CN114223077A - 电池及用电设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例涉及电池及用电设备，电池包括：导电的壳体及设置于壳体内的绝缘层、极柱、电芯单元；绝缘层设置于壳体内壁上；极柱穿设绝缘层、壳体，并通过绝缘层与壳体绝缘设置；电芯单元包括层叠设置的极片及位于每两个极片之间的隔膜。极片包括：第一极片、第二极片，第一极片包括第一集流体，第一集流体一侧设置第一活性层，另一侧具有未设置活性层的空箔区，以形成电芯单元的第一电极输出端，第一电极输出端电连接极柱、壳体中的一个，活性层朝向隔膜；第二极片包括第二集流体，第二集流体的至少一侧设置有第二活性层，且第二集流体形成第二电极输出端，第二电极输出端电连接壳体、极柱中的另一个。上述电池更加轻薄，能量密度更高。

Description

电池及用电设备
技术领域
本申请实施例涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池及用电设备。
背景技术
叠片电池因其较好的循环特性、安全性能及较高的能量密度越来越被电池厂商青睐。目前的叠片电池具有多个极片，每个极片的集流体延伸有极耳，通过导电金属条将多个极片的极耳进行转接焊接，从而形成叠片电池的正负极连接端，其中，导电金属条包裹叠片电池，其正负极连接端分别弯折叠加在外层极片上。由于叠片电池的结构，其厚度仍然较大，能量密度还有优化的空间。
发明内容
鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种厚度较小、能量密度较高的电池及用电设备。
本申请一实施例提供了一种电池，包括：导电的壳体及设置于所述壳体内的绝缘层、极柱、电芯单元。所述绝缘层设置于所述壳体内壁上。所述极柱穿设所述绝缘层、所述壳体，并通过所述绝缘层与所述壳体绝缘设置。所述电芯单元包括层叠设置的极片及位于每两个极片之间的隔膜，所述极片包括第一极片、第二极片。第一极片，包括第一集流体，所述第一集流体一侧设置第一活性层，另一侧具有未设置所述第一活性层的空箔区，以形成所述电芯单元的第一电极输出端，所述第一电极输出端电连接所述极柱、所述壳体中的一个，所述第一活性层朝向所述隔膜。第二极片，包括第二集流体，所述第二集流体的至少一侧设置有第二活性层，且所述第二集流体形成第二电极输出端，所述第二电极输出端电连接所述壳体、所述极柱中的另一个。
其中一个实施例中，所述电池还包括第一导接层及第二导接层，第一电极输出端通过所述第一导接层电连接所述极柱或所述壳体中的一个，所述第二电极输出端体通过所述第二导接层电连接所述壳体或所述极柱中的另一个。
其中一个实施例中，所述第一导接层为导电胶层、导电弹片或焊接层。
其中一个实施例中，第二导接层为导电胶层、导电弹片或者焊接层。
其中一个实施例中，所述导电胶层厚度为20～50微米。
其中一个实施例中，所述第一导接层及所述第二导接层的厚度均为25～35微米。
其中一个实施例中，所述极片还包括位于所述第一极片和所述第二极片之间的第三极片，所述第三极片包括第三集流体，及设置于所述第三集流体两侧的活性层，
所述电池还包括集流体连接层，从所述极片厚度方向电连接具有相同极性的多个所述极片的集流体。
其中一个实施例中，所述集流体连接层为导电胶层或焊接层。
其中一个实施例中，与所述极柱连接的所述集流体连接层外侧设有电芯绝缘层，和/或，所述极柱未穿设所述壳体的周缘设有所述电芯绝缘层，以与所述壳体绝缘设置。
其中一个实施例中，所述绝缘层、所述极柱、所述电芯单元、所述第一导接层及所述第二导接层层叠设置，且厚度大于所述壳体收容腔内的高度，以使所述绝缘层、所述极柱、所述电芯单元、所述第一导接层及所述第二导接层紧密连接。
其中一个实施例中，所述绝缘层完全覆盖所述极柱临近所述壳体的表面；和/或，
所述极柱完全覆盖与其连接的所述第一导接层或所述第二导电层，并覆盖与其连接的所述第一电极输出端或所述第二电极输出端。
其中一个实施例中，所述电池为纽扣电池。
本申请另一实施例还提供了一种用电设备，包括上述的任一种电池。
本申请实施例提供的电池，由于第一电极输出端仅具有一层活性层，其通过露置的空箔区与极柱或者壳体电连接，相比传统电池不仅省略了一层活性层，而且省略了导电金属条层叠在电芯单元上的厚度，令电池更加轻薄，能量密度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本申请电池一实施例的结构示意图；
图2至图5分别为本申请电池不同实施例的剖视图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面结合附图及具体实施例，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”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”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及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。本说明书中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及所有的组合。
