CN114284644B - 转接结构及包含其的全极耳卷芯、全极耳电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转接结构及包含其的全极耳卷芯、全极耳电池。全极耳电池的转接结构，用于与全极耳卷芯的极耳电连接，转接结构上开设有与其同轴设置的通孔，且转接结构具有由外至内顺次环绕相连的对接部、周边覆盖部、连接部、中间覆盖部，通孔开设在所述中间覆盖部上。其中，中间覆盖部高于周边覆盖部，对接部由周边覆盖部的自由端向上弯折形成。使用本发明的全极耳电池的转接结构可以更有效的利用电池的外壳内部空间，提升同型号的电池的能量密度。

Description

转接结构及包含其的全极耳卷芯、全极耳电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种转接结构及包含其的全极耳卷芯、全极耳电池。

背景技术

电芯和极耳转接结构为电池的一部分，电芯具有极耳和卷芯本体，极耳转接结构用于与极耳焊接连接，实现对极耳的延伸，完成卷芯与外部机械结构的连接。在电池制造时，辊槽工艺后，电池的外壳设有凹槽，固定的电池型号中，凹槽的高度固定。如图1所示，现有的极耳转接结构大多为平直状，且极耳揉平面与极耳转接结构形状相配，再与极耳转接结构焊接，电芯和极耳转接结构位于凹槽下方。外壳内由凹槽的槽底包围形成的区域6将无法被有效利用，在固定的容积内，极耳要占据一定空间，卷芯本体可占据的空间无法最大化利用，使得锂离子电池的能量密度较低。

现需要一种新型的极耳转接结构，使得能够有效利用电池内部的空间，并且能够提高卷芯本体的高度，进而提升电池的能量密度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转接结构及包含其的全极耳卷芯、全极耳电池，配合使用该转接结构可以更有效的利用电池的外壳内部空间，提升同型号的电池中电池的能量密度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种全极耳电池的转接结构，用于与全极耳卷芯的极耳电连接，所述转接结构上开设有与其同轴设置的通孔，且所述转接结构具有由外至内顺次环绕相连的对接部、周边覆盖部、连接部、中间覆盖部，所述通孔开设在所述中间覆盖部上；

其中，所述中间覆盖部高于所述周边覆盖部，所述对接部由所述周边覆盖部的自由端向上弯折形成。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于转接结构的中间覆盖部高于周边覆盖部，中间覆盖部可位于电池外壳内由辊槽工艺形成的凹槽的槽底包围形成的区域中，让电池内的空间得到更好的利用。同时电芯的极耳的形状也将改变，让其与该转接结构相匹配，从而极耳的中间部高于边缘部。与现有技术中同样体积的平直极耳相比，本实施例中极耳的边缘部将更薄，电池的外壳中位于凹槽下方的空间可以放置更高的卷芯本体，进而提升了电池的能量密度，且在卷芯本体高度更高的情况下，凹槽也没有对极耳的边缘部造成干涉。

在一实施例中，所述对接部、所述周边覆盖部、所述连接部、所述中间覆盖部以及所述通孔同轴设置。

在一实施例中，所述对接部、周边覆盖部、连接部、中间覆盖部为一体件。

在一实施例中，所述连接部与所述周边覆盖部以及所述中间覆盖部连接角度不小于90°，所述对接部与所述周边覆盖部连接角度在45°至135°之间。

本发明的实施方式还提供一种全极耳卷芯，包括：

卷芯本体；

极耳，由所述卷芯本体垂直于其中心轴的端面延伸形成，并具有中间部及由所述中间部的底端径向延伸形成的边缘部，沿所述卷芯本体轴向所述中间部的厚度大于所述边缘部的厚度；以及

