CN114171857A - 一种电池极耳和锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池，所述电池包括电池外壳、电芯本体、以及分别设置在所述电芯本体的两相对端部的极耳本体；所述极耳本体上设置有封胶，所述电芯本体通过所述封胶固定在所述电池外壳内；所述极耳本体包括焊接部、以及从所述焊接部延伸出的第一折弯部，所述焊接部和所述第一折弯部的连接处设置有两个第一缺口，所述两个第一缺口呈相对设置。通过两个第一缺口的设置，不仅能便利第一折弯部的折弯操作，还能保障第一折弯部和焊接部之间的连接区域在折弯后的平整度，降低上述连接区域破坏电池的铝塑膜的概率，降低软包锂离子电池的漏液风险。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池极耳和锂离子电池。
背景技术
近年来，在环境问题日益严峻，能源多样化战略渐成发展共识的背景下，新能源汽车行业发展迅速，动力电池作为电动汽车的心脏，是新能源汽车产业发展的关键。
目前来说，软包锂离子电池的两端易出现漏液情况，泄露的电解液不仅会导致软包锂离子电池的容量降低，还会对软包锂离子电池周围的环境和设备造成腐蚀。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电池极耳和锂离子电池，用于解决软包锂离子电池的两端易出现漏液的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种电池极耳，包括：
电池外壳、电芯本体、以及分别设置在所述电芯本体的两相对端部的极耳本体；
所述极耳本体上设置有封胶，所述电芯本体通过所述封胶固定在所述电池外壳内；
所述极耳本体包括焊接部、以及从所述焊接部延伸出的第一折弯部，所述焊接部和所述第一折弯部的连接处设置有两个第一缺口，所述两个第一缺口呈相对设置。
可选的，所述电池外壳包括相邻的容纳槽、位于容纳槽之间的弯折区、以及位于容纳槽的两相对端的裙边；
所述电池外壳被配置为沿弯折区弯折，容纳槽在厚度方向上重合，以形成容纳所述电芯本体的区域；
所述容纳槽对应的裙边分别与所述封胶热封固定。
可选的，所述封胶所在平面与所述裙边所在平面为同一平面。
可选的，所述电芯本体为第一极片、第二极片以及位于所述第一极片和第二极片之间的隔膜叠置卷绕或交替叠置形成；
所述电芯本体的两相对端还形成有焊接面，所述极耳本体的焊接部分别与所述焊接面焊接。
可选的，所述极耳本体还包括自所述第一折弯部延伸出的第二折弯部以及自所述第二折弯部延伸出的延伸部；
所述延伸部上环绕设置有所述封胶。
可选的，所述第一折弯部与所述焊接部之间的夹角小于或等于10°。
可选的，所述延伸部所在平面与所述电芯本体的轴线之间的夹角小于或等于20°。
可选的，所述电芯本体上设置有卷芯孔，所述卷芯孔沿所述电芯本体的轴线方向贯通所述电芯本体，所述焊接部上设置有对位通孔，所述对位通孔与所述卷芯孔呈同轴设置。
可选的，所述电芯本体为第一极片、第二极片、位于所述第一极片和第二极片之间的隔膜叠置卷绕或交替叠置形成；
第一极片和所述第二极片分别包括多个沿长度方向排布的软极耳；
所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳分别位于电芯本体的两相对端；
所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳分别沿所述电芯的厚度方向排布；
所述极耳本体的焊接部分别与所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳焊接固定。
可选的，所述软极耳包括基部和自所述基部延伸出的翻折部；
所述极耳本体的焊接部位于所述基部和所述翻折部之间，所述焊接部与所述翻折部焊接。
可选的，所述基部所在平面和所述翻折部所在平面之间的夹角小于或等于10°。
可选的，所述极耳本体的封胶位于所述第一折弯部远离所述焊接部的一端；
所述第一折弯部所在平面与所述电芯本体的轴线之间的夹角小于或等于20°。
