CN203277545U - 锂电池和电池电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池和电池电芯，所述电池电芯包括：正极片、负极片和隔膜。所述正极片包括正极集流体、正极极耳，所述正极集流体的表面上设有正极敷料层，所述正极极耳设在所述正极集流体的端部并邻近所述正极单面敷料段;所述负极片包括负极集流体、负极极耳，所述负极集流体的表面上设有负极敷料层，所述负极极耳设在所述负极集流体的端部并邻近所述负极单面敷料段，其中，所述电池电芯的最外圈为正极单面敷料段或负极单面敷料段，所述电池电芯的最内圈为负极单面敷料段或正极单面敷料段。根据本实用新型的电池电芯，缩短了集流体上未设置敷料的长度，增加了集流体的有效长度所占的比例，降低了电池电芯的体积。

Description

锂电池和电池电芯

技术领域

本实用新型涉及电池涉及制造技术领域，特别涉及一种电池电芯及具有该电池电芯的锂电池。

背景技术

科技的发展使手机等设备向小型化和便携方面发展，急需一种供电时间长且体积小的电池，锂电池具有体积小且能量密度高等优点，受到了广泛的应用。

传统的卷绕式电芯的外圈需要使用多余半圈集流体绕电芯再点焊极耳（如图2所示），如此操作使得外圈极耳独占了一部分电池内部空间，造成了电池内部空间利用率低，也是电池设计上容量的较大浪费。中国发明专利申请公开说明书中申请号“201120495529.7”名称为《一种锂电池及其卷绕式电芯结构》公开了一种锂电池及其卷绕电芯结构，该锂电池卷绕式电芯，其结构是将厚度相对较厚的极耳和双面敷料段在电池厚度方向上相互错开，从而不同程度地降低了电芯的厚度。但上述专利中存在如下缺陷：专利中所述电芯，其极片上敷料多为单面敷料，方可避开极耳与双面敷料段重叠，这样电芯敷料的实际利用率不高，同时其正负极极耳均设置在卷绕体电芯内部，极耳由于其硬度相比隔膜和集流体要大，且边缘锋利，有导致内部短路的风险，存在较大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种能量密度高的电池电芯。

本实用新型的另一个目的在于提出具有该电池电芯的锂电池。

根据本实用新型的电池电芯，包括：正极片、负极片和隔膜。所述正极片包括正极集流体、正极极耳，所述正极集流体的表面上设有正极敷料层，用于形成正极单面敷料段和正极双面敷料段，所述正极极耳设在所述正极集流体的端部并邻近所述正极单面敷料段;所述负极片包括负极集流体、负极极耳，所述负极集流体的表面上设有负极敷料层，用于形成负极单面敷料段和负极双面敷料段，所述负极极耳设在所述负极集流体的端部并邻近所述负极单面敷料段，其中，所述电池电芯的最外圈为正极单面敷料段或负极单面敷料段，所述电池电芯的最内圈为负极单面敷料段或正极单面敷料段;所述隔膜设在所述正极片和所述负极片之间。

根据本实用新型的电池电芯，极耳设在集流体的端部并邻近单向敷料层。由此，缩短了集流体上未设置敷料的长度，增加了集流体的有效长度所占的比例，降低了电池电芯的体积，在将该电池电芯安装在锂电池中时，可以降低锂电池的体积，并提高锂电池的能量密度，方便使用，此外，还减少了材料的使用量，使电池电芯的材料均的到有效的利用，节约成本，节能环保。

根据本实用新型上述的电池电芯，还可以具有如下的技术特征：

所述正极极耳与所述正极单面敷料段设置在所述电池电芯的同一侧和/或所述负极极耳与所述负极单面敷料段设置在所述电池电芯同一侧。由此，进一步地减小了电池电芯的厚度，提高了电池电芯的能量密度，增加了电池电芯的性能。

所述正极片包括位于所述电池电芯的最外圈的第一部分和位于所述电池电芯内的第二部分，所述负极片包括位于所述电池电芯的最内圈的第一部分和位于所述电池电芯内的第二部分，所述正极片的第一部分为正极单面敷料段，所述负极片的第一部分为负极单面敷料段。由此，便于正极极耳与电池的壳体相连。

