CN115189099A - 电池极耳及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池极耳及电池,包括多个依次堆叠设置的金属片,各金属片具有焊接区和除焊接区以外的加强区,且多个金属片的多个焊接区一一对应设置并依次堆叠形成焊接总区,且任意相邻的两个焊接区相互抵接,通过对焊接总区进行焊接以将多个金属片固定并在焊接总区形成焊印,各加强区设置有多个间隔设置的加强结构。本发明加强结构避免在电池极耳焊接过程出现褶皱或翻折的情况,且由于焊接区与加强结构分区设置,加强结构不会对焊接区造成影响,利于在对焊接总区焊接的过程中,多个金属片的焊接区始终保持依次相抵状态,消除缝隙影响,保证焊接良好且有效,提高焊接质量,延长电池的使用寿命,提高电池的使用安全性,同时提高电池质量。

Description

电池极耳及电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种电池极耳及电池。
背景技术
随着全球经济水平的不断发展,电池越来越广泛的应用在用电产品中,电池性能是评估用电产品质量的重要指标。锂离子电池的两个电池极耳分别为正极耳和负极耳,极耳通常由集流体上的多个金属片堆叠后焊接成型,从而减小电池的内阻,提升电池的容量和倍率性能。但是,多个金属片堆叠焊接容易引起极耳褶皱和翻折的情况,而如果通过在金属片上设置加强结构避免极耳出现褶皱和翻折问题后,又会由于加强结构的设置导致金属片之间形成缝隙,该缝隙则会造成焊接过程中金属片之间不能有效贴合而引起焊接不良或失效的问题,而焊接不良则可能会导致极耳聚集大量热量,诱发电池局部温度升高,严重危害电池的使用寿命和安全。同时,金属和非金属粉尘颗粒也容易进入金属片之间的缝隙,导致单位时间内的电池电压降(K值)过高或失效,影响电池质量。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电池极耳及电池,旨在解决现有技术中电池极耳容易出现焊接不良或失效而影响电池使用寿命与安全的问题。
为实现上述目的,本发明提出一种电池极耳,所述电池极耳包括多个依次堆叠设置的金属片,各所述金属片具有焊接区和除所述焊接区以外的加强区,且多个所述金属片的多个所述焊接区一一对应设置并依次堆叠形成焊接总区,且任意相邻的两个所述焊接区相互抵接,通过对所述焊接总区进行焊接以将多个所述金属片固定并在所述焊接总区形成焊印,各所述加强区设置有多个间隔设置的加强结构。
可选地,所述焊接区为平面区,任意相邻的两个所述焊接区相互贴合。
可选地,所述焊印远离所述加强区设置。
可选地,各所述金属片具有多个所述焊接区,多个所述金属片的所述焊接区的数量一致且一一对应设置,任一所述焊接区和与其对应的其余所述焊接区依次堆叠形成一个所述焊接总区,各所述焊接总区形成有一个所述焊印。
可选地,同一所述金属片的多个所述焊接区间隔分布。
可选地,多个所述金属片的堆叠方向为第一方向;
各所述加强区的多个所述加强结构均为凸起结构,所述凸起结构自所述金属片沿所述第一方向凸出形成;或者,
各所述加强区的多个所述加强结构均为凹槽结构,所述凹槽结构自所述金属片沿与所述第一方向相反的方向凹陷形成;或者,
各所述加强区的多个所述加强结构中,其中部分所述加强结构为凸起结构,其余所述加强结构为凹槽结构;所述凸起结构自所述金属片沿所述第一方向凸出形成,所述凹槽结构自所述金属片沿与所述第一方向相反的方向凹陷形成。
可选地,多个所述金属片的所述加强结构数量一致且一一对应设置。
可选地,各所述金属片的所述加强结构与相邻的所述金属片抵接;和/或,各所述加强区除所述加强结构以外的结构为平面结构。
可选地,所述加强结构为冲压成型结构。
本发明还提出一种电池,所述电池包括两个如上所述的电池极耳,其中一个所述电池极耳为正极耳,另一个所述电池极耳为负极耳。
