CN116683011A - 电池及电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域,提出了一种电池及电池的制备方法。电池包括:电极引出结构;圆柱状卷芯,第一极耳由主体的一侧延伸而出,主体包括隔膜,第一极耳包括相连接的第一区域和第二区域,第二区域与电极引出结构焊接电连接;沿圆柱状卷芯的高度方向上,隔膜覆盖第一区域,且第一区域和第二区域在主体的端面上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积,不仅可以在第二区域与电极引出结构焊接过程中,通过第一区域可以实现热量的散出,降低热量传递至隔膜的量,避免损伤隔膜,同时第一区域的设置也可以形成对第二区域的有效支撑,降低第一极耳发生损伤的几率,进而有效提高电池的安全使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池及电池的制备方法。
背景技术
相关技术中,电池可以包括电极引出结构和电芯,电芯的极耳可以与电极引出结构焊接电连接,极耳与电极引出结构焊接过程中可能会出现大量热聚集,可能会影响到电芯的安全性能。
发明内容
本发明提供一种电池及电池的制备方法,以改善电池的使用性能。
根据本发明的第一个方面,提供了一种电池,包括:
电极引出结构;
圆柱状卷芯,圆柱状卷芯包括主体和第一极耳,第一极耳由主体的一侧延伸而出,主体包括隔膜,第一极耳包括相连接的第一区域和第二区域,第一区域与主体相连接,第二区域连接于第一区域背离主体的一端,第二区域与电极引出结构焊接电连接;
其中,沿圆柱状卷芯的高度方向上,隔膜覆盖第一区域,且第一区域和第二区域在主体的端面上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积。
本发明实施例的电池包括电极引出结构和圆柱状卷芯,电极引出结构和圆柱状卷芯电连接。圆柱状卷芯包括主体和由主体的一侧延伸而出的第一极耳,第一极耳与电极引出结构焊接电连接。通过使得第一极耳包括相连接的第一区域和第二区域,并且主体的隔膜覆盖第一区域,从而可以提高隔膜的绝缘保护能力,而第一区域和第二区域在主体的端面上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积,不仅可以在第二区域与电极引出结构焊接过程中,通过第一区域可以实现热量的散出,降低热量传递至隔膜的量,避免损伤隔膜,由此保证隔膜的绝缘保护能力,同时第一区域的设置也可以形成对第二区域的有效支撑,降低第一极耳发生损伤的几率,进而有效提高电池的安全使用性能。
根据本发明的第二个方面,提供了一种电池的制备方法,包括:
卷绕形成圆柱状卷芯,以使得圆柱状卷芯包括主体和第一极耳;
切割第一极耳,以使得第一极耳包括相连接的第一区域和第二区域,第一区域与主体相连接,第二区域连接于第一区域背离主体的一端,且沿圆柱状卷芯的高度方向上,主体的隔膜覆盖第一区域,第一区域和第二区域在主体的端面上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积;
焊接第二区域与电极引出结构。
本发明实施例的电池的制备方法通过卷绕形成圆柱状卷芯,并对圆柱状卷芯的第一极耳进行切割,从而形成了相连接的第一区域和第二区域,而主体的隔膜覆盖第一区域,从而可以提高隔膜的绝缘保护能力,第一区域和第二区域在主体的端面上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积,不仅可以在第二区域与电极引出结构焊接过程中,通过第一区域可以实现热量的散出,降低热量传递至隔膜的量,避免损伤隔膜,由此保证隔膜的绝缘保护能力,同时第一区域的设置也可以形成对第二区域的有效支撑,降低第一极耳发生损伤的几率,进而有效提高电池的安全使用性能。
附图说明
为了更好地理解本公开,可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的,并且相关的元件可能省略,以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外,相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外,在附图中,同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中:
图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池的结构示意图;
图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池的圆柱状卷芯的结构示意图;
