沿电极组件的厚度方向，至少两个第一突出部层叠设置；其中，第一突出部与第一导电片在电极组件厚度方向的投影不重叠。通过第一突出部的设置，使层叠后的第一突出部与第一导电片在电极组件厚度方向的投影不重叠，节省电芯头部的空间，从而可以提高电芯的充电速率及能量密度。

Description

一种电芯、电池及用电装置
技术领域
本发明实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯、电池及用电装置。
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。发明人在实现本发明的过程中发现，现有的电池充电速度率低、能量密度小，因此，为满足市场的需求以及用户的体验感，有必要提供一种高能量密度及高充电速度的电池。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电芯、电池及用电装置，以提高电池的充电速率及能量密度。
本发明实施例解决其技术问题提供以下技术方案：提供一种电芯，包括电极组件和收容所述电极组件的壳体，所述电极组件包括卷绕设置的第一极片、第二极片以及隔离膜，所述隔离膜设于所述第一极片与所述第二极片之间。
所述电极组件包括第一导电片以及至少两个第一突出部，所述第一导电片的第一端固定于所述第一极片，所述第一导电片的第二端延伸出所述壳体，所述至少两个第一突出部由所述第一极片的边缘突出形成，沿所述电极组件的厚度方向，所述至少两个第一突出部层叠设置。
其中，所述第一突出部与所述第一导电片在所述电极组件厚度方向的投影不重叠。通过第一突出部的设置，使层叠后的第一突出部与第一导电片在电极组件厚度方向的投影不重叠，节省电芯头部的空间，从而可以提高电芯的充电速率及能量密度。
在一些实施例中，所述第一极片的卷绕起始端设有第一空箔区，所述第一导电片固定于所述第一空箔区。
在一些实施例中，所述第一导电片设于所述第一极片的卷绕起始端和所述第一极片的卷绕终止端之间。
在一些实施例中，至少有一所述第一突出部与所述第一导电片位于所述第一极片的同一部位。从而确保卷绕成型后，至少有一第一突出部与第一导电片位于电极组件的同一层。
在一些实施例中，所述电极组件还包括第二导电片，所述第二导电片的第一端固定于所述第二极片，所述第二导电片的第二端延伸出所述壳体。
在一些实施例中，所述电极组件包括至少两个第二突出部，所述第二突出部由所述第二极片的边缘突出形成，沿所述电极组件的厚度方向，所述至少两个第二突出部层叠设置，且所述第二突出部与所述第二导电片在所述电极组件厚度方向的投影不重叠。
在一些实施例中，所述第二极片的卷绕起始端设有第二空箔区，所述第二导电片固定于所述第二空箔区。
在一些实施例中，所述第二导电片设于所述第二极片的卷绕起始端和所述第二极片的卷绕终止端之间。
在一些实施例中，所述电芯还包括第一绝缘胶，所述第一绝缘胶设于所述第一突出部的层叠处。从而避免所述至少两个第一突出部弯折后发生短路。
在一些实施例中，所述电芯还包括第二绝缘胶，所述第二绝缘胶设于所述第二突出部的层叠处。从而避免所述至少两个第二突出部弯折后发生短路。
在一些实施例中，所述第一导电片和所述第二导电片分别位于所述电极组件的同端或不同端。
在一些实施例中，所述第一突出部和所述第二突出部分别位于所述电极组件的同端或不同端。
本申请实施例还提供一种电池，包括上述的电芯。
本申请实施例还提供一种用电装置，包括负载和上述的电池，所述电池用于为所述负载供电。
本发明实施例的有益效果：
与现有技术相比较，在本申请实施例提供的一种电芯、电池及用电装置通过第一突出部的设置，使层叠后的第一突出部与第一导电片在电极组件厚度方向的投影不重叠，节省电芯头部的空间，从而可以提高电芯的充电速率及能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明其中一实施例提供的电芯的结构示意图；
图2是图1所示的电芯中电极组件的结构示意图；
图3是图2所示的电极组件中一实施方式下第一极片的结构示意图；
图4是图2所示的电极组件中一实施方式下第一极片的结构示意图；
图5是图2所示的电极组件中一实施方式下第二极片的结构示意图；
图6是沿电极组件的厚度方向第一突出部处的剖视图；
图7是根据本申请实施例的电芯的变化状态图；
图8是第一绝缘胶的安装示意图；
图9是图2所示的电极组件中一实施方式下第二极片的结构示意图；
图10是是沿电极组件的厚度方向第二突出部处的剖视图；
图11是根据本申请实施例的电芯的变化状态图；
图12是第二绝缘胶的安装示意图；
图13是图2所示的电极组件中一实施方式下第一极片的结构示意图；