可选的，所述软极耳包括分别位于所述翻折部的两相对侧表面上的保护层；
所述保护层覆盖所述翻折部和所述焊接部的焊接部分。
本申请实施例所提供的电池，通过两个第一缺口的设置，不仅能便利第一折弯部的折弯操作，还能保障第一折弯部和焊接部之间的连接区域在折弯后的平整度，降低上述连接区域破坏电池的铝塑膜的概率，降低软包锂离子电池的漏液风险。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种极耳本体的结构示意图之一；
图2是本申请实施例提供的一种电池外壳的结构示意图之一；
图3是本申请实施例提供的一种电芯本体的爆炸图；
图4是本申请实施例提供的一种极耳本体的结构示意图之二；
图5是本申请实施例提供的一种电芯本体的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的另一种电芯本体的爆炸图；
图7是本申请实施例提供的另一种电芯本体的结构示意图之一；
图8是本申请实施例提供的另一种电芯本体的结构示意图之二；
图9是图8中A处的放大示意图；
图10是本申请实施例提供的另一种电芯本体的结构示意图之三；
图11是本申请实施例提供的另一种极耳本体的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的一种电池的结构示意图。
具体实施方式
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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种极耳本体的结构示意图，如图1所示，本申请实施例所提供电池包括：
电池外壳30、电芯本体21、以及分别设置在所述电芯本体21的两相对端部的极耳本体；
所述极耳本体上设置有封胶113，所述电芯本体21通过所述封胶113固定在所述电池外壳30内；
所述极耳本体包括焊接部110、以及从所述焊接部110延伸出的第一折弯部111，所述焊接部110和所述第一折弯部111的连接处设置有两个第一缺口12，所述两个第一缺口12呈相对设置。
如上所述，通过两个第一缺口12的设置，能在极耳本体折弯过程提供折痕，以便利用户对第一折弯部111的折弯操作，并保障第一折弯部111和焊接部110之间的连接区域在折弯后的平整度，降低上述连接区域破坏电池的铝塑膜的概率，降低软包锂离子电池的漏液风险。
同时，利用上述封胶113和电池外壳30的配合设置，使电芯本体21能在电池外壳30内获得较好的密封效果，以进一步降低软包锂离子电池的漏液风险。
在一些实施方式中，可以将第一缺口12设置为弧形，这能在第一折弯部111弯折以后，进一步保证第一折弯部111和焊接部110之间的连接部分的平整度(即避免该连接部分出现尖锐端角的情况)，降低软包锂离子电池的漏液风险。
可选的，所述电池外壳30包括相邻的容纳槽33、位于容纳槽33之间的弯折区34、以及位于容纳槽33的两相对端的裙边35；
所述电池外壳30被配置为沿弯折区34弯折，容纳槽33在厚度方向上重合，以形成容纳所述电芯本体21的区域；
所述容纳槽33对应的裙边35分别与所述封胶113热封固定。
图2是本申请实施例提供的一种电池外壳30的结构示意图，如图2所示，所述电池外壳30收纳电芯本体21的过程可以为，将电芯本体21放置于其中一个容纳槽33中，之后沿弯折区34对电池外壳30进行弯折，使相邻的两个容纳槽33在厚度方向上重合，以形成适配电芯本体21形状的容纳区域；此时封胶113与容纳槽33对应的裙边35抵接，通过对裙边35进行热压处理，以完成裙边35和封胶113之间的热封固定。
进一步的，上述相邻的两个容纳槽33以所述弯折区34为中心呈对称设置。
在一些实施方式中，所述弯折区34内还可以设置折槽或折印，以便利用户对所述电池外壳30的折弯操作。
可选的，所述封胶113所在平面与所述裙边35所在平面为同一平面。
通过上述设置，使封胶113所在的极耳本体部分与所述裙边35所在平面平齐，使裙边35能获得较好的热封效果，以进一步降低软包锂离子电池的漏液风险。