图3是根据一示例性实施方式示出的一种电池的圆柱状卷芯的部分结构示意图;
图4是根据一示例性实施方式示出的一种电池的圆柱状卷芯的部分展开结构示意图;
图5是根据另一示例性实施方式示出的一种电池的圆柱状卷芯的部分展开结构示意图;
图6是根据一示例性实施方式示出的一种电池的制备方法的流程示意图;
图7是根据一示例性实施方式示出的一种电池的制备方法的切割过程示意图。
附图标记说明如下:
10、圆柱状卷芯;11、主体;111、隔膜;112、第一极片;113、第二极片;114、端面;12、第一极耳;121、第一区域;122、第二区域;123、第一极耳层;1231、第一部分;1232、第二部分;13、第二极耳;20、极柱组件;30、电池壳体。
具体实施方式
下面将结合本公开示例实施例中的附图,对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的,而并非用于限制本公开的保护范围,因此应当理解,在不脱离本公开的保护范围的情况下,可以对示例实施例进行各种修改和改变。
在本公开的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”是指两个或两个以上;术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地,提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
除非另有规定或说明,术语“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接,或信号连接;“连接”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
进一步地,本公开的描述中,需要理解的是,本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是,在上下文中,当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时,其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”,也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
本发明的一个实施例提供了一种电池,请参考图1至图5,电池包括:电极引出结构;圆柱状卷芯10,圆柱状卷芯10包括主体11和第一极耳12,第一极耳12由主体11的一侧延伸而出,主体11包括隔膜111,第一极耳12包括相连接的第一区域121和第二区域122,第一区域121与主体11相连接,第二区域122连接于第一区域121背离主体11的一端,第二区域122与电极引出结构焊接电连接;其中,沿圆柱状卷芯10的高度方向上,隔膜111覆盖第一区域121,且第一区域121和第二区域122在主体11的端面114上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积。
本发明一个实施例的电池包括电极引出结构和圆柱状卷芯10,电极引出结构和圆柱状卷芯10电连接。圆柱状卷芯10包括主体11和由主体11的一侧延伸而出的第一极耳12,第一极耳12与电极引出结构焊接电连接。通过使得第一极耳12包括相连接的第一区域121和第二区域122,并且主体11的隔膜111覆盖第一区域121,从而可以提高隔膜111的绝缘保护能力,而第一区域121和第二区域122在主体11的端面114上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积,不仅可以在第二区域122与电极引出结构焊接过程中,通过第一区域121可以实现热量的散出,降低热量传递至隔膜111的量,避免损伤隔膜111,由此保证隔膜111的绝缘保护能力,同时第一区域121的设置也可以形成对第二区域122的有效支撑,降低第一极耳12发生损伤的几率,进而有效提高电池的安全使用性能。
需要说明的是,结合图3所示,主体11可以包括隔膜111、第一极片112以及第二极片113,隔膜111位于第一极片112和第二极片113之间,由此形成对第一极片112和第二极片113的绝缘保护。通过使得隔膜111覆盖第一区域121,即隔膜111可以超出第一极片112设置,由此实现与第一极耳12的一部分的相对设置,从而可以提高隔膜111的绝缘保护能力。隔膜111可以覆盖第一区域121的一部分,或者,隔膜111可以覆盖第一区域121的全部。
