CN114188673A - 裸电芯、电芯及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种裸电芯、电芯及电子设备，该裸电芯包括：多层顺次堆叠的极片、隔膜，相邻的两个极片之间设置有隔膜，且相邻的两个极片的极性相反。各极片具有极片本体以及与由极片本体的一端延伸形成的极耳，极片本体和隔膜堆叠形成堆叠体。各极片的极耳至少部分弯折形成输出部，且输出部与堆叠体相隔开。其中，沿堆叠体的堆叠方向上输出部的厚度大于极耳的厚度。同极性的各极片的输出部沿堆叠方向叠加相连。与现有技术相比，使得焊接极耳不会错位，降低因极耳断裂引起的电芯安全风险，另外提升裸电芯的能量密度。

Description

裸电芯、电芯及电子设备
技术领域
本发明实施例涉及电池技术领域，特别涉及一种裸电芯、电芯及电子设备。
背景技术
锂离子电池被广泛应用于新能源汽车、消费电子产品、储能等各类移动或固定式能量储存场景。随着各类终端产品的不断迭代，人们对消费电子产品的待机时长、对新能源汽车的续航里程需求越来越高，转移到锂离子电池的能量密度需求日益增加。现有的电芯结构是每层极片上出极耳，多层极耳用连接片焊接至顶盖。一方面，极耳长度、连接片的长度均会占用电芯的空间；另一方面，堆叠体有一定的厚度，在转接焊时外层极耳与内层极耳不可避免存在错位，错位会影响空间利用率等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种裸电芯、电芯及电子设备，使得焊接极耳不会错位，降低因极耳断裂引起的电芯安全风险，另外提升裸电芯的能量密度。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种裸电芯，包括：多层顺次堆叠的极片、隔膜，相邻的两个所述极片之间设置有所述隔膜，且相邻的两个极片的极性相反；
各所述极片具有极片本体以及与由所述极片本体的一端延伸形成的极耳，所述极片本体和所述隔膜堆叠形成堆叠体；
各所述极片的极耳至少部分弯折形成输出部，且所述输出部与所述堆叠体相隔开；其中，沿所述堆叠体的堆叠方向上所述输出部的厚度大于所述极耳的厚度；同极性的各所述极片的输出部沿所述堆叠方向叠加相连。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过极耳弯折，让极耳形成的输出部的厚度增加，将输出部堆叠时，无须过度的弯折聚拢输出部，从而同极性的各所述极片的输出部叠加时，处于外层的输出部和处于内层的输出部之间不会存在错位。另外极耳弯折后，能够减小极耳相对于堆叠体的外露的长度，且在同一规格的裸电芯的体积固定的情况下，极耳占用的空间减小，可增大堆叠体的体积，更有效的提升空间利用率，从而增大提升裸电芯的能量密度。
在一实施例中，所述极耳折叠形成所述输出部。
在一实施例中，所述极耳沿所述极片的长度方向折叠，或沿所述堆叠方向折叠。
在一实施例中，所述极耳卷绕形成所述输出部。
在一实施例中，同极性的所述输出部的厚度之和不大于所述堆叠体的厚度的130％，不小于所述堆叠体的厚度的70％。
在一实施例中，同极性的所述输出部的厚度之和等于所述堆叠体的厚度。
本发明的另一个实施方式还提供一种电芯，包括：
外壳，所述外壳内具有与所述外壳上的电极端相连的引脚；以及
如上述任意一项所述的裸电芯，所述裸电芯设置在所述外壳内，且所述裸电芯的输出部与所述引脚相连。
在一实施例中，所述外壳包括：一对相对设置且隔开的侧壁、连接所述侧壁的顶盖，且所述输出部与至少一个所述侧壁相对；
所述引脚具有一对，且分别连接不同极性的所述输出部；其中，各所述引脚具有沿所述堆叠体的堆叠方向隔开的上夹持部和下夹持部，以及连接所述上夹持部和所述下夹持部的连接部；所述上夹持部的自由端和所述下夹持部的自由端均朝向所述堆叠体，同极性的所述输出部夹持在其对应于的所述上夹持部和所述下夹持部之间。
在一实施例中，各所述引脚位于其连接的所述输出部以及该输出部相对的所述侧壁之间；
各所述输出部均位于所述堆叠体的同一侧；或不同极性的所述输出部位于所述堆叠体的不同侧。
在一实施例中，所述引脚与所述侧壁或所述顶盖相连；至少部分所述输出部与各自相对的所述连接部相焊接。
本发明的另一个实施方式还提供了一种电子设备，包括：电池包，所述电池包包括如上所述的电芯。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，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是本发明一个实施例的裸电芯的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的正极极片的结构示意图；
图3是本发明另一个实施例的正极极片的结构示意图；
图4是本发明再一个实施例的正极极片的结构示意图；
图5是本发明一个实施例的电芯的结构示意图；
图6是本发明又一个实施例的裸电芯的正视图；
图7是本发明又一个实施例的裸电芯的侧视图。
附图标记：
10、裸电芯；
1、正极极片；11、正极极片本体；12、正极极耳；121、正极输出部；
2、负极极片；21、负极极片本体；22、负极输出部；23、负极极耳；
3、隔膜；
4、堆叠体；
5、外壳；51、引脚；511、上夹持部；512、下夹持部；513、连接部；514、正极引脚；515、负极引脚；52、侧壁；53、顶盖；