所述正极片的第二部分为正极双面敷料段，且所述负极片的第二部分为负极双面敷料段。由此，便于电池电芯的生产，提高电池电芯的生产效率并降低了电池电芯的生产成本。

所述负极片包括位于所述电池电芯的最外圈的第一部分和位于所述电池电芯内的第二部分，所述正极片包括位于所述电池电芯的最内圈的第一部分和位于所述电池电芯内的第二部分，所述负极片的第一部分为负极单面敷料段，所述正极片的第一部分为正极单面敷料段。由此，便于负极极耳与电池的壳体相连。

所述负极片的第二部分为负极双面敷料段，且所述正极片的第二部分为正极双面敷料段。由此，便于电池电芯的生产，提高电池电芯的生产效率并降低了电池电芯的生产成本。

所述正极极耳点焊在所述正极集流体的端部，所述负极极耳点焊在所述负极集流体的端部。由此，便于正极片和负极片的成型，提高了电池电芯的生产效率。

所述正极极耳与所述正极单面敷料段的末端的距离在0.5mm至30mm的范围内，所述负极极耳与所述负极单面敷料段的末端的距离在0.5mm至30mm的范围内。由此，在保证极耳与敷料段间隔开的同时，使极耳与敷料段之间的距离较短，提高了电池电芯100的稳定性。

根据本实用新型的锂电池，包括壳体和电池电芯。所述壳体内具有空腔；所述电池电芯为根据本实用新型前述的电池电芯，所述电池电芯设在所述空腔内。

根据本实用新型的锂电池，设有根据本实用新型前述的电池电芯。由此，降低了锂电池的体积，并提高锂电池的能量密度，方便使用，此外，还减少了材料的使用量，节约成本，节能环保。

所述电池电芯为多个。由此，提高了锂电池的容量。

多个所述电池电芯并排布置，每个所述电池电芯的正极极耳均位于所述电池电芯的最外圈上，且多个所述正极极耳均设在与多个所述电池电芯的中心线平行的直线上。由此，便于多个电池电芯的并联。

多个所述电池电芯并排布置，每个所述电池电芯的负极极耳均位于所述电池电芯的最外圈上，且多个所述负极极耳均设在与多个所述电池电芯的中心线平行的直线上。由此，便于多个电池电芯的并联。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的电池电芯的示意图；

图2是传统的电池电芯的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本实用新型实施例的电池电芯。

如图1所示，根据本实用新型实施例的电池电芯100，包括：正极片10、负极片20和隔膜30。

具体而言，正极片10包括正极集流体11、正极极耳12，正极集流体11的表面上设有正极敷料层13，用于形成正极单面敷料段和正极双面敷料段，正极极耳12设在正极集流体11的端部并邻近正极单面敷料段。负极片20包括负极集流体21、负极极耳22，负极集流体21的表面上设有负极敷料层23，用于形成负极单面敷料段和负极双面敷料段，负极极耳22设在负极集流体21的端部并邻近负极单面敷料段，其中，电池电芯100的最外圈为正极单面敷料段或负极单面敷料段，电池电芯100的最内圈为负极单面敷料段或正极单面敷料段。隔膜30设在正极片10和负极片20之间。

根据本实用新型实施例的电池电芯，极耳设在集流体的端部并邻近单向敷料层。由此，缩短了集流体上未设置敷料的长度，增加了集流体的有效长度所占的比例，降低了电池电芯100的体积，提高活性物质在电池腔体中的空间利用率，在将该电池电芯100安装在锂电池中时，可以降低锂电池的体积，并提高锂电池的能量密度，提升电池容量，方便使用，此外，还减少了材料的使用量，使电池电芯的材料均的到有效的利用，节约成本，节能环保。

需要说明的是，为了是附图清楚的描述本实用新型，图1中为仅示出了电池电芯上的一部分敷料段，本领域的普通技术人员可以根据附图和说明书的描述得出完整的敷料层。

在本实用新型的一些实施例中，正极极耳12与正极单面敷料段设置在电池电芯100的同一侧，或负极极耳22与负极单面敷料段设置在电池电芯100同一侧。此外，还可以是，正极极耳12与正极单面敷料段设置在电池电芯100的同一侧，且负极极耳22与负极单面敷料段设置在电池电芯100同一侧。由此，进一步地减小了电池电芯100的厚度，提高了电池电芯100的能量密度，增加了电池电芯100的性能。