请参阅图1至图3所示，其分别为本申请电池一实施例的结构示意图，及不同实施例的剖视图。
电池10、电池11包括：导电的壳体100以及设置于壳体100内的绝缘层200、极柱300、电芯单元400。其中，壳体100与极柱300具有相异的极性；绝缘层200设置于壳体100内壁上；极柱300穿设绝缘层200、壳体100，并通过绝缘层200与壳体100绝缘设置；电芯单元400包括层叠设置的极片及位于每两个极片之间的隔膜401，电芯单元400的两个电极输出端分别与壳体100及极柱300相连接。
极片包括第一极片410、第二极片420。第一极片410具有第一集流体411，第一集流体411一侧设置第一活性层402，另一侧具有未设置第一活性层402的空箔区，以形成电芯单元400的第一电极输出端，第一活性层402朝向隔膜401。第二极片420具有第二集流体421，第二集流体421的至少一侧设置有第二活性层403，第二集流体421形成第二电极输出端。两个电极输出端分别与极柱300及壳体100相连接，其中第一电极输出端既可以与极柱300连接也可以与壳体100连接，第一活性层、第二活性层分别为与第一极片、第二极片极性对应的活性层。
本实施例中，电池为纽扣电池，其他实施例中，电池也可以为其他类型的电池。
上述电池，由于第一电极输出端仅具有一层活性层，其通过露置的空箔区与极柱300或者壳体100电连接，相比传统电池不仅省略了一层活性层，而且省略了转接焊中导电金属条层叠在电芯单元400上的厚度，令电池更加轻薄，能量密度更高。
如图2所示实施例中，电池10第二极片420的第二集流体421的一侧设置第二活性层403，另一个具有未设置第二活性层403的空箔区，以形成电芯单元400的第二电极输出端，其第二活性层403朝向隔膜401。本实施例通过具有单层第二活性层403的第二极片420进一步减少了电池10的厚度，提高了其能量密度。
如图3所示实施例中，电池11第二极片420的第二集流体421两侧均设有第二活性层403，此时，第二极片420通过第二集流体421伸出的极耳422形成第二电极输出端，以与极柱300或者壳体100电连接。
如图4、图5所示实施例中，电池12、电池13的极片还包括位于第一极片410、第二极片420之间的第三极片430，第三极片430具有第三集流体，及设置于第三集流体两侧的活性层，其中，第三集流体两侧的活性层与第三极片的极性对应设置，其可为第一活性层或第二活性层。此时，电池12、电池13还包括集流体连接层404，其从极片厚度方向电连接具有相同极性的多个极片的集流体，以使具有相同极性的集流体均与对应的电极输出端电连接。具体的，第三极片430为多个，集流体连接层404为两个，其中一个集流体连接层404电连接第一集流体411及与第一集流体411极性相同的第三集流体431，另一个集流体连接层404电连接第二集流体421及与第二集流体421极性相同的第三集流体431，以使具有相同极性的集流体均与对应的电极输出端电连接。
一实施例中，极片延伸有极耳，集流体连接层404通过极耳连接各集流体。此时集流体连接层404可为导电胶层或焊接层，通过导电胶粘接或者转接焊的方式连接多个极片。其中，极耳的长度为2～10毫米，导电胶层的厚度为20～50微米。例如，极耳长度为4毫米或5毫米。再如，导电胶厚度为30微米。当通过导电胶连接多个极片时，不仅能够简化工艺，且极片相对传统的转接焊方式可减小极耳的长度，进而节约成本。
一实施例中，电池还包括第一导接层500及第二导接层600，用于将两个电极输出端分别与壳体100、极柱300相连接。第一电极输出端通过第一导接层500电连接极柱300或壳体100中的一个，第二电极输出端通过第二导接层600电连接壳体100或极柱300中的另一个。
当集流体具有空箔区时，即集流体为第一集流体411，或者仅具有一个第二活性层403的第二集流体421时，第一导接层500、第二导接层600可为导电胶层或导电弹片。
具体地，如图2、图3、图4所示实施例中，导电胶层将集流体的空箔区贴设于极柱300或壳体100上。如图5所示实施例中，第一导接层500、第二导接层600为导电弹片，导电弹片通过弹性力，一侧与极柱300或壳体100抵持，另一侧与集流体的空箔区抵持，其中，导电弹片具有两个第一抵持区域510、第二抵持区域520，及连接第一抵持区域510、第二抵持区域520的连接区域530，第一抵持区域510与空箔区相抵持，第二抵持区域520与极柱300或壳体100相抵持，并且第一抵持区域与第二抵持区域平行设置。需要说明的是，当导接层为导电弹片时，与导电弹片连接的壳体100或极柱300还设有限位件，用于对弹片限位，例如限位件为限位槽。
当集流体不具有空箔区时，即第二集流体421的两侧均具有第二活性层403时，第二导接层600为焊接层，即此时通过转接焊的方式将第二集流体421的极耳焊接到壳体100或者极柱300上。
第一导接层500、第二导接层600的厚度为0.01～2毫米，当其为导电胶层时厚度为20～50微米，两个导接层的厚度即可以相同，也可以相异。例如，第一导接层500及第二导接层600的厚度均为25～35微米，且为导电胶层。再如，第一导接层500、第二导接层600均为导电胶层，其厚度为30微米。