本发明还提出一种电池,所述电池包括如上所述的电池极耳。
本发明的技术方案中,电池极耳的多个焊接区依次堆叠形成焊接总区,且相邻布置的两个焊接区相互抵接,避免两者之间由于互不抵接而出现缝隙的情况。并且,各金属片的加强区设置有多个间隔设置的加强结构,加强结构可提升电池极耳的机械强度,避免在电池极耳焊接过程出现褶皱或翻折的情况,同时提高电池极耳的结构稳定性,减少在转运过程中出现电池极耳变形等不良情况。由于各金属片的加强区位于焊接区以外,即,设置于加强区的加强结构与焊接区不会交叠,焊接区与加强结构分区设置,加强结构不会对焊接区造成影响,利于在对焊接总区焊接的过程中,多个金属片的焊接区始终保持依次相抵状态,消除缝隙影响,保证焊接良好且有效,提高焊接质量,使得电池极耳形成稳定、高效地传递电子和热量的通道,避免极耳在焊接过程中聚集大量热量而诱发电池局部温度升高的情况,延长电池的使用寿命,提高电池的使用安全性。同时,多个金属片的焊接区始终保持依次相抵状态可避免金属或非金属粉尘颗粒进入金属片之间,保证单位时间内的电池K值正常,提高电池质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对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,显而易见地,下面描述中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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例电池极耳的俯视示意图;
图2为本发明一实施例电池极耳的侧视爆炸示意图。
附图标号说明:
标号 名称 标号 名称
100 电池极耳 12 加强区
10 金属片 121 加强结构
11 焊接总区 121a 凸起结构
111 焊接区 13 焊印
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种电池极耳。
如图1和图2所示,在一实施例中,电池极耳100包括多个依次堆叠设置的金属片10,各金属片10具有焊接区111和除焊接区111以外的加强区12,且多个金属片10的多个焊接区111一一对应设置并依次堆叠形成焊接总区11,且任意相邻的两个焊接区111相互抵接,通过对焊接总区11进行焊接以将多个金属片10固定并在焊接总区11形成焊印13,各加强区12设置有多个间隔设置的加强结构121。
本实施例的电池极耳100可应用在锂离子电池中,可以理解地,锂离子电池包含正极、负极、隔膜、电解液和两个电池极耳100等结构件。两个电池极耳100分别为正极耳和负极耳,正极耳是从正极中引出来的金属导体,它是电池正极与电池正极柱连接的关键接触点。负极耳则是从负极中引出来的金属导体,它是电池负极与电池负极柱连接的关键接触点。
当电池进行充电时,正极材料表面发生电化学反应释放电子,经正极集流体流经正极耳,流向正极柱后进入外部负载,再从负极柱流入,经负极耳流经负极集流体,在负极材料表面发生电化学反应后嵌入负极。
当电池进行放电时,负极材料表面发生电化学反应释放电子,经负极集流体流经负极耳,流向负极柱后进入外部负载,再从正极柱流入,经正极耳流经正极集流体,在正极材料表面发生电化学反应后嵌入正极。可见,电池进行充电与电池进行放电时电子传递路径相同,方向相反。
如图1和图2所示,本实施例的电池极耳100包括由下至上依次堆叠的多个金属片10,各金属片10具有焊接区111和加强区12,其中,加强区12是金属片10上除焊接区111以外的区域,如图1所示,为方便表示焊接区111与加强区12的划分,焊接区111与加强区12之间用虚线表示划分。由下至上依次堆叠的多个金属片10中,多个焊接区111一一对应设置,即,上层金属片10的焊接区111与下层金属片10的焊接区111对应,从而使得多个焊接区111由下至上依次堆叠形成焊接总区11,且上下相邻布置的两个焊接区111相互抵接,避免两者之间由于互不抵接而出现缝隙的情况。