在本实用新型的一些实施例中，正极片10包括位于电池电芯100的最外圈的第一部分和位于电池电芯100内的第二部分，正极片10的第一部分为正极单面敷料段，换言之，电池电芯100的最外圈为正极片10的第一部分，而其余部分为第二部分，或者说，电池电芯100的最外圈的正极单面敷料段。负极片20包括位于电池电芯100的最内圈的第一部分和位于电池电芯100内的第二部分，负极片20的第一部分为负极单面敷料段，换言之，电池电芯100的最内圈为负极片20的第一部分，而其余部分为第二部分，或者说，电池电芯100的最内圈为负极单面敷料段。且正极极耳12位于正极片10的第一部分的端部，负极极耳22位于负极片20的第二部分的端部。由此，便于正极极耳12与电池的壳体相连。

进一步地，正极片10的第二部分为正极双面敷料段，且负极片20的第二部分为负极双面敷料段。由此，便于电池电芯的生产，提高电池电芯100的生产效率并降低了电池电芯100的生产成本。

另外，在本实用新型的另一些实施例中，负极片20包括位于电池电芯100的最外圈的第一部分和位于电池电芯100内的第二部分，负极片20的第一部分为负极单面敷料段换言之电池电芯100的最外圈为负极片20的一部分，而其余的部分为第二部分，或者说，电池电芯100的最外圈为负极单面敷料段。正极片10包括位于电池电芯100的最内圈的第一部分和位于电池电芯100内的第二部分，正极片10的第一部分为正极单面敷料段，换言之，电池电芯100的最内圈为正极片10的一部分，或者说，电池电芯100的最内圈为正极单面敷料段。由此，便于负极极耳22与电池的壳体相连。

负极片20的第二部分为负极双面敷料段，且正极片10的第二部分为正极双面敷料段。由此，便于电池电芯的生产，提高电池电芯100的生产效率并降低了电池电芯100的生产成本。

正极极耳12与正极单面敷料段的末端的距离在0.5mm至30mm的范围内，负极极耳22与负极单面敷料段的末端的距离在0.5mm至30mm的范围内。由此，在保证极耳与敷料段间隔开的同时，使极耳与敷料段之间的距离较短，提高了电池电芯100的稳定性。

有利地，在本实用新型的一些实施例中，正极极耳12点焊在正极集流体11的端部，负极极耳23点焊在负极集流体21的端部。由此，便于正极片10和负极片20的成型，提高了电池电芯100的生产效率。

根据本实用新型实施例的锂电池，包括壳体（未示出）和电池电芯100。

具体而言，所述壳体内具有空腔。电池电芯100为根据本实用新型前述实施例所述的电池电芯，电池电芯100设在所述空腔内。

根据本实用新型实施例的锂电池，设有根据本实用新型前述实施例所述的电池电芯100。由此，降低了锂电池的体积，并提高锂电池的能量密度，方便使用，此外，还减少了材料的使用量，节约成本，节能环保。

此外，在本实用新型的一些实施例中，电池电芯100为多个。由此，提高了锂电池的容量。

进一步地，多个电池电芯100并排布置，每个电池电芯100的正极极耳12均位于电池电芯100的最外圈上，且多个正极极耳12均设在与多个电池电芯100的中心线平行的直线上。由此，便于多个电池电芯的并联。

多个电池电芯100并排布置，每个电池电芯100的负极极耳均位于电池电芯100的最外圈上，且多个负极极耳22均设在与多个电池电芯100的中心线平行的直线上。由此，便于多个电池电芯的并联。

下面对对分别采用传统技术的锂电池（电池电芯按图2方式）和本实用新型的锂电池（电池电芯按图1方式）对比，并进行简略说明。

图2示出了传统技术的锂电池，如图所示，电池电芯的最外圈的集流体的上部为单面敷料段，而集流体在单面敷料段处继续延伸至电池电芯的下部，且极耳设在单面集流体的端部，位于电池电芯的下部，与单面敷料段分别设置在电池电芯的两侧。

在使用相同的活性材料，并根据不同的生产工艺生产锂电池。具体地，传统技术生产锂电池LP463446型号100只，生产本实用新型的锂电池LP463446型号100只，并进行统计。统计结果如表1所示。