如上述任意一项所述的转接结构，设于所述卷芯本体的轴向的一端侧，覆盖所述极耳并与所述极耳电连接。

本发明的实施方式还提供一种全极耳电池，包括：外壳以及设置在所述外壳内的全极耳卷芯；

所述全极耳卷芯包括卷芯本体、极耳以及转接结构，所述极耳由所述卷芯本体垂直于其中心轴的端面延伸形成，并具有中间部及由所述中间部的底端径向延伸形成的边缘部，沿所述卷芯本体轴向所述中间部的厚度大于所述边缘部的厚度，所述转接结构与所述极耳电连接，并开设有与所述转接结构同轴设置的通孔，且所述转接结构具有由外至内顺次环绕相连的对接部、周边覆盖部、连接部、中间覆盖部，所述通孔开设在所述中间覆盖部上；

其中，所述中间覆盖部高于所述周边覆盖部，所述对接部由所述周边覆盖部的自由端向上弯折形成，所述对接部与所述外壳的内壁相连，且所述外壳与所述对接部相连的区域设有开口朝外且向所述外壳内凹陷的凹槽，所述对接部与所述凹槽的外壁连接。

在一实施例中，所述周边覆盖部沿所述卷芯本体径向的宽度与所述卷芯本体的半径比在5％至60％之间。

在一实施例中，所述中间部沿所述卷芯本体轴向的厚度与所述中间部以及所述边缘部沿所述卷芯本体轴向的厚度的比在5％至80％之间。

在一实施例中，所述凹槽沿所述卷芯本体径向的宽度小于所述周边覆盖部沿所述卷芯本体的径向宽度。

在一实施例中，所述凹槽沿所述卷芯本体径向的宽度大于所述对接部的宽度。

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是现有技术中全极耳电池的结构示意图；

图2是本发明的一个实施例的转接结构的结构示意图；

图3是本发明的另一个实施例的全极耳电池的结构示意图；

图4是本发明的再一个实施例的全极耳电池的结构示意图；

图5是图4中A的局部放大图。

附图标记：

1、转接结构；11、通孔；12、对接部；13、周边覆盖部；14、连接部；15、中间覆盖部；

2、极耳；21、中间部；22、边缘部；

3、卷芯本体；

4、外壳；

5、凹槽；

6、现有技术中外壳内由凹槽的槽底包围形成的区域。

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2以及图3所示，本发明一实施例提供的一种全极耳电池的转接结构1，用于与全极耳卷芯的极耳2电连接，转接结构1上开设有与其同轴设置的通孔11，且转接结构1具有由外至内顺次环绕相连的对接部12、周边覆盖部13、连接部14、中间覆盖部15，通孔11开设在中间覆盖部15上。其中，中间覆盖部15高于周边覆盖部13，对接部12由周边覆盖部13的自由端向上弯折形成。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于转接结构的中间覆盖部高于周边覆盖部，中间覆盖部可位于电池外壳内由辊槽工艺形成的凹槽的槽底包围形成的区域中，让电池内的空间得到更好的利用。同时电芯的极耳的形状也将改变，让其与该转接结构相匹配，从而极耳的中间部高于边缘部。与现有技术中同样体积的平直极耳相比，本实施例中极耳的边缘部将更薄，电池的外壳中位于凹槽下方的空间可以放置更高的卷芯本体，进而提升了电池的能量密度，且在卷芯本体高度更高的情况下，凹槽也没有对极耳的边缘部造成干涉。

进一步地，如图2所示，对接部12、周边覆盖部13、连接部14、中间覆盖部15以及通孔11同轴设置。通过同轴设置，有利于加工，本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。

此外，对接部12、周边覆盖部13、连接部14、中间覆盖部15设置为一体件，通过压持弯折定型成图2的结构，一体件的电连接性能更优，本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。应理解，对接部12、周边覆盖部13、连接部14、中间覆盖部15也可为各自独立的部件，通过焊接或其他方式连接。

另外地，连接部14与周边覆盖部13以及中间覆盖部15连接角度不小于90°，对接部12与周边覆盖部13连接角度在45°至135°之间。这种设置方式加工方便且空间利用率大。连接部14与周边覆盖部13以及中间覆盖部15均呈角度设置，对接部12与周边覆盖部13呈角度相连。优选地，如图2所示，连接部14与周边覆盖部13以及中间覆盖部15均垂直设置，而对接部12与周边覆盖部13垂直相连。