而第二区域122与电极引出结构焊接电连接,此时,由于第二区域122与电极引出结构焊接过程中,会出现大量产热,通过使得隔膜111覆盖第一区域121的部分,即隔膜111不会覆盖到第二区域122,因此,降低了热量损伤隔膜111的几率,且由于第一区域121形成的第一正投影的面积大于第二区域122形成的第二正投影的面积,从而可以使得第一区域121能够增加散热能力,从而有效降低了热量对隔膜111的影响,进而可以提高隔膜111的安全性能。第二区域122与电极引出结构可以采用激光焊接,或者,第二区域122与电极引出结构可以采用超声焊接,或者,第二区域122与电极引出结构可以采用电阻焊接等等。
第一区域121和第二区域122在主体11的端面114上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积,考虑到第一极耳12是由多个第一极耳层123收拢形成,此时,不排除第一区域121和第二区域122内部可以形成有空隙,但是,对于第一正投影和第二正投影可以认为是第一区域121的周向外表面和第二区域122的周向外表面形成的投影,通过使得第一正投影的面积大于第二正投影的面积,即可以认为是第一区域121的一部分上未连接有第二区域122。
电极引出结构可以是集流件,或者,电极输出结构可以是电池壳体,或者,电极输出结构可以是极柱组件,此处不作限定,只要是实现电池的电流输出的结构均属于电极输出结构的保护范围。
结合图2所示,圆柱状卷芯10的高度方向可以表示为A。
第二区域122与电极引出结构焊接,第一区域121不进行焊接,第二区域122在焊接时会产生热量,为避免热量过多的传递给隔膜111,通过设置有第一区域121对焊接时的热量进行散热,同时第一极耳12在焊接前会进行抚平,第一极耳12抚平过程中极易发生拉扯,造成隔膜111或第一极耳12直角处的撕裂,通过设置有第一区域121,增大了支撑力,减少此类情况发生的概率,同时可以保证卷绕后的第一极耳12的对齐度。
在一个实施例中,沿圆柱状卷芯10的高度方向上,隔膜111覆盖第一区域121的一部分,不仅可以使得隔膜111形成对第一区域121的支撑,降低第一极耳12发生翻折的几率,而隔膜111使得第一区域121的部分外露也可以保证第一极耳12的散热能力,从而提高电池的安全使用性能。
在一个实施例中,沿圆柱状卷芯10的高度方向上,第一区域121超出隔膜111的尺寸为0.1mm-3mm,在保证隔膜111能够具有可靠绝缘保护能力的基础上,也可以保证第一区域121的散热能力,进而来提高电池的安全使用性能。
第一区域121超出隔膜111的尺寸不宜太高,太高会导致第一极耳12发生卷曲,造成电池短路,且不利于第一极耳12的焊接;而第一区域121超出隔膜111的尺寸不宜太低,可能会影响到散热效果。
沿圆柱状卷芯10的高度方向上,第一区域121超出隔膜111的尺寸可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.8mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、1.8mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.5mm、2.7mm、2.8mm或者3mm等等。
在一个实施例中,沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二正投影位于第一正投影的中部,从而可以使得第一区域121沿着圆柱状卷芯10的周向方向上的相对两侧可以均具有空余区,由此来提高第一区域121的散热能力,并且也可以使得第一区域121能够形成对第二区域122的有效保护。
沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二正投影位于第一正投影的中部,此处的中部重在体现第二正投影不与第一正投影的边缘相重合,而是偏离第一正投影的边缘设置,中部并不特指中心区域,只要是第二正投影不与第一正投影的边缘相重合即可。
沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二正投影位于第一正投影的中部,即可以认为是第一区域121沿着圆柱状卷芯10的周向方向上的相对两侧均具有空余区,进一步可以认为是,在形成完整的第一极耳12之后,可以对第一极耳12沿圆柱状卷芯10的周向方向形成的相对两端进行切割,以切割出第二区域122,此时,第一区域121沿着圆柱状卷芯10的周向方向上的相对两侧均具有空余区。
结合图3所示,圆柱状卷芯10的周向方向表示为B。
在一个实施例中,沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二正投影的边缘与第一正投影的边缘之间的距离为0.5mm-20mm,不仅可以保证第一区域121能够形成对第二区域122的有效支撑,且可以形成有效的散热,并且也可以避免第二正投影的边缘与第一正投影的边缘之间的距离过大而影响到第二区域122的过流能力。
沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二正投影的边缘与第一正投影的边缘之间的距离可以为0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、18mm、19mm或者20mm等等。
在一个实施例中,沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第一正投影的相对两个边缘之间的最小距离大于第二正投影的相对两个边缘之间的最小距离,即第一极耳12沿着圆柱状卷芯10的周向方向上进行了部分切除,从而可以使得第一区域121沿着圆柱状卷芯10的周向方向上的相对两侧可以均具有空余区,由此来提高第一区域121的散热能力,也可以使得第一区域121能够形成对第二区域122的有效保护,并且也可以保证第二区域122的对齐度,进而避免了第一极耳12的边缘出现错层严重的问题。
需要说明的是,在某些实施例中,沿圆柱状卷芯10的径向方向上,第一正投影的相对两个边缘之间的最小距离大于第二正投影的相对两个边缘之间的最小距离,即可以对第一极耳12沿着圆柱状卷芯10的径向方向上进行了部分切除,从而可以使得第一极耳12朝向圆柱状卷芯10的中心孔的部分被进行切除。
在一个实施例中,如图3至图5所示,主体11还包括第一极片112,第一极耳12由第一极片112的一端延伸而出,沿圆柱状卷芯10的高度方向上,隔膜111超出第一极片112的尺寸为0.25mm-3mm,从而可以保证隔膜111形成对第一极片112的有效绝缘保护,且又可以避免隔膜111长度过大容易发生褶皱,或者受到焊接热量影响过大的问题,一定程度上可以有效提高隔膜111的安全使用性能。
沿圆柱状卷芯10的高度方向上,隔膜111超出第一极片112的尺寸可以为0.25mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.8mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、1.8mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.5mm、2.7mm、2.8mm或者3mm等等。
在一个实施例中,如图2所示,圆柱状卷芯10还包括第二极耳13,第一极耳12和第二极耳13的极性相反,第一极耳12和第二极耳13由主体11的同一端延伸而出,第一极耳12和第二极耳13间隔设置,在保证第一极耳12和第二极耳13可靠绝缘的基础上,也可以降低圆柱状卷芯10的高度空间占用率,进而可以提高电池的能量密度。
极性相反的第一极耳12和第二极耳13中的一个可以为正极极耳,另一个可以为负极极耳,电极引出结构可以为两个,两个电极引出结构中的一个为正极电极引出结构,另一个为负极电极引出结构,例如,两个电极引出结构可以分别为极柱组件和电池壳体,第一极耳12和第二极耳13中的一个可以与极柱组件电连接,另一个可以与电池壳体电连接。
结合图3所示,主体11可以包括隔膜111、第一极片112以及第二极片113,第一极耳12和第二极耳13可以分别由第一极片112和第二极片113上延伸而出,隔膜111可以位于第一极片112和第二极片113之间。
圆柱状卷芯10在卷绕成型时,第一极片112可以位于两个隔膜111之间,而第二极片113可以位于两个隔膜111之间。
需要说明的是,第二极耳13的结构形式也可以类似第一极耳12,即第二极耳13也可以包括类似第一区域121和第二区域122的结构,由此可以保证第一极耳12的对齐度,以及第二极耳13的对齐度,并且也可以提高第一极耳12和第二极耳13之间的绝缘能力。
在一些实施例中,不排除极性相反的第一极耳12和第二极耳13可以由主体11的相对两端延伸而出。
在一个实施例中,沿圆柱状卷芯10的径向方向上,第一极耳12包括多个第一极耳层123,各个第一极耳层123均包括第一部分1231和第二部分1232,第一部分1231与主体11相连接,第二部分1232连接于第一部分1231背离主体11的一端,沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第一部分1231的长度大于第二部分1232的长度,由此可以使得多个第一部分1231形成第一区域121,多个第二部分1232形成第二区域122,从而来有效控制第一极耳12的结构强度和散热能力,并且也能够降低圆柱状卷芯10的整体重量,提高电池的能量密度。