可选的，所述电芯本体21为第一极片、第二极片以及位于所述第一极片和第二极片之间的隔膜219叠置卷绕或交替叠置形成；
所述电芯本体21的两相对端还形成有焊接面，所述极耳本体的焊接部110分别与所述焊接面焊接。
示例性的，如图3所示，上述电芯本体21通过第一极片、隔膜219和第二极片叠置卷绕形成。所述第一极片包括第一箔材极耳211和第一活性极片212，所述第二极片包括第二箔材极耳213和第二活性极片214。其中，第一箔材极耳211和第二箔材极耳213为表面没有涂覆活性电极材料的集流体部分，第一活性极片212和第二活性极片214为表面涂覆有活性电极材料的集流体部分，第一活性极片212涂覆的活性电极材料和第二活性极片214涂覆的活性电极材料的极性不同。上述隔膜219将第一极片和第二极片完全隔离，以避免第一极片和第二极片搭接而造成短路。通常，图3所示的电芯本体21称为全极耳结构电芯，其上形成有卷芯孔141。
用户可通过对上述两相对端进行揉平处理，以形成所述焊接面；示例性的，上述揉平处理可以为机械揉平、超声波揉平等方式中的至少一种。
示例性的，可以通过激光焊接的方式将焊接部110焊接于所述焊接面，也可以基于需求选择其他的焊接方式，如超声波焊接等，本申请实施例对焊接部110在焊接面上的具体焊接方式并不加以限定。
可选的，所述极耳本体还包括自所述第一折弯部111延伸出的第二折弯部112以及自所述第二折弯部112延伸出的延伸部；
所述延伸部上环绕设置有所述封胶113。
如上所述，利用第一折弯部111的设置，以适配全极耳结构的电芯本体21的端部结构，使极耳本体经过两次折弯操作以后，设置于延伸部上的封胶113所在平面能与所述裙边35所在平面为同一平面，以便利电芯本体21放入电池外壳30内的操作。
其中，使封胶113环绕设置于所述延伸部上，能使封胶113起到较好的分隔效果，以降低延伸部和电池外壳30之间相互接触的概率，减少短路风险，保障电池的使用安全。
优选的，在极耳本体包括第二折弯部112的情况下，还可以在第一折弯部111和第二折弯部112的连接处设置两个第二缺口13，且使两个第二缺口13呈相对设置，以便利第二折弯部112的折弯操作。
可选的，所述第一折弯部111与所述焊接部110之间的夹角小于或等于10°。
如图4和图5所示，在极耳本体包括第二折弯部112的情况下，通过对第一折弯部111和焊接部110之间的夹角进行限定，以缩减第一折弯部111和焊接部110之间的空隙面积，降低极耳本体在电池外壳30内的空间占用，使电池获得更高的能量密度。
其中，图4中角度A即为所述第一折弯部111与所述焊接部110之间的夹角。
可选的，所述延伸部所在平面与所述电芯本体21的轴线之间的夹角小于或等于20°。
如上所述，通过对延伸部所在平面和电芯本体21的轴线之间夹角进行限定，使延伸部所在平面与电池外壳30的裙边35所在平面保持一致，以在电池外壳30热封过程中，降低延伸部受上述裙边35作用而出现折损情况的概率。
在一优选实施方式中，所述延伸部所在平面与所述电芯本体21的轴线之间的夹角为0，此时延伸部和所述电芯本体21呈同轴设置，这能使延伸部保持较优的平整度，并进一步降低电池外壳30被刺穿的概率。
可选的，所述电芯本体21上设置有卷芯孔141，所述卷芯孔141沿所述电芯本体21的轴线方向贯通所述电芯本体21，所述焊接部110上设置有对位通孔14，所述对位通孔14与所述卷芯孔141呈同轴设置。
如上所述，利用对位通孔14和卷芯孔141的配合设置，以便利焊接部110在焊接面上的放置操作，提升电池的制备效率。
示例性的，所述极耳本体包括第一子极耳22和第二子极耳23，在电芯本体21为全极耳结构的情况下，先将第一子极耳22的焊接部110与电芯本体21一端的焊接面相抵；再调整第一子极耳22的焊接部110在该焊接面上的位置，使对位通孔14与该焊接面上的卷芯孔141同轴，随后通过激光焊接等方式，即完成第一子极耳22的焊接部110在该焊接面上的焊接；随后重复上述操作，完成第二子极耳23的焊接部110在电芯本体21另一端的焊接面上的焊接操作。