图14是图2所示的电极组件中一实施方式下第二极片的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“连接于”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“端部”、“下部”、“向后”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明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，不是用于限制本发明。
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。
此外，下面所描述的本发明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。
请一并参阅图1和图2，图1示出了本申请其中一实施中电芯1的示意图，图2示出了电极组件100的示意图。所述电芯1包括电极组件100和收容所述电极组件100的壳体200。其中，所述电极组件100包括第一极片10、第二极片20和隔离膜30。所述第一极片10与所述第二极片20的极性相反，所述隔离膜30设置于所述第一极片10和所述第二极片20之间，所述电极组件100由所述第一极片10、所述隔离膜30和所述第二极片20围绕一卷针卷绕形成，并且卷绕过程完成后，卷针从所述电极组件100中取出。
请参阅图3和图5，所述电极组件100包括第一导电片40、至少两个第一突出部50以及第二导电片60，所述第一导电片40的第一端固定于所述第一极片10，所述第一导电片40的第二端延伸出所述壳体200，所述第一突出部50由所述第一极片10的边缘突出形成，也即，所述第一导电片40与所述第一极片10一体成型，沿所述电极组件100的厚度方向，所述至少两个第一突出部50层叠设置，且所述第一突出部50与所述第一导电片40在所述电极组件100厚度方向的投影不重叠。所述第二导电片60的第一端固定于所述第二极片20，所述第二导电片60的第二端延伸出所述壳体200。
第一突出部的设置使得第一极片为多极耳结构，相比常规的单极耳结构的极片，降低了电池内阻，提高了电池的充放电性能。另外，第一突出部与第一导电片在所述电极组件厚度方向的投影不重叠，节省了电芯头部的空间，从而可以提高电芯的能量密度。
对于上述壳体200，其整体呈扁平的长方体状，其内部设有收容腔，该收容腔用于收容上述的电极组件100、第一导电片40的部分、第二导电片60的部分以及电解液。
可以理解，所述第一导电片40和所述第二导电片60可以位于所述电极组件100的同端或不同端。本申请将以所述第一导电片40和所述第二导电片60可以位于所述电极组件100的同端为例进行说明。
在一些实施例中，在所述第一极片处于展开状态时，所述第一极片包括卷绕起始端11、卷绕终止端12以及位于所述卷绕起始端11及所述卷绕终止端之间12的中部13。
在一些实施例中，如图3和图4所示，至少有一所述第一突出部50与所述第一导电片40位于所述第一极片10的同一部位。
需要说明的是，上述的同一部位是指，位于第一极片的卷绕起始端或者位于极片的卷绕终止端或者位于极片的卷绕起始端及极片的卷绕终止端之间的中部。从而确保卷绕成型后，至少有一第一突出部50与第一导电片40位于电极组件的同一层。
在一些实施例中，如图3所示，所述第一极片10的卷绕起始端11设有第一空箔区111，所述第一导电片40固定于所述第一空箔区111。
需要说明的是，极片包括集流体和涂覆于所述集流体两表面的活性物质层，其中，集流体表面均未涂覆活性物质层的区域定义为空箔区。
在一些实施例中，请参阅图6，图6示出了沿电极组件的厚度方向第一突出部处的剖视图，所述第一突出部50包括第一固定段51、第一汇集段52及第一弯折段53，所述第一固定段51的一端连接于所述第一极片10，另一端背离所述电极组件100延伸，所述第一汇集段52的一端与所述第一固定段51连接，另一端与相邻的第一汇集段汇集；所述第一弯折段53连接于所述第一汇集段52背离所述第一固定段51的一端，并沿所述电极组件100的长度方向向靠近所述电极组件100的方向弯折。
在一些实施例中，相邻的第一汇集段通过激光焊接后进行汇集。
在一些实施例中，所述电芯1还包括第一绝缘胶80，如图7和图8所示，图7示出了电芯安装第一绝缘胶前后的变化状态图，图8示出了第一绝缘胶的安装示意图，所述第一绝缘胶80设于所述第一突出部50的层叠处，具体地，所述第一绝缘胶80设于所述第一弯折段53并覆盖所述第一汇集段53与所述第一弯折段的连接处，所述第一绝缘胶80用于将所述第一突出部50固定于所述电极组件100的外表面。
在一些实施例中，所述第二导电片60设于所述第二极片20的中部，也即，所述第二导电片60位于所述第二极片的卷绕起始端和第二极片的卷绕终止端之间。