沿圆柱状卷芯10的径向方向上,第一极耳12包括多个第一极耳层123,即第一极耳12可以是由多个第一极耳层123收拢弯折形成,多个第一极耳层123收拢形成第一极耳12后,第一极耳12沿着圆柱状卷芯10的周向方向上的相对两端的对齐度可能会出现相对较差的情况,通过对第一极耳12的一部分进行切除处理,从而使得各个第一极耳层123均包括第一部分1231和第二部分1232,且沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第一部分1231的长度大于第二部分1232的长度,由此可以保证第二区域122的对齐度,进而可以有效提高第一极耳12的安全性能。
在一个实施例中,各个第一极耳层123均包括一个第一单片极耳,即第一极耳12的每一圈第一极耳层123均是一个独立的第一单片极耳,由此可以有效提高圆柱状卷芯10的形成效率,进而来降低电池的制造成本。
第一极片112上可以设置有多个第一单片极耳,在圆柱状卷芯10成型之后,每个第一单片极耳作为了一个第一极耳层123,此时,每个第一单片极耳的相对两侧均进行了切割。例如,图4示出了部分的第一极片112上设置的一个第一极耳层123,第一极耳层123可以是由一个第一单片极耳构成。
在一个实施例中,至少一个第一极耳层123包括断开设置的至少两个第一单片极耳,即至少一个第一极耳层123是由多个第一单片极耳形成的,从而可以降低圆柱状卷芯10的卷绕难度,也可以降低第一单片极耳产生褶皱的几率。
第一极片112上可以设置有多个第一单片极耳,在圆柱状卷芯10成型之后,至少两个第一单片极耳作为了一个第一极耳层123,例如,第一极耳层123可以包括三个第一单片极耳,此时,位于中间的第一单片极耳未被切割,而位于两侧的两个第一单片极耳分别进行了一侧的切割,如图5所示,图5示出了部分的第一极片112上设置的一个第一极耳层123,第一极耳层123可以是由多个第一单片极耳构成。
在一个实施例中,沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二部分1232的长度与第一部分1231的长度之比为0.55-0.95,从而可以在保证第二部分1232过流能力的基础上,也可以通过切割第一极耳12的部分来保证第一极耳12的对齐度和绝缘能力,降低第一极耳12和第二极耳13之间的绝缘风险。
沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二部分1232的长度与第一部分1231的长度之比可以为0.55、0.58、0.6、0.62、0.65、0.66、0.68、0.7、0.72、0.74、0.75、0.78、0.8、0.82、0.84、0.85、0.88、0.9、0.92、0.93、0.94或者0.95等等。
在一个实施例中,沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二部分1232连接于第一部分1231的中部,从而可以保证第二区域122的相对两端均能够具有可靠的对齐度,提高第一极耳12的连接能力,进而来提高第一极耳12与电极引出结构之间的焊接性能。
在一个实施例中,第二正投影的面积与第一正投影的面积之比为0.55-0.95,不仅可以保证第二区域122能够具有可靠的过流能力,也一定程度上可以提高第二区域122的对齐度,从而来保证第二区域122与电极引出结构之间的焊接质量,并且也可以使得第一区域121形成对第二区域122的有效支撑。
第二正投影的面积与第一正投影的面积之比可以为0.55、0.58、0.6、0.62、0.65、0.66、0.68、0.7、0.72、0.74、0.75、0.78、0.8、0.82、0.84、0.85、0.88、0.9、0.92、0.93、0.94或者0.95等等。
在一个实施例中,第二区域122沿圆柱状卷芯10的周向方向形成的相对两端中的至少一端位于同一个平面上,由此来可靠提高第二区域122的安全使用性能,降低第一极耳12与第二极耳13之间出现绝缘风险的几率。
沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二区域122可以包括相对的两端,通过对第二区域122的相对两端中的至少一端进行切割,从而来提高端部的对齐度。例如,第二区域122沿圆柱状卷芯10的周向方向形成的相对两端分别位于两个平面上,即沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二区域122包括第一端和第二端,第一端可以位于第一个平面上,第二端可以位于第二个平面上。
在一个实施例中,电池可以为圆柱电池,或者,电池可以为六棱柱型电池。
结合图1所示,电池包括电池壳体30,电池壳体30上可以设置有极柱组件20,极柱组件20和电池壳体30之间可以绝缘设置,极柱组件20和电池壳体30中的一个可以与第一极耳12电连接,另一个可以与第二极耳13电连接。