可选的，所述电芯本体21为第一极片、第二极片、位于所述第一极片和第二极片之间的隔膜219叠置卷绕或交替叠置形成；
第一极片和所述第二极片分别包括多个沿长度方向排布的软极耳；
所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳分别位于电芯本体21的两相对端；
所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳分别沿所述电芯的厚度方向排布；
所述极耳本体的焊接部110分别与所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳焊接固定。
如图6和图7所示，上述电芯本体21为第一极片、第二极片、位于所述第一极片和第二极片之间的隔膜219叠置卷绕形成。所述第一极片包括第三箔材极耳215和第三活性极片216，所述第二极片包括第四箔材极耳217和第四活性极片。其中，第三箔材极耳215和第四箔材极耳217均为表面没有涂覆活性电极材料的集流体部分，第三活性极片216和第四活性极片为表面涂覆有活性电极材料的集流体部分，第三活性极片216涂覆的活性电极材料和第四活性极片涂覆的活性电极材料的极性不同。第三箔材极耳215经过卷绕后形成第一极片的软极耳，第四箔材极耳217经过卷绕后形成第二极片的软极耳，上述隔将第三极片和第四极片完全隔离，以避免第三极片和第四极片搭接而造成短路。通常，图7所示的电芯本体21称为多极耳结构的电芯。
如图11所示，对于多极耳结构的电芯本体21来说，优选设置极耳本体仅包括焊接部110和第一折弯部111，以降低极耳本体的折弯次数，同时进一步减少极耳本体在电池外壳30内的空间占用。
可选的，所述软极耳包括基部26和自所述基部26延伸出的翻折部27；
所述极耳本体的焊接部110位于所述基部26和所述翻折部27之间，所述焊接部110与所述翻折部27焊接。
如图8和图9，对于多极耳结构的电芯本体21来说，其端部的软极耳存在多个，且沿电芯本体21的厚度方向排布，在将极耳本体焊接在此类(指多极耳结构)电芯本体21的端部之前，需先将端部的多个软极耳进行焊接，并剪裁多个软极耳在焊接末端的多余部分，随后弯折多个软极耳形成的焊接件进行弯折，以形成前述基部26和翻折部27；其中，基部26和翻折部27均投影于所述电芯本体21的端面内(避免基部26或翻折部27越过端面，并刺穿电池外壳30的情况出现)。
可选的，所述基部26所在平面和所述翻折部27所在平面之间的夹角小于或等于10°。
如上所述，通过对基部26所在平面和翻折部27所在平面的夹角进行限定，以降低翻折部27在电池外壳30内的空间占用，提高电池整体的能量密度。
可选的，所述极耳本体的封胶113位于所述第一折弯部111远离所述焊接部110的一端；
所述第一折弯部111所在平面与所述电芯本体21的轴线之间的夹角小于或等于20°。
如上所述，通过限定第一折弯部111所在平面和电芯本体21轴线之间的夹角，使第一折弯部111所在平面与电池外壳30的裙边35所在平面保持一致，以在电池外壳30热封过程中，降低第一折弯部111受上述裙边35作用而出现折损情况的概率。
如图10所示，夹角B可理解为电芯本体21的端面和第一折弯部111所在平面之间的夹角，该夹角大于或等于70度，且小于或等于110度(也即前述第一折弯部111所在平面与所述电芯本体21的轴线之间的夹角)。
在一优选实施方式中，第一折弯部111所在平面与电芯本体21的轴线之间的夹角为0，此时第一折弯部111和电芯本体21呈同轴设置，也即夹角B为90°，这能使第一折弯部111保持较优的平整度，并进一步降低电池外壳30被刺穿的概率。
可选的，所述软极耳包括分别位于所述翻折部27的两相对侧表面上的保护层28；
所述保护层28覆盖所述翻折部27和所述焊接部110的焊接部110分。
如图9和图10所示，利用保护层28的设置，对翻折部27的两相对侧表面进行包覆，以避免弯折部在焊接过程中产生的毛刺对电池外壳30造成破坏，进一步降低软包锂离子电池的漏液风险。
