CN209434338U - 电池 - Google Patents

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Abstract

一种电池，包括电芯以及第一极耳组。所述电芯包括第一极片和第二极片，所述第一极耳组电连接所述第一极片。所述第一极耳组包括第一弯折区，所述第二极片的边缘设有第一凹槽，所述第一凹槽对应所述第一弯折区。通过在极片上设置凹槽，即便极耳组的弯折区发生移动，由于凹槽的存在，极耳组的弯折区也不会接触极片，从而防止短路情况发生，提高电池的安全性。

Description

电池
技术领域
本申请涉及电池。
背景技术
锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势，在消费电子领域具有广泛的应用。然而随着电动汽车和可移动电子设备的高速发展，人们对电池安全性的关注度与要求也越来越高。
众所周知，锂电池中需要使用金属箔材，例如铜箔、铝箔、镍箔等金属箔材作为集流体，且集流体上需焊接极耳以实现电子的传导。极耳通常需要弯折设置，一方面可以增加能量密度，另一方面则是为了防止极耳受力拉伸导致极片错位短路。然而，极耳弯折后容易接触极片，导致短路情况发生。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种能够防止电芯短路的电池。
本申请提供一种电池，包括电芯以及第一极耳组，所述电芯包括第一极片和第二极片，所述第一极耳组电连接所述第一极片，所述第一极耳组包括第一弯折区，所述第二极片的边缘设有第一凹槽，所述第一凹槽对应所述第一弯折区。
作为优选，所述第一极片设有第二凹槽，所述第二凹槽对应所述第一弯折区。
作为优选，所述第一极片和所述第二极片卷绕形成所述电芯，所述电芯包括相对的第一电芯部以及第二电芯部，所述第一极耳组位于所述第一电芯部，所述第一凹槽和所述第二凹槽对应且位于所述第二电芯部。
作为优选，所述第一极耳组包括多个第一极耳，所述第一极耳之间相互重叠，所述第一极耳组还包括第二极耳，所述第二极耳的宽度大于所述第一极耳的宽度，所述第二极耳位于所述电芯的内圈和/或外圈，所述第二极耳包覆所述第一极耳并共同形成所述第一弯折区。
作为优选，所述第二极耳还包括连接区，所述连接区连接于所述第一弯折区与第一极片之间，所述连接区与所述第一极片的连接处为圆弧形或多边形过渡。
作为优选，所述电芯还包括隔离膜，所述隔离膜设置于所述第一极片以及所述第二极片之间，所述隔离膜包括阻挡区，所述阻挡区位于所述隔离膜的边缘且对应所述第一凹槽和所述第二凹槽。
作为优选，所述第一凹槽和/或所述第二凹槽的宽度大于所述第一弯折区的最大宽度。
作为优选，所述电池还包括第二极耳组，所述第二极耳组电连接所述第二极片，所述第二极耳组包括第二弯折区，所述第一极片还设有第三凹槽，所述第三凹槽对应所述第二弯折区。
作为优选，所述第二极片还设有第四凹槽，所述第四凹槽对应所述第二弯折区。
作为优选，所述第二极片还设有第五凹槽，所述第一极片还设有第六凹槽，所述第五凹槽以及所述第六凹槽对应所述第一弯折区。
本申请通过在极片上设置凹槽，即便极耳组的弯折区发生移动，由于凹槽的存在，极耳组的弯折区也不会接触极片，从而防止短路情况发生，提高电池的安全性。
附图说明
图1为本申请一实施方式的电池的俯视图。
图2为图1所示的电池的剖视图。
图3为图1所示的电池于另一截面的剖视图。
图4为图1中的第一极片展开时的结构示意图。
图5为图1中的第二极片展开时的结构示意图。
主要元件符号说明
电芯 10
第一电芯部 10a
第二电芯部 10b
第一极片 11
第二极片 12
隔离膜 13
第一极耳组 20
第一弯折区 21
第一极耳 22
第二极耳 23
第二极耳组 30
第二弯折区 31
第一转接部 40
第二转接部 50
电池 100
第二凹槽 111
第三凹槽 112
第六凹槽 113
第七凹槽 114
第一凹槽 121
第四凹槽 122
第五凹槽 123
第八凹槽 124
阻挡区 131
连接区 231
厚度 a
距离 d
深度 T