例如，图3为以集流体为铜箔构造形成的第一极片10，图5为以集流体为铝箔构造形成的第二极片20，该第一极片和第二极片可以构造形成图7所示的一种实施方式的电芯1。在该第一极片10的卷绕起始端设有第一空箔区111，所述第一导电片40位于所述第一极片的第一空箔区111，且所述第一导电片40相对所述第一极片10的延伸方向与所述第一固定段51的延伸方向相同，所述第二导电片60位于所述第二极片20的中部，也即，所述第二导电片60位于所述第二极片的卷绕起始端和第二极片的卷绕终止端之间，从而可以提高电芯的充电速率及能量密度。
在一些实施例中，如图4所示，所述第一导电片40固定于所述第一极片的卷绕起始端11与所述第一极片的卷绕终止端12之间的中部13。
例如，图4为以集流体为铜箔构造形成的第一极片10，图5为以集流体为铝箔构造形成的第二极片20，该第一极片10和第二极片20可以构造形成图7所示的一种实施方式的电芯1。在该第一极片10的卷绕起始端11和卷绕终止端12均设有第一空箔区111，所述第一导电片40位于所述第一极片的卷绕起始端11和卷绕终止端12之间，且所述第一导电片40相对所述第一极片10的延伸方向与所述第一固定段51的延伸方向相反，所述第二导电片60位于所述第二极片20的中部，也即，所述第二导电片60也位于所述第二极片的卷绕起始端和第二极片的卷绕终止端之间，从而可以提高电芯1的充电速率及能量密度。
在一些实施例中，如图9所示，所述电极组件100还包括至少两个第二突出部70，所述第二突出部70由所述第二极片20的边缘突出形成，也即，所述第二突出部70与所述第二极片20一体成型，沿所述电极组件100的厚度方向，所述至少两个第二突出部70层叠设置，且所述第二突出部70与所述第二导电片60在所述电极组件100厚度方向的投影不重叠。
在一些实施例中，请参阅图10，所述第二突出部70包括第二固定段71、第二汇集段72及第二弯折段73，所述第二固定段72的一端连接于所述第二极片20，另一端背离所述电极组件100延伸，所述第二汇集段72的一端与所述第二固定段71连接，另一端与相邻的第二汇集段72汇集，所述第二弯折段73连接于所述第二汇集段72背离所述第二固定段71的一端，并沿所述电极组件100的长度方向向靠近所述电极组件100的方向弯折。
在一些实施例中，相邻的第二汇集段72通过激光焊接后进行汇集。
在一些实施例中，所述电芯1还包括第二绝缘胶90，如图11和图12，图11示出了电芯安装第二绝缘胶前后的变化状态图，图12示出了第二绝缘胶的安装示意图，所述第二绝缘胶90设于所述第二突出部的层叠处。具体地，所述第二绝缘胶90设于所述第二弯折段并覆盖所述第二汇集段与所述第二弯折段的连接处，所述第二绝缘胶90用于将所述第二突出部70固定于所述电极组件100的外表面。
在一些实施例中，所述第一突出部50与所述第二突出部70位于所述电极组件的不同端。例如，所述第一导电片40相对所述第一极片10的延伸方向与所述第一固定段的延伸方向相反，所述第二导电片60相对所述第二极片20的延伸方向与所述第二固定段的延伸方向相同。
例如，图4为以集流体为铜箔构造形成的第一极片10，图9为以集流体为铝箔构造形成的第二极片20，该第一极片10和第二极片20可以构造形成图11所示的一种实施方式的电芯1。该第一极片10中，所述第一导电片40位于所述第一极片的中部13，也即，所述第一导电片40位于所述第一极片的卷绕起始端11和第一极片的卷绕终止端12之间，且所述第一导电片40相对所述第一极片10的延伸方向与所述第一固定段的延伸方向相反。该第二极片20中，所述第二导电片60位于所述第二极片的中部，也即，所述第二导电片60位于所述第二极片的卷绕起始端和第二极片的卷绕终止端之间，且所述第二导电片60相对所述第二极片20的延伸方向与所述第二固定段的延伸方向相同，从而可以提高电芯1的充电速率及能量密度。
例如，图13为以集流体为铜箔构造形成的第一极片10，图9为以集流体为铝箔构造形成的第二极片20，该第一极片10和第二极片20可以构造形成图8所示的一种实施方式的电芯1。该第一极片10中，该第一极片10中，所述第一导电片40位于所述第一极片的卷绕起始端的第一空箔区，且所述第一导电片40相对所述第一极片10的延伸方向与所述第一固定段的延伸方向相反。该第二极片20中，所述第二导电片60位于所述第二极片的中部，也即，所述第二导电片60位于所述第二极片的卷绕起始端和第二极片的卷绕终止端之间，且所述第二导电片60相对所述第二极片20的延伸方向与所述第二固定段的延伸方向相同，从而可以提高电芯1的充电速率及能量密度。
在一些实施例中，如图14所示，所述第二极片的卷绕起始端设有第二空箔区，所述第二导电片60位于所述第二空箔区。