本发明另一实施例还提供一种全极耳卷芯，全极耳卷芯由正极片、负极片和位于正极片与负极片之间的隔膜堆叠后卷绕而成。如图3所示，在全极耳电池加工过程中，将全极耳卷芯置于外壳4中，此时外壳4还没有进行辊槽工艺。

该全极耳卷芯包括：卷芯本体3、极耳2以及转接结构1。极耳2由卷芯本体3垂直于其中心轴的端面延伸形成，并具有中间部21及由中间部21的底端径向延伸形成的边缘部22。此处，中间部21的底端即为中间部21靠近卷芯本体3的一端。沿卷芯本体3轴向方向上，中间部21的高度大于边缘部22的高度。转接结构1设于卷芯本体3的轴向的一端侧，覆盖极耳2并与极耳2电连接。此处的转接结构1与前述实施例所述的转接结构1相同，此处不再详述。该全极耳卷芯异型全极耳卷芯。

通过上述关于转接结构1的分析可知，本实施例提供的全极耳卷芯，相对于现有技术而言，凹槽的槽底包围形成的区域可以被利用并被极耳2占据，在凹槽的高度固定的情况下，放置在极耳2下侧的卷芯本体3的高度可以设置的更高一些，可以提高卷芯本体3大约0.5-1mm，进而提升能量密度。

本发明再一实施例还提供一种全极耳电池，如图4以及图5所示，图4为在全极耳电池加工过程中，将全极耳卷芯置于外壳4中，并对外壳4进行了辊槽工艺，此时外壳4的顶端有向内凹陷的凹槽5。该全极耳电池包括：外壳4以及设置在外壳4内的全极耳卷芯。该全极耳卷芯包括卷芯本体3、极耳2以及转接结构1，极耳2由卷芯本体3垂直于其中心轴的端面延伸形成，并具有中间部21及由中间部21的底端径向延伸形成的边缘部22，沿卷芯本体3轴向，中间部21的厚度大于边缘部22的厚度。转接结构1与极耳2电连接，并开设有与转接结构1同轴设置的通孔11，且转接结构1具有由外至内顺次环绕相连的对接部12、周边覆盖部13、连接部14、中间覆盖部15，通孔11开设在中间覆盖部15上。其中，中间覆盖部15高于周边覆盖部13，对接部12由周边覆盖部13的自由端向上弯折形成，对接部12与外壳4的内壁相连，且外壳4与对接部12相连的区域设有开口朝外且向外壳4内凹陷的凹槽5，对接部12与凹槽5的外壁连接。对接部12可焊接固定在外壳4上。

通过上述关于转接结构1的分析可知，本实施例提供的全极耳电池，相对于现有技术而言，外壳内被凹槽5的槽底包围的区域可以被利用并被极耳2占据，在凹槽5的高度固定的情况下，放置在极耳2下侧的卷芯本体3的高度可以设置的更高一些，提高卷芯本体3大约0.5-1mm，进而提升能量密度。

进一步地，如图4所示，周边覆盖部13沿卷芯本体3径向的宽度与卷芯本体3的半径比在5％至60％之间。通过这种设置，可以将设置在周边覆盖部13与卷芯本体3之间的边缘部22的极耳2尽可能的少，此时边缘部22的厚度就会更薄，因在辊槽工艺中，在外壳4上形成的凹槽5距离外壳4底端的高度固定，卷芯本体3高度即可设置的更高，进而提升能量密度，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4所示，所述中间部21沿所述卷芯本体3轴向的厚度与所述中间部21以及所述边缘部22沿所述卷芯本体3轴向的厚度的比在5％至80％之间。此时，可以将设置在周边覆盖部13与卷芯本体3之间的边缘部22的极耳2尽可能的少，而设置在中间覆盖部15与卷芯本体3之间的中间部21的极耳2尽可能的多，不至于与其他结构干涉，极大的利用了现有技术中未被利用的部分空间，即外壳上凹槽5的槽底围绕形成的区域，为处于下方的卷芯本体3留出了更多的空间，可以提高卷芯本体3的高度，进而提升能量密度，本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。