并且,各金属片10的加强区12设置有多个间隔设置的加强结构121,加强结构121可提升电池极耳100的机械强度,避免在电池极耳100焊接过程出现褶皱或翻折的情况,同时提高电池极耳100的结构稳定性,减少在转运过程中出现电池极耳100变形等不良情况。由于各金属片10的加强区12位于焊接区111以外,即,设置于加强区12的加强结构121与焊接区111不会交叠,焊接区111与加强结构121分区设置,加强结构121不会对焊接区111造成影响,利于在对焊接总区11焊接的过程中,多个金属片10的焊接区111始终保持依次相抵状态,消除缝隙影响,保证焊接良好且有效,提高焊接质量,使得电池极耳100形成稳定、高效地传递电子和热量的通道,避免极耳在焊接过程中聚集大量热量而诱发电池局部温度升高的情况,延长电池的使用寿命,提高电池的使用安全性。同时,多个金属片10的焊接区111始终保持依次相抵状态可避免金属或非金属粉尘颗粒进入金属片10之间,保证单位时间内的电池K值正常,提高电池质量。
可以理解地,对焊接总区11可进行超声焊接,对焊接总区11进行超声焊接后,可将多个金属片10固定,形成结构稳定的电池极耳100,并在金属片10上形成焊印13,焊印13则代表超声焊接的焊接轨迹。超声焊接技术及焊印13的形成均为现有技术,在此不做赘述。为方便辨识焊印13,焊印13在图1中用填充线表示,在图2中用波浪线表示,仅以示区分。
进一步地,焊接区111为平面区,任意相邻的两个焊接区111相互贴合。如图1和图2所示,焊接区111可为金属片10的左侧区域,将各金属片10的焊接区111均设置为平面区,使得任意相邻的两个焊接区111相互贴合,进而使得多个焊接区111由下至上依次贴合,保证上下相邻的两个焊接区111不会出现缝隙,进一步提高焊接质量,延长电池的使用寿命并提高电池的使用安全性。同时,进一步提高了其避免金属或非金属粉尘颗粒进入金属片10之间的可靠性,提高电池质量。
更进一步地,焊印13远离加强区12设置。如图1和图2所示,焊印13位于焊接总区11内,且焊印13远离加强区12设置,使得焊印13远离加强区12的加强结构121,进一步消除加强结构121对焊接区111的影响,保证上下相邻的两个焊接区111贴合良好,更进一步提高焊接质量及电池质量。
在一实施例中,各金属片10具有多个焊接区111,多个金属片10的焊接区111的数量一致且一一对应设置,任一焊接区111和与其对应的其余焊接区111依次堆叠形成一个焊接总区11,各焊接总区11形成有一个焊印13。
具体地,各金属片10的多个焊接区111可分布在加强区12以外的区域,焊接区111可以依次分布,也可以间隔分布,可以规则分布,也可以不规则分布。由下至上依次堆叠的多个金属片10中,多个金属片10的焊接区111的数量一致,即各金属片10均具有数量一致的焊接区111,且由下至上依次堆叠的多个金属片10中,焊接区111的数量一致且一一对应,即,各金属片10的多个焊接区111和与其相邻的金属片10的多个焊接区111为一一对应关系,使得任一焊接区111和与其对应的其余焊接区111依次堆叠形成一个焊接总区11,各焊接总区11形成有一个焊印13。
可以理解地,电池极耳100具有多个焊接总区11,可通过对各焊接总区11进行焊接,以将多个金属片10进行多点焊接,实现多个金属片10的多点固定,提高电池极耳100的结构稳定性。需要说明的是,各金属片10的焊接区111的数量可根据实际使用需求灵活设定,本发明对各金属片10的焊接区111的数量不作限定。
在一实施例中,同一金属片10的多个焊接区111间隔分布,从而使得多个焊接区111之间不会相互影响,利于提高焊接质量,进而提高电池质量。