本发明的一个实施例还提供了一种电池的制备方法,请参考图6,电池的制备方法包括:
S101,卷绕形成圆柱状卷芯10,以使得圆柱状卷芯10包括主体11和第一极耳12;
S103,切割第一极耳12,以使得第一极耳12包括相连接的第一区域121和第二区域122,第一区域121与主体11相连接,第二区域122连接于第一区域121背离主体11的一端,且沿圆柱状卷芯10的高度方向上,主体11的隔膜111覆盖第一区域121,第一区域121和第二区域122在主体11的端面上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积;
S105,焊接第二区域122与电极引出结构。
本发明一个实施例的电池的制备方法通过卷绕形成圆柱状卷芯10,并对圆柱状卷芯10的第一极耳12进行切割,从而形成了相连接的第一区域121和第二区域122,而主体11的隔膜111覆盖第一区域121,从而可以提高隔膜111的绝缘保护能力,第一区域121和第二区域122在主体11的端面114上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积,不仅可以在第二区域122与电极引出结构焊接过程中,通过第一区域121可以实现热量的散出,降低热量传递至隔膜111的量,避免损伤隔膜111,由此保证隔膜111的绝缘保护能力,同时第一区域121的设置也可以形成对第二区域122的有效支撑,降低第一极耳12发生损伤的几率,进而有效提高电池的安全使用性能。
需要说明的是,卷绕形成圆柱状卷芯10之后,可以对第一极耳12进行切割,由此可以提高第一极耳12的切割效率,并且可以保证第一极耳12的对齐度。
在一个实施例中,卷绕形成圆柱状卷芯10,包括:在第一极片112的一端切割出多个第一单片极耳;将第一极片112、隔膜111以及第二极片113叠片后进行卷绕,以形成圆柱状卷芯10。
第一极耳12由多个第一单片极耳形成,不仅可以降低圆柱状卷芯10的整体重量,并且也可以降低第一极耳12弯折收拢时的褶皱,从而可以提高第一极耳12的焊接能力,由此来保证第一极耳12的过流能力,有效提高电池的安全使用性能。
卷绕形成圆柱状卷芯10之后,沿圆柱状卷芯10的径向方向上,第一极耳12包括多个第一极耳层123,而第一极耳层123可以包括一个或者多个第一单片极耳,此处不作限定。
通过对第一极耳层123进行切割处理,从而形成第一部分1231和第二部分1232,且沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第一部分1231的长度大于第二部分1232的长度,多个第一部分1231形成第一区域121,多个第二部分1232形成第二区域122。
在一个实施例中,卷绕形成圆柱状卷芯10,还包括:将第一极片112、隔膜111以及第二极片113叠片之前,在第二极片113的一端切割出多个第二单片极耳,从而可以方便第二极耳13的成型,降低第二极耳13弯折收拢时的褶皱,可以提高第二极耳13的焊接能力。
其中,将第一极片112、隔膜111以及第二极片113卷绕后形成位于主体11同一侧且间隔设置的第一极耳12和第二极耳13,由此可以降低圆柱状卷芯10的高度,提高电池的能量密度。
需要说明的是,第二极耳13也可以进行切割,由此形成类似第一极耳12的结构,例如,第二极耳13可以由多个第二极耳层组成,多个第二极耳层沿着圆柱状卷芯10的周向方向的相对两端可以进行切割,从而形成类似第一极耳12的第一区域121和第二区域122,此处不作限定。
结合图7所示,卷绕形成圆柱状卷芯10之后,第一极耳12和第二极耳13可以均是完整的极耳结构,通过分别对第一极耳12和第二极耳13相对两侧的部分进行切割,即对矩形线条框出的部分进行了切除,由此形成了对齐度较好的第一极耳12和第二极耳13。图7中仅是为了示意对第一极耳12和第二极耳13进行了切割,实际上第一极耳12和第二极耳13在切割前后,其在电芯主体11上的正投影面积并没有变化,第一极耳12和第二极耳13沿着圆柱状卷芯10的高度方向仅是进行了部分切除。
在一个实施例中,切割第一极耳12,包括:对第一极耳12沿圆柱状卷芯10的周向方向形成的相对两端中的至少一端进行切割,以切割出第二区域122,且使得第二区域122沿圆柱状卷芯10的周向方向形成的相对两端中的至少一端位于同一个平面上,由此来可靠提高第二区域122的安全使用性能,降低第一极耳12与第二极耳13之间出现绝缘风险的几率。
第一极耳12可以由沿着圆柱状卷芯10的径向方向上的多个第一极耳层123形成,卷绕形成第一极耳12之后,对各个第一极耳层123沿着圆柱状卷芯10的周向方向的相对两端进行切割,从而来形成面积比第一区域121要小的第二区域122,并且保证了第二区域122相对两端的对齐度。