另外地，如图4以及图5所示，凹槽5沿卷芯本体3径向的宽度小于周边覆盖部13沿卷芯本体3的径向宽度。通过辊槽工艺在外壳4上辊压出开口朝外且向外壳4内凹陷的凹槽5，对接部12也随外壳4一同向内凹陷，并叠压至周边覆盖部13之上。设置凹槽5沿卷芯本体3径向的宽度小于周边覆盖部13沿卷芯本体3的径向宽度，不至于辊槽工艺后对转接结构1造成干涉，本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。

进一步地，如图4以及图5所示，凹槽5沿卷芯本体3径向的宽度大于对接部12的宽度。本领域技术人员可以根据实际需要来进行设置。

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)

1.一种全极耳电池的转接结构，用于与全极耳卷芯的极耳电连接，其特征在于，所述转接结构上开设有与其同轴设置的通孔，且所述转接结构具有由外至内顺次环绕相连的对接部、周边覆盖部、连接部、中间覆盖部，所述通孔开设在所述中间覆盖部上；

其中，所述中间覆盖部高于所述周边覆盖部，所述对接部由所述周边覆盖部的自由端向上弯折形成；

所述中间覆盖部位于电池外壳内内凹陷的凹槽的槽底包围形成的区域中。

2.根据权利要求1所述的转接结构，其特征在于，所述对接部、所述周边覆盖部、所述连接部、所述中间覆盖部以及所述通孔同轴设置。

3.根据权利要求1所述的转接结构，其特征在于，所述对接部、周边覆盖部、连接部、中间覆盖部为一体件。

4.根据权利要求1所述的转接结构，其特征在于，所述连接部与所述周边覆盖部以及所述中间覆盖部连接角度不小于90°，所述对接部与所述周边覆盖部连接角度在45°至135°之间。

5.一种全极耳卷芯，其特征在于，包括：

卷芯本体；

极耳，由所述卷芯本体垂直于其中心轴的端面延伸形成，并具有中间部及由所述中间部的底端径向延伸形成的边缘部，沿所述卷芯本体轴向所述中间部的高度大于所述边缘部的高度；以及

如权利要求1至4中任意一项所述的转接结构，设于所述卷芯本体的轴向的一端侧，覆盖所述极耳并与所述极耳电连接。

6.一种全极耳电池，其特征在于，包括：外壳以及设置在所述外壳内的全极耳卷芯；所述全极耳卷芯包括卷芯本体、极耳以及转接结构，所述极耳由所述卷芯本体垂直于其中心轴的端面延伸形成，并具有中间部及由所述中间部的底端径向延伸形成的边缘部，沿所述卷芯本体轴向所述中间部的高度大于所述边缘部的高度，所述转接结构与所述极耳电连接，并开设有与所述转接结构同轴设置的通孔，且所述转接结构具有由外至内顺次环绕相连的对接部、周边覆盖部、连接部、中间覆盖部，所述通孔开设在所述中间覆盖部上；

其中，所述中间覆盖部高于所述周边覆盖部，所述对接部由所述周边覆盖部的自由端向上弯折形成，所述对接部与所述外壳的内壁相连，且所述外壳与所述对接部相连的区域设有开口朝外且向所述外壳内凹陷的凹槽，所述对接部与所述凹槽的外壁连接。

7.根据权利要求6所述的全极耳电池，其特征在于，所述周边覆盖部沿所述卷芯本体径向的宽度与所述卷芯本体的半径比在5％至60％之间。

8.根据权利要求7所述的全极耳电池，其特征在于，所述中间部沿所述卷芯本体轴向的厚度与所述中间部以及所述边缘部沿所述卷芯本体轴向的厚度的比在5％至80％之间。

9.根据权利要求6所述的全极耳电池，其特征在于，所述凹槽沿所述卷芯本体径向的宽度小于所述周边覆盖部沿所述卷芯本体的径向宽度。

10.根据权利要求9所述的全极耳电池，其特征在于，所述凹槽沿所述卷芯本体径向的宽度大于所述对接部的宽度。