示例性的，上述保护层28可以为绝缘胶纸，上述电池外壳30可以为铝塑膜外壳，所述铝塑膜外壳平均厚度大于或等于0.1毫米，且小于或等于0.3毫米。
如图12所示，本申请实施例还提供一种软包锂离子电池(全极耳结构)的制备方法，包括：
201、将两种电极活性材料分别涂布于两种箔材表面，每种箔材均预留部分区域不涂电极活性材料，以分别形成对应前述第一箔材极耳211、第一活性极片212、第二箔材极耳213和第二活性极片214。
示例性的，上述箔材为铝箔或铜箔；优选的，第一箔材极耳211和第二箔材极耳213的宽度为5至10毫米。
202、依次叠放第一极片、隔膜219和第二极片，并通过卷绕的方式形成柱状的电芯本体21。
其中，第一箔材极耳211于电芯本体21的一端形成第一极耳，第二箔材极耳213于电芯本体21的另一端形成第二极耳，两者的电极极性相反。第一极耳和第二极耳均需进行揉平处理，以使其端面形成密实的平面，示例性的，上述揉平处理可以为机械揉平、超声波揉平中的至少一种。
203、将第一子极耳22放置在第一极耳的焊接面上，并使该焊接面上的对位通孔14和电芯本体21的卷芯孔141同轴，随后完成第一子极耳22在电芯本体21一端的焊接；重复上述操作，以完成第二子极耳23在电芯本体21另一端的焊接。
204、沿第一缺口12对第一子极耳22和第二子极耳23进行初次弯折，沿第二缺口13对第一子极耳22和第二子极耳23进行二次弯折，并使延伸部所在平面与电芯本体21轴线之间的夹角小于或等于20°；同时使焊接部110和第一折弯部111之间的夹角小于或等于10°。
205、将电芯本体21放置于其中一个容纳槽33中，通过弯折区34对折电池外壳30，对电芯本体21进行包裹；并通过热封封头等工具将对折后的裙边35和封胶113进行密封固定，以形成电池外壳30两端的第一封印31。
206、利用对折后的两个气囊区36形成气囊袋，并将适量的电解液注入气囊袋中，静置一段时间。
207、在电解液充分浸润电芯本体21以后，对电池进行充放电操作。
208、排出电池内部的废气和残留的电解液，随后切除多余的气囊袋部分，对剩余的气囊袋部分进行热封处理，形成第二封印32。
本申请实施例还提供另一种软包锂离子电池(多极耳结构)的制备方法，包括：
301、将两种电极活性材料分别涂布于两种箔材表面，每种箔材均预留部分区域不涂电极活性材料，以分别形成对应前述第三箔材极耳215、第三活性极片216、第四箔材极耳217和第四活性极片。
示例性的，上述箔材为铝箔或铜箔；优选的，前述第三箔材极耳215和第四箔材极耳217的宽度为5至10毫米。
302、依次叠放第一极片、隔膜219和第二极片，并通过卷绕的方式形成柱状的电芯本体21。
其中，第三箔材极耳215于电芯本体21的一端形成第三极耳，第四箔材极耳217于电芯本体21的另一端形成第四极耳，两者的电极极性相反。第三极片和第四极片均需进行焊接处理，并相应裁剪其焊接后的末端多余部分以形成基部26和翻折部27。
303、将第一子极耳22和第二子极耳23分别焊接在电芯本体21的两个端面。
304、将电芯本体21放置于其中一个容纳槽33中，通过弯折区34对折铝塑膜外壳，将电芯本体21包裹；并通过热封封头等工具将对折后的裙边35和封胶113进行密封固定，以形成电池外壳30两端的第一封印31。
305、利用对折后的两个气囊区36形成气囊袋，并将适量的电解液注入气囊袋中，静置一段时间。
306、在电解液充分浸润电芯本体21以后，对电池进行充放电操作。
307、排出电池内部的废气和残留的电解液，随后切除多余的气囊袋部分，对剩余的气囊袋部分进行热封处理，形成第二封印32。
如上，本申请实施例所提供电池制备方法，利用铝塑膜结构替代传统的端盖结构，能节省锂离子电池的制造成本，并获得较优的密封性能和较高的能量密度(较端盖结构的厚度来说，铝塑膜结构的厚度更薄)，且利用气囊袋的设置，能加快锂离子电池在制备过程中的注液效率。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (13)
1.一种电池，其特征在于，包括：