需要说明的是,本实施例中的电池的制备方法可以得到上述的电池,制备得到的电池的相关结构可以参考上述的电池。例如,沿圆柱状卷芯10的高度方向上,第一区域121超出隔膜111的尺寸为0.1mm-3mm;沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二正投影的边缘与第一正投影的边缘之间的距离为0.5mm-20mm;沿圆柱状卷芯10的高度方向上,隔膜111超出第一极片112的尺寸为0.25mm-3mm;沿圆柱状卷芯10的周向方向上,第二部分1232的长度与第一部分1231的长度之比为0.55-0.95;第二正投影的面积与第一正投影的面积之比为0.55-0.95等等。
本发明的一个实施例还提供了一种电池组,包括上述的电池。
本发明一个实施例的电池组的电池包括电极引出结构和圆柱状卷芯10,电极引出结构和圆柱状卷芯10电连接。圆柱状卷芯10包括主体11和由主体11的一侧延伸而出的第一极耳12,第一极耳12与电极引出结构焊接电连接。通过使得第一极耳12包括相连接的第一区域121和第二区域122,并且主体11的隔膜111覆盖第一区域121,从而可以提高隔膜111的绝缘保护能力,而第一区域121和第二区域122在主体11的端面114上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,第一正投影的面积大于第二正投影的面积,不仅可以在第二区域122与电极引出结构焊接过程中,通过第一区域121可以实现热量的散出,降低热量传递至隔膜111的量,避免损伤隔膜111,由此保证隔膜111的绝缘保护能力,同时第一区域121的设置也可以形成对第二区域122的有效支撑,降低第一极耳12发生损伤的几率,进而有效提高电池组的安全使用性能。
在一个实施例中,电池组为电池模组或电池包。
电池模组包括多个电池,电池模组还可以包括托板,托板用于固定多个电池。
需要说明的是,多个电池可以形成电池模组后设置在电池箱体内,多个电池可以通过托板进行固定。多个电池可以直接设置在电池箱体内,即无需对多个电池进行成组。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (17)
1.一种电池,其特征在于,包括:
电极引出结构;
圆柱状卷芯(10),所述圆柱状卷芯(10)包括主体(11)和第一极耳(12),所述第一极耳(12)由所述主体(11)的一侧延伸而出,所述主体(11)包括隔膜(111),所述第一极耳(12)包括相连接的第一区域(121)和第二区域(122),所述第一区域(121)与所述主体(11)相连接,所述第二区域(122)连接于所述第一区域(121)背离所述主体(11)的一端,所述第二区域(122)与所述电极引出结构焊接电连接;
其中,沿所述圆柱状卷芯(10)的高度方向上,所述隔膜(111)覆盖所述第一区域(121),且所述第一区域(121)和所述第二区域(122)在所述主体(11)的端面(114)上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,所述第一正投影的面积大于所述第二正投影的面积。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,沿所述圆柱状卷芯(10)的高度方向上,所述第一区域(121)超出所述隔膜(111)的尺寸为0.1mm-3mm。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向上,所述第二正投影位于所述第一正投影的中部。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向上,所述第二正投影的边缘与所述第一正投影的边缘之间的距离为0.5mm-20mm。
5.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向上,所述第一正投影的相对两个边缘之间的最小距离大于所述第二正投影的相对两个边缘之间的最小距离。
6.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述主体(11)还包括第一极片(112),所述第一极耳(12)由所述第一极片(112)的一端延伸而出,沿所述圆柱状卷芯(10)的高度方向上,所述隔膜(111)超出所述第一极片(112)的尺寸为0.25mm-3mm。
7.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述圆柱状卷芯(10)还包括第二极耳(13),所述第一极耳(12)和所述第二极耳(13)的极性相反,所述第一极耳(12)和所述第二极耳(13)由所述主体(11)的同一端延伸而出,所述第一极耳(12)和所述第二极耳(13)间隔设置。