一实施例中，绝缘层200、极柱300、电芯单元400、第一导接层500及第二导接层600层叠设置，且厚度大于壳体100收容腔内的高度，以使绝缘层200、极柱300、电芯单元400、第一导接层500及第二导接层600紧密连接。例如，层叠设置的绝缘层200、极柱300、电芯单元400、第一导接层500及第二导接层600厚度比壳体100收容腔内的高度大1～5毫米。
为了令电池的两极更好地绝缘，一实施例中，绝缘层200完全覆盖极柱300临近壳体100的表面，以令极柱300与壳体100更好地分离绝缘，其中绝缘层200的厚度为0.01～0.3毫米。需要说明的是，绝缘层200也可以为其他厚度。一实施例中，与极柱300连接的集流体连接层404外侧设有电芯绝缘层200，和/或极柱300未穿设壳体100的周缘设有电芯绝缘层200，以令与极柱300连接的集流体连接层404、极柱300与壳体100绝缘设置。
一实施例中，极柱300为阶梯状。其中阶梯状极柱300的一端厚度为0.1～0.5毫米，其穿设壳体100。在一实施例中，阶梯状极柱300的一端未延伸出壳体100，即极柱300的一端的顶面所在的平面低于或等于壳体100的外表面。极柱300的另一端的厚度为0.1～2毫米，当极柱300设有电芯绝缘层200时，该端部的周缘设有电芯绝缘层200。
为了令电池的电连接性能更佳，一实施例中，极柱300完全覆盖与其连接的第一导接层500或第二导接层600，并且覆盖与其连接的第一电极输出端或第二电极输出端。这样在生产时能更好地令电芯单元400的电极输出端与电极连接。
本申请另一实施例还提供了一种用电设备，包括上述任一实施例中的电池，以减小用电设备的体积，增大电池可供电时间。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种电池，其特征在于，包括：导电的壳体及设置于所述壳体内的绝缘层、极柱、电芯单元；
所述绝缘层设置于所述壳体内壁上；
所述极柱穿设所述绝缘层、所述壳体，并通过所述绝缘层与所述壳体绝缘设置；
所述电芯单元包括层叠设置的极片及位于每两个极片之间的隔膜，所述极片包括：
第一极片，包括第一集流体，所述第一集流体一侧设置第一活性层，另一侧具有未设置所述第一活性层的空箔区，以形成所述电芯单元的第一电极输出端，所述第一电极输出端电连接所述极柱、所述壳体中的一个，所述第一活性层朝向所述隔膜；及
第二极片，包括第二集流体，所述第二集流体的至少一侧设置有第二活性层，且所述第二集流体形成第二电极输出端，所述第二电极输出端电连接所述壳体、所述极柱中的另一个。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括第一导接层及第二导接层，所述第一电极输出端通过所述第一导接层电连接所述极柱或所述壳体中的一个，所述第二电极输出端通过所述第二导接层电连接所述壳体或所述极柱中的另一个。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一导接层为导电胶层、导电弹片或焊接层。
4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第二导接层为导电胶层、导电弹片或者焊接层。
5.根据权利要求2-4任一项所述的电池，其特征在于，所述导电胶层的厚度为20～50微米。
6.根据权利要求2所述的电芯单元，其特征在于，所述第一导接层及所述第二导接层的厚度均为25～35微米。
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述极片还包括位于所述第一极片和所述第二极片之间的第三极片，所述第三极片包括第三集流体，及设置于所述第三集流体两侧的活性层，
所述电池还包括集流体连接层，从所述极片厚度方向电连接具有相同极性的多个所述极片的集流体。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述集流体连接层为导电胶层或焊接层。
9.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，与所述极柱连接的所述集流体连接层外侧设有电芯绝缘层，和/或所述极柱未穿设所述壳体的周缘设有所述电芯绝缘层，以与所述壳体绝缘设置。
10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述绝缘层、所述极柱、所述电芯单元、所述第一导接层及所述第二导接层层叠设置，且厚度大于所述壳体收容腔内的高度，以使所述绝缘层、所述极柱、所述电芯单元、所述第一导接层及所述第二导接层紧密连接。
11.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述绝缘层完全覆盖所述极柱临近所述壳体的表面；和/或，
所述极柱完全覆盖与其连接的所述第一导接层或所述第二导电层，并覆盖与其连接的所述第一电极输出端或所述第二电极输出端。
12.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池为纽扣电池。
13.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的电池。
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