在一实施例中,多个金属片10的堆叠方向为第一方向;各加强区12的多个加强结构121均为凸起结构121a,凸起结构121a自金属片10沿第一方向凸出形成。可以理解地,该实施例中,多个金属片10的堆叠方向为由下至上,即,第一方向为由下至上的方向,各加强区12的多个加强结构121均为凸起结构121a,凸起结构121a自金属片10向上凸出形成,凸起结构121a提升电池极耳100的机械强度,避免在电池极耳100焊接过程出现褶皱或翻折的情况。
在另一实施例中,多个金属片10的堆叠方向为第一方向;各加强区12的多个加强结构121均为凹槽结构,凹槽结构自金属片10沿与第一方向相反的方向凹陷形成。可以理解地,该实施例中,多个金属片10的堆叠方向为由下至上,即,第一方向为由下至上的方向,与第一方向相反的方向则为由上至下。各加强区12的多个加强结构121均为凹槽结构,凹槽结构自金属片10向下凹陷形成,凹槽结构提升电池极耳100的机械强度,避免在电池极耳100焊接过程出现褶皱或翻折的情况。
在又一实施例中,多个金属片10的堆叠方向为第一方向;各加强区12的多个加强结构121中,其中部分加强结构121为凸起结构121a,其余加强结构121为凹槽结构;凸起结构121a自金属片10沿第一方向凸出形成,凹槽结构自金属片10沿与第一方向相反的方向凹陷形成。可以理解地,该实施例中,多个金属片10的堆叠方向为由下至上,即,第一方向为由下至上的方向,各加强区12的多个加强结构121中,其中部分加强结构121为凸起结构121a,凸起结构121a自金属片10向上凸出形成,其余加强结构121为凹槽结构,凹槽结构自金属片10向下凹陷形成,凸起结构121a和凹槽结构均能提升电池极耳100的机械强度,避免在电池极耳100焊接过程出现褶皱或翻折的情况。
在一实施例中,加强结构121的横截面可为锯齿状或碗状或其他呈凸起或凹陷的形状,只要在易于制作的基础上提高电池极耳100的机械强度即可。
在一实施例中,多个金属片10的加强结构121数量一致且一一对应设置。多个金属片10的加强结构121的数量一致,即各金属片10均具有数量一致的加强结构121,且由下至上依次堆叠的多个金属片10中,加强结构121的数量一致且一一对应,即,各金属片10的多个加强结构121和与其相邻的金属片10的多个加强结构121为一一对应关系,保证金属片10的结构一致性,便于制作。
需要说明的是,加强结构121可一体成型于金属片10上,当金属片10的加强结构121为凸起结构121a时,凸起结构121a的底部则形成凹槽,以避让下一个金属片10的凸起结构121a,使得相邻的两个金属片10的加强区12之间缝隙减少,利于提高多个金属片10之间的堆叠紧密性,进一步提高焊接质量及电池质量。同理,当金属片10的加强结构121为凸起结构121a时,凸起结构121a的底部则形成凹槽,以避让下一个金属片10的凸起结构121a,使得相邻的两个金属片10的加强区12之间缝隙减少,利于提高多个金属片10之间的堆叠紧密性,进一步提高焊接质量及电池质量。
在其他实施例中,多个金属片10的加强结构121的数量可不一致,任意相邻的两个金属片10中,其中一个金属片10的加强结构121与另一个金属片10的加强结构121错位分布,以防两个加强结构121出现相互干涉而导致金属片10的加强区12的缝隙变大的情况。本发明加强结构121的形状、数量且分布方式可根据实际情况灵活设置,本发明对此不作限制。
在一实施例中,各金属片10的加强结构121与相邻的金属片10抵接,可以理解地,加强结构121位于加强区12内,相邻的两个金属片10中,设置于其中一个金属片10的加强结构121与另一个金属片10抵接,具体与另一个金属片10的加强区12抵接,使得相邻的两个金属片10的加强区12之间缝隙减少,利于提高多个金属片10之间的堆叠紧密性,进一步提高焊接质量及电池质量。