电池外壳、电芯本体、以及分别设置在所述电芯本体的两相对端部的极耳本体；
所述极耳本体上设置有封胶，所述电芯本体通过所述封胶固定在所述电池外壳内；
所述极耳本体包括焊接部、以及从所述焊接部延伸出的第一折弯部，所述焊接部和所述第一折弯部的连接处设置有两个第一缺口，所述两个第一缺口呈相对设置。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述电池外壳包括相邻的容纳槽、位于容纳槽之间的弯折区、以及位于容纳槽的两相对端的裙边；
所述电池外壳被配置为沿弯折区弯折，容纳槽在厚度方向上重合，以形成容纳所述电芯本体的区域；
所述容纳槽对应的裙边分别与所述封胶热封固定。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述封胶所在平面与所述裙边所在平面为同一平面。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述电芯本体为第一极片、第二极片以及位于所述第一极片和第二极片之间的隔膜叠置卷绕或交替叠置形成；
所述电芯本体的两相对端还形成有焊接面，所述极耳本体的焊接部分别与所述焊接面焊接。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述极耳本体还包括自所述第一折弯部延伸出的第二折弯部以及自所述第二折弯部延伸出的延伸部；
所述延伸部上环绕设置有所述封胶。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第一折弯部与所述焊接部之间的夹角小于或等于10°。
7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
所述延伸部所在平面与所述电芯本体的轴线之间的夹角小于或等于20°。
8.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
所述电芯本体上设置有卷芯孔，所述卷芯孔沿所述电芯本体的轴线方向贯通所述电芯本体，所述焊接部上设置有对位通孔，所述对位通孔与所述卷芯孔呈同轴设置。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述电芯本体为第一极片、第二极片、位于所述第一极片和第二极片之间的隔膜叠置卷绕或交替叠置形成；
第一极片和所述第二极片分别包括多个沿长度方向排布的软极耳；
所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳分别位于电芯本体的两相对端；
所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳分别沿所述电芯的厚度方向排布；
所述极耳本体的焊接部分别与所述第一极片的软极耳和所述第二极片的软极耳焊接固定。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，
所述软极耳包括基部和自所述基部延伸出的翻折部；
所述极耳本体的焊接部位于所述基部和所述翻折部之间，所述焊接部与所述翻折部焊接。
11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，
所述基部所在平面和所述翻折部所在平面之间的夹角小于或等于10°。
12.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，
所述极耳本体的封胶位于所述第一折弯部远离所述焊接部的一端；
所述第一折弯部所在平面与所述电芯本体的轴线之间的夹角小于或等于20°。
13.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，
所述软极耳包括分别位于所述翻折部的两相对侧表面上的保护层；
所述保护层覆盖所述翻折部和所述焊接部的焊接部分。
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