表1电池性能比较

其中，容量测试方法：使用BK6016电池测测试柜，电池以1C恒流恒压充电至4.2V，搁置五分钟，以0.2C放电至3.0V，记录下电池容量。

空间利用率测量方法：使用即将卷绕的正负极片

1、正极敷料量分正反两面敷料，正面敷料量=正面敷料长×极片宽×单面敷料厚度，反面敷料量=反面敷料长×极片宽×单面敷料厚度，以上数据均用千分尺采集；

2、负极敷料量分正反两面敷料，正面敷料量=正面敷料长×极片宽×单面敷料厚度，反面敷料量=反面敷料长×极片宽×单面敷料厚度，以上数据均用千分尺采集；

3、活性物质敷料量体积为正极敷料量与负极敷料量之和；

4、电池空腔体积=（电池外观长-壳厚）×（电池外观厚度-壳厚）×（电池高-盖板厚度），以上数据均用千分尺采集；

5、空间利用率=【活性物质（正、负极）敷料量体积/电池内空腔体积】×100%

由上表说明，采用本实用新型设计，改变外圈极耳点焊位置使其紧邻外圈单面敷料末端，能够给电池中活性材料提供富余空间，提高了活性材料的空间利用率和电池容量，电池容量提升3.0%以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种电池电芯，其特征在于，包括：

正极片，所述正极片包括正极集流体、正极极耳，所述正极集流体的表面上设有正极敷料层，用于形成正极单面敷料段和正极双面敷料段，所述正极极耳设在所述正极集流体的端部并邻近所述正极单面敷料段;

负极片，所述负极片包括负极集流体、负极极耳，所述负极集流体的表面上设有负极敷料层，用于形成负极单面敷料段和负极双面敷料段，所述负极极耳设在所述负极集流体的端部并邻近所述负极单面敷料段，其中，所述电池电芯的最外圈为正极单面敷料段或负极单面敷料段，所述电池电芯的最内圈为负极单面敷料段或正极单面敷料段；和

隔膜，所述隔膜设在所述正极片和所述负极片之间。

2.根据权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，所述正极极耳与所述正极单面敷料段设置在所述电池电芯的同一侧和/或所述负极极耳与所述负极单面敷料段设置在所述电池电芯同一侧。

3.根据权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，所述正极片包括位于所述电池电芯的最外圈的第一部分和位于所述电池电芯内的第二部分，所述负极片包括位于所述电池电芯的最内圈的第一部分和位于所述电池电芯内的第二部分，所述正极片的第一部分为正极单面敷料段，所述负极片的第一部分为负极单面敷料段。

4.根据权利要求3所述的电池电芯，其特征在于，所述正极片的第二部分为正极双面敷料段，且所述负极片的第二部分为负极双面敷料段。

5.根据权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，所述负极片包括位于所述电池电芯的最外圈的第一部分和位于所述电池电芯内的第二部分，所述正极片包括位于所述电池电芯的最内圈的第一部分和位于所述电池电芯内的第二部分，所述负极片的第一部分为负极单面敷料段，所述正极片的第一部分为正极单面敷料段。

6.根据权利要求5所述的电池电芯，其特征在于，所述负极片的第二部分为负极双面敷料段，且所述正极片的第二部分为正极双面敷料段。

7.根据权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，所述正极极耳点焊在所述正极集流体的端部，所述负极极耳点焊在所述负极集流体的端部。

8.根据权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，所述正极极耳与所述正极单面敷料段的末端的距离在0.5mm至30mm的范围内，所述负极极耳与所述负极单面敷料段的末端的距离在0.5mm至30mm的范围内。

9.一种锂电池，其特征与，包括

壳体，所述壳体内具有空腔；

电池电芯，所述电池电芯为根据权利要求1-8中任一项所述的电池电芯，所述电池电芯设在所述空腔内。

10.根据权利要求9所述的锂电池，其特征在于，所述电池电芯为多个。

11.根据权利要求10所述的锂电池，其特征在于，多个所述电池电芯并排布置，每个所述电池电芯的正极极耳均位于所述电池电芯的最外圈上，且多个所述正极极耳均设在与多个所述电池电芯的中心线平行的直线上。

12.根据权利要求10所述的锂电池，其特征在于，多个所述电池电芯并排布置，每个所述电池电芯的负极极耳均位于所述电池电芯的最外圈上，且多个所述负极极耳均设在与多个所述电池电芯的中心线平行的直线上。

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