6、绝缘膜。
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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。
以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。
在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
下文参照附图描述本发明的实施例。
如图1所示，本发明一实施例提供一种裸电芯10，包括：三层正极极片1、两层负极极片2、隔膜3，正极极片1以及负极极片2顺次堆叠，相邻的两个极片之间设置有隔膜3，且相邻的两个极片的极性相反。极片包括正极极片1以及负极极片2，各极片具有极片本体以及与由极片本体的一端延伸形成的极耳，极片本体和隔膜3堆叠形成堆叠体4。各极片的极耳至少部分弯折形成输出部，且输出部与堆叠体4相隔开。其中，沿堆叠体4的堆叠方向上输出部的厚度大于极耳的厚度。同极性的各极片的输出部沿所述堆叠方向叠加相连。
以正极极片1为例，正极极片1具有正极极片本体11，以及与由正极极片本体11的一端延伸形成的正极极耳12。正极极片1的正极极耳12至少部分弯折形成正极输出部121，且正极输出部121与堆叠体4相隔开。负极极片2与正极极片1的结构类似，此处不再赘述。其中沿堆叠体4的堆叠方向上，正极输出部121的厚度大于正极极耳12的厚度。其中，正极极片本体11、隔膜3以及负极极片本体21堆叠形成堆叠体4。
通过上述内容不难发现，通过极耳弯折，让极耳形成的输出部的厚度增加，将输出部堆叠时，无须过度的弯折聚拢输出部，从而同极性的各所述极片的输出部叠加时，处于外层的输出部和处于内层的输出部之间不会存在错位。另外极耳弯折后，能够减小极耳相对于堆叠体的外露的长度，且在同一规格的裸电芯的体积固定的情况下，极耳占用的空间减小，可增大堆叠体的体积，更有效的提升空间利用率，从而增大提升裸电芯的能量密度。
应理解，正极极片1并不限于设置三层，负极极片2也不限于设置两层，图示仅为示意，本领域技术人员可以根据实际需要来设置正极极片1以及负极极片2的层数。
本实施例中，如图1所示，以正极极片1为例，正极极耳12折叠形成输出部。本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。
优选地，如图2所示，正极极耳12沿堆叠方向折叠，如图3所示，正极极耳12沿正极极片1的长度方向折叠。本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。
另外，如图4所示，正极极耳12还可以卷绕形成输出部。本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。
此外，同极性的输出部的厚度之和不大于堆叠体4的厚度的130％，不小于堆叠体4的厚度的70％。同极性的输出部的厚度若设置的过厚，则裸电芯10的结构设置不合理，而同极性的输出部的厚度若设置的过薄，则空间利用率过小。本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。
优选地，同极性的输出部的厚度之和等于堆叠体4的厚度。这种情况下，裸电芯10的结构设置合理，另外空间得到有效利用，本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。
本发明一实施例还提供一种电芯，如图5所示，电芯包括：外壳5以及裸电芯10。外壳5内具有与外壳5上的电极端相连的引脚51。裸电芯10设置在外壳5内，且裸电芯10的输出部与引脚51相连。该裸电芯10包括：三层正极极片1、两层负极极片2、隔膜3，正极极片1以及负极极片2顺次堆叠，相邻的两个极片之间设置有隔膜3，且相邻的两个极片的极性相反。极片包括正极极片1以及负极极片2，各极片具有极片本体以及与由极片本体的一端延伸形成的极耳，极片本体和隔膜3堆叠形成堆叠体4。各极片的极耳至少部分弯折形成输出部，且输出部与堆叠体4相隔开。其中，沿堆叠体4的堆叠方向上输出部的厚度大于极耳的厚度。同极性的各极片的输出部沿所述堆叠方向叠加相连。
应理解，正极极片1并不限于设置三层，负极极片2也不限于设置两层，图示仅为示意，本领域技术人员可以根据实际需要来设置正极极片1以及负极极片2的层数。
进一步地，如图5所示，外壳5包括：一对相对设置且隔开的侧壁52、连接侧壁52的顶盖53，且正极输出部121与其中一个侧壁52相对，负极输出部22与另外一个侧壁52相对。引脚51具有一对，包括：正极引脚514以及负极引脚515，且分别连接正极输出部121以及负极输出部22。各引脚51具有沿堆叠体4的堆叠方向隔开的上夹持部511和下夹持部512，以及连接上夹持部511和下夹持部512的连接部513。上夹持部511的自由端和下夹持部512的自由端均朝向堆叠体4，同极性的输出部夹持在其对应于的上夹持部511和下夹持部512之间。即正极输出部121均被夹持在其对应的上夹持部511和下夹持部512之间，而负极输出部22均被夹持在其对应的上夹持部511和下夹持部512之间。