例如，图9为以集流体为铜箔构造形成的第一极片10，图10为以集流体为铝箔构造形成的第二极片20，该第一极片10和第二极片20可以构造形成图8所示的一种实施方式的电芯1。该第一极片10中，所述第一导电片40位于所述第一极片的卷绕起始端的第一空箔区，且所述第一导电片40相对所述第一极片10的延伸方向与所述第一固定段的延伸方向相反。该第二极片20中，所述第二导电片60位于所述第二极片的卷绕起始端的第二空箔区，且所述第二导电片60相对所述第二极片20的延伸方向与所述第二固定段的延伸方向相同，从而可以提高电芯1的充电速率及能量密度。
可以理解，在其他实施例中，所述第一突出部50和所述第二突出部70也可位于所述电极组件100的同一端。
本申请实施例还提供一种电池，包括上述的电芯1。
本申请实施例还提供一种用电装置，包括负载及上述的电池，所述电池用于为所述负载供电。
上述的用电装置可以为电动汽车、扫地机器人、手机或平板等。
与现有技术相比较，本申请实施例提供的一种电芯、电池及用电装置通过第一突出部的设置使得第一极片为多极耳结构，相比常规的单极耳结构的极片，本申请的电芯可以提高充电速率，另外，第一突出部与第一导电片在所述电极组件厚度方向的投影不重叠，节省电芯头部的空间，从而可以提高电芯的能量密度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，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发明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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种电芯，包括电极组件和收容所述电极组件的壳体，所述电极组件包括卷绕设置的第一极片、第二极片以及隔离膜，所述隔离膜设于所述第一极片与所述第二极片之间；其特征在于，所述电极组件包括：
第一导电片，所述第一导电片的第一端固定于所述第一极片，所述第一导电片的第二端延伸出所述壳体；以及
至少两个第一突出部，由所述第一极片的边缘突出形成；沿所述电极组件的厚度方向，所述至少两个第一突出部层叠设置；
其中，所述第一突出部与所述第一导电片在所述电极组件厚度方向的投影不重叠。
2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，
所述第一极片的卷绕起始端设有第一空箔区，所述第一导电片固定于所述第一空箔区。
3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，
所述第一导电片设于所述第一极片的卷绕起始端和所述第一极片的卷绕终止端之间。
4.根据权利要求2或3所述的电芯，其特征在于，
至少有一所述第一突出部与所述第一导电片位于所述第一极片的同一部位。
5.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述电极组件还包括第二导电片；
所述第二导电片的第一端固定于所述第二极片，所述第二导电片的第二端延伸出所述壳体。
6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述电极组件包括至少两个第二突出部；
所述第二突出部由所述第二极片的边缘突出形成，沿所述电极组件的厚度方向，所述至少两个第二突出部层叠设置，且所述第二突出部与所述第二导电片在所述电极组件厚度方向的投影不重叠。
7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，
所述第二极片的卷绕起始端设有第二空箔区，所述第二导电片固定于所述第二空箔区。
8.根据权利要求5或6所述的电芯，其特征在于，
所述第二导电片设于所述第二极片的卷绕起始端和所述第二极片的卷绕终止端之间。
9.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，
所述电芯还包括第一绝缘胶，所述第一绝缘胶设于所述第一突出部的层叠处。
10.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，
所述电芯还包括第二绝缘胶，所述第二绝缘胶设于所述第二突出部的层叠处。
11.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，
所述第一导电片和所述第二导电片分别位于所述电极组件的同端或不同端。
12.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，
所述第一突出部和所述第二突出部分别位于所述电极组件的同端或不同端。
13.一种电池，其特征在于，包括权利要求书1至12任一项所述的电芯。
14.一种用电装置，其特征在于，包括负载和权利要求书13所述的电池；所述电池用于为所述负载供电。
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