8.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,沿所述圆柱状卷芯(10)的高度方向上,所述隔膜(111)覆盖所述第一区域(121)的一部分。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池,其特征在于,沿所述圆柱状卷芯(10)的径向方向上,所述第一极耳(12)包括多个第一极耳层(123),各个所述第一极耳层(123)均包括第一部分(1231)和第二部分(1232),所述第一部分(1231)与所述主体(11)相连接,所述第二部分(1232)连接于所述第一部分(1231)背离所述主体(11)的一端,沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向上,所述第一部分(1231)的长度大于所述第二部分(1232)的长度,多个所述第一部分(1231)形成所述第一区域(121),多个所述第二部分(1232)形成所述第二区域(122)。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,各个所述第一极耳层(123)均包括一个第一单片极耳;或者,至少一个所述第一极耳层(123)包括断开设置的至少两个第一单片极耳。
11.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向上,所述第二部分(1232)的长度与所述第一部分(1231)的长度之比为0.55-0.95,和/或,沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向上,所述第二部分(1232)连接于所述第一部分(1231)的中部。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的电池,其特征在于,所述第二正投影的面积与所述第一正投影的面积之比为0.55-0.95,和/或,所述第二区域(122)沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向形成的相对两端中的至少一端位于同一个平面上。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池为圆柱电池。
14.一种电池的制备方法,其特征在于,包括:
卷绕形成圆柱状卷芯(10),以使得所述圆柱状卷芯(10)包括主体(11)和第一极耳(12);
切割所述第一极耳(12),以使得所述第一极耳(12)包括相连接的第一区域(121)和第二区域(122),所述第一区域(121)与所述主体(11)相连接,所述第二区域(122)连接于所述第一区域(121)背离所述主体(11)的一端,且沿所述圆柱状卷芯(10)的高度方向上,所述主体(11)的隔膜(111)覆盖所述第一区域(121),所述第一区域(121)和所述第二区域(122)在所述主体(11)的端面上的正投影分别为第一正投影和第二正投影,所述第一正投影的面积大于所述第二正投影的面积;
焊接所述第二区域(122)与电极引出结构。
15.根据权利要求14所述的电池的制备方法,其特征在于,卷绕形成圆柱状卷芯(10),包括:
在第一极片(112)的一端切割出多个第一单片极耳;
将所述第一极片(112)、所述隔膜(111)以及第二极片(113)叠片后进行卷绕,以形成所述圆柱状卷芯(10)。
16.根据权利要求15所述的电池的制备方法,其特征在于,卷绕形成圆柱状卷芯(10),还包括:
将所述第一极片(112)、所述隔膜(111)以及所述第二极片(113)叠片之前,在所述第二极片(113)的一端切割出多个第二单片极耳;
其中,将所述第一极片(112)、所述隔膜(111)以及所述第二极片(113)卷绕后形成位于所述主体(11)同一侧且间隔设置的所述第一极耳(12)和第二极耳(13)。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的电池的制备方法,其特征在于,切割所述第一极耳(12),包括:
对所述第一极耳(12)沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向形成的相对两端中的至少一端进行切割,以切割出所述第二区域(122),且使得所述第二区域(122)沿所述圆柱状卷芯(10)的周向方向形成的相对两端中的至少一端位于同一个平面上。
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