进一步地,各加强区12除加强结构121以外的结构为平面结构,不仅易于制作,而且使得相邻两个金属片10中,其中一个金属片10的加强结构121与另一个金属片10上除加强结构121以外的平面结构相互贴紧,使得相邻的两个金属片10的加强区12之间缝隙进一步减少,利于提高多个金属片10之间的堆叠紧密性,更进一步提高焊接质量及电池质量。
在一实施例中,加强结构121为冲压成型结构,通过冲压工艺使得各金属片10的加强区12成型加强结构121,不仅便于制作,且省略了金属片10与加强结构121之间装配工艺和装配误差。
本发明电池极耳100中,金属片10为铝箔、镍箔或复合金属片10,其中,金属片10为复合金属片10时,可呈三明治结构,以铜箔或铝箔作为基层,在铜箔或铝箔的上下表面各铺设一层PE层,PE为乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,为现有技术,在此不再赘述。
本发明还提出一种电池,电池包括两个上述的电池极耳100,其中一个电池极耳100为正极耳,另一个电池极耳100为负极耳。该电池可为锂离子电池,在一实施例中,正极耳中,各金属片10的厚度为6μm~25μm,优选为12μm,加强结构121的高度为1μm~10μm;负极耳中,各金属片10的厚度为3μm~25μm,优选为6μm,加强结构121的高度为1μm~8μm,结构设计合理,易于制作。该电池中电池极的具体结构参照上述实施例,由于本电池采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池极耳,其特征在于,所述电池极耳包括多个依次堆叠设置的金属片,各所述金属片具有焊接区和除所述焊接区以外的加强区,且多个所述金属片的多个所述焊接区一一对应设置并依次堆叠形成焊接总区,且任意相邻的两个所述焊接区相互抵接,通过对所述焊接总区进行焊接以将多个所述金属片固定并在所述焊接总区形成焊印,各所述加强区设置有多个间隔设置的加强结构。
2.如权利要求1所述的电池极耳,其特征在于,所述焊接区为平面区,任意相邻的两个所述焊接区相互贴合。
3.如权利要求2所述的电池极耳,其特征在于,所述焊印远离所述加强区设置。
4.如权利要求1所述的电池极耳,其特征在于,各所述金属片具有多个所述焊接区,多个所述金属片的所述焊接区的数量一致且一一对应设置,任一所述焊接区和与其对应的其余所述焊接区依次堆叠形成一个所述焊接总区,各所述焊接总区形成有一个所述焊印。
5.如权利要求4所述的电池极耳,其特征在于,同一所述金属片的多个所述焊接区间隔分布。
6.如权利要求1~5中任一项所述的电池极耳,其特征在于,多个所述金属片的堆叠方向为第一方向;
各所述加强区的多个所述加强结构均为凸起结构,所述凸起结构自所述金属片沿所述第一方向凸出形成;或者,
各所述加强区的多个所述加强结构均为凹槽结构,所述凹槽结构自所述金属片沿与所述第一方向相反的方向凹陷形成;或者,
各所述加强区的多个所述加强结构中,其中部分所述加强结构为凸起结构,其余所述加强结构为凹槽结构;所述凸起结构自所述金属片沿所述第一方向凸出形成,所述凹槽结构自所述金属片沿与所述第一方向相反的方向凹陷形成。
7.如权利要求1~5中任一项所述的电池极耳,其特征在于,多个所述金属片的所述加强结构数量一致且一一对应设置。
8.如权利要求1~5中任一项所述的电池极耳,其特征在于,各所述金属片的所述加强结构与相邻的所述金属片抵接;和/或,各所述加强区除所述加强结构以外的结构为平面结构。
9.如权利要求1~5中任一项所述的电池极耳,其特征在于,所述加强结构为冲压成型结构。
10.一种电池,其特征在于,所述电池包括两个如权利要求1~9中任一项所述的电池极耳,其中一个所述电池极耳为正极耳,另一个所述电池极耳为负极耳。
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