该实施例中的引脚51因直接与每一个正极输出部121或负极输出部22直接连接，且同极性的输出部被加持在其对应的上夹持部511和下夹持部512之间，能够减小堆叠体到顶盖53的距离，也可以说减小了堆叠体到极柱的距离，提升了空间利用率。另外集流体与引脚51的接触面积更大，电阻更小，能够提升电芯的性能。
应理解，输出部也可以与一个侧壁52相对，例如：正极输出部121与负极输出部22均与同一个侧壁52相对，也不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。
优选地，如图6所示，各引脚51位于其连接的输出部以及该输出部相对的侧壁52之间。正极输出部121以及负极输出部22均位于堆叠体4的同一侧，则连接正极输出部121的正极引脚514与连接负极输出部22的负极引脚515也位于堆叠体4的同一侧。通过这种设置，同一规格的外壳5内部被正极输出部121以及负极输出部22被占用的空间极少，能够为堆叠体留出更多的体积，提升裸电芯10的能量密度，进而提升了电芯的性能。
另外，引脚51位于其连接的输出部以及该输出部相对的侧壁52之间，可以避免绝缘膜6被输出部刺破的风险，降低电芯的安全风险。具体地，侧壁52与引脚51之间设有绝缘膜6，引脚51设于输出部背离堆叠体4的端侧，避免输出部与绝缘膜6直接接触，降低电芯的安全风险。本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。应理解，不同极性的输出部也可以设置为位于堆叠体4的不同侧，也不脱离本发明的范围。
此外，如图5所示，引脚51与顶盖53相连，至少部分输出部与各自相对的连接部513相焊接。在该实施例中，同一极性的输出部可以仅与上夹持部511以及下夹持部512之间焊接，而同极性的输出部之间叠加相连。同一极性的输出部可以与上夹持部511以及下夹持部512之间焊接，在连接部513有部分与输出部点焊，可使得输出部与引脚51之间连接更加稳定。本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。另外地，引脚51也可以与侧壁52连接。
本发明的再一个实施例还提供了一种电子设备，包括：电池包，电池包包括上述实施例中的电芯。该电子设备可为汽车，电车等交通工具或其他需要电池包的设备。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。
考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种裸电芯，其特征在于，包括：多层顺次堆叠的极片、隔膜，相邻的两个所述极片之间设置有所述隔膜，且相邻的两个极片的极性相反；
各所述极片具有极片本体以及与由所述极片本体的一端延伸形成的极耳，所述极片本体和所述隔膜堆叠形成堆叠体；
各所述极片的极耳至少部分弯折形成输出部，且所述输出部与所述堆叠体相隔开；其中，沿所述堆叠体的堆叠方向上所述输出部的厚度大于所述极耳的厚度；同极性的各所述极片的输出部沿所述堆叠方向叠加相连。
2.根据权利要求1所述的裸电芯，其特征在于，所述极耳折叠形成所述输出部或所述极耳卷绕形成所述输出部。
3.根据权利要求2所述的裸电芯，其特征在于，当所述极耳折叠形成所述输出部时，所述极耳沿所述极片的长度方向折叠，或沿所述堆叠方向折叠。
4.根据权利要求1所述的裸电芯，其特征在于，同极性的所述输出部的厚度之和不大于所述堆叠体的厚度的130％，不小于所述堆叠体的厚度的70％。
5.根据权利要求4所述的裸电芯，其特征在于，同极性的所述输出部的厚度之和等于所述堆叠体的厚度。
6.一种电芯，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳内具有与所述外壳上的电极端相连的引脚；以及
如权利要求1-5中任意一项所述的裸电芯，所述裸电芯设置在所述外壳内，且所述裸电芯的输出部与所述引脚相连。
7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述外壳包括：一对相对设置且隔开的侧壁、连接所述侧壁的顶盖，且所述输出部与至少一个所述侧壁相对；
所述引脚具有一对，且分别连接不同极性的所述输出部；其中，各所述引脚具有沿所述堆叠体的堆叠方向隔开的上夹持部和下夹持部，以及连接所述上夹持部和所述下夹持部的连接部；所述上夹持部的自由端和所述下夹持部的自由端均朝向所述堆叠体，同极性的所述输出部夹持在其对应于的所述上夹持部和所述下夹持部之间。
8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，各所述引脚位于其连接的所述输出部以及该输出部相对的所述侧壁之间；
各所述输出部均位于所述堆叠体的同一侧；或不同极性的所述输出部位于所述堆叠体的不同侧。
9.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述引脚与所述侧壁或所述顶盖相连；至少部分所述输出部与各自相对的所述连接部相焊接。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：电池包，所述电池包包括如权利要求6-9中任意一项所述的电芯。
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