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和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。本文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方式的目的，不是旨在于限制本申请。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图3，本申请提供一种电池100，所述电池100包括电芯10以及第一极耳组20。所述电芯10包括第一极片11和第二极片12，所述第一极耳组20电连接所述第一极片11。所述第一极耳组20包括第一弯折区21。所述第二极片12的边缘设有第一凹槽121，所述第一凹槽121对应所述第一弯折区21(本文所述“对应”是指：两者位置相对，正常使用状态下两者不接触，而在滥用条件下，两者会有配合关系。如此处，第一凹槽121与第一弯折区21两者结构位置相对，在电池100正常使用状态下，第一凹槽121与第一弯折区21两者不接触，但在电池100极端滥用条件下，第一弯折区21能够部分伸入第一凹槽121)。
如图2所示，所述第一弯折区21呈U型设置。当然，在其它实施方式中，所述第一弯折区21的形状还可以根据实际需求进行设置。
通过在所述第二极片12上设置第一凹槽121，即便所述第一弯折区21发生移动(如，在电池100跌落或振动过程中)，由于所述第一凹槽121的存在，所述第一弯折区21也不会接触所述第二极片12，从而防止短路情况发生。
在本实施方式中，所述第一极片11设有第二凹槽111，所述第二凹槽111对应所述第一弯折区21。通过在所述第一极片11上设置第二凹槽111，即便第一弯折区21发生移动，由于所述第二凹槽111的存在，所述第一弯折区21也不会接触所述第一极片11。
在本实施方式中，所述电芯10还包括隔离膜13，所述隔离膜13设置于所述第一极片11以及所述第二极片12之间。所述隔离膜13包括阻挡区131，所述阻挡区131位于所述隔离膜13的边缘且对应所述第一凹槽121和所述第二凹槽111。从而，所述第一弯折区21在移动过程中会直接接触所述阻挡区131，即，所述阻挡区131能够将所述第一弯折区21与所述第一极片11、所述第二极片12间隔开。
在另一实施方式中，所述第一凹槽121和所述第二凹槽111的深度均大于所述第一弯折区21的整体长度，从而避免所述第一弯折区21接触所述第一凹槽121和所述第二凹槽111的底壁。如图2所示，假设所述电芯10厚度为a，所述第一弯折区21与所述电池100的封装膜之间的距离为d(通常规定为1～2mm)，即所述第一弯折区21的整体长度为(a/2-d)。因此，所述第一凹槽121和所述第二凹槽111的深度T只要满足T>(a/2-d)便可避免所述第一弯折区21接触到所述第一凹槽121和所述第二凹槽111的底壁。为防止所述第一弯折区21在移动过程中接触所述第一凹槽121和所述第二凹槽111的侧壁，所述第一凹槽121和所述第二凹槽111的宽度可大于所述第一弯折区21的最大宽度。
在本实施方式中，所述电芯10为卷绕式电芯，即，所述第一极片11和所述第二极片12卷绕形成所述电芯10。所述电芯10包括相对的第一电芯部10a以及第二电芯部10b，其中，所述第一电芯部10a以及所述第二电芯部10b可相对于所述电芯10的中轴面对称设置。所述第一极耳组20位于第一电芯部10a，所述第一凹槽121和所述第二凹槽111对应且位于所述第二电芯部10b。在其它实施方式中，所述电芯10还可以为叠片式电芯。
进一步地，所述第一极耳组20包括多个第一极耳22，所述第一极耳22之间相互重叠。请一并参阅图4，所述第一极耳22的形状可为正方形、梯形、长方形等。所述第一极耳组20还包括第二极耳23，所述第二极耳23的宽度大于所述第一极耳22的宽度，所述第二极耳23位于所述电芯10的内圈和/或外圈。所述第二极耳23可作为首折极耳或尾折极耳包覆所述第一极耳并共同形成所述第一弯折区21。其中，所述第一极耳22、所述第二极耳23均与所述第一极片11一体设置，即，所述第一极耳22以及所述第二极耳23均由所述第一极片11直接延伸形成。
实际制造中，所述电芯10经注液，封装，化成后得到所述电池100。通过将所述第二极耳23包覆所述第一极耳22，当所述第一极耳组20弯折形成所述第一弯折区21后，所述第二极耳23能够将多个所述第一极耳22弯折所产生的毛刺包覆于内部，从而防止毛刺腐蚀所述电池100的封装膜。
在本实施方式中，所述第二极耳23还包括连接区231，所述连接区231连接于所述第一弯折区21与第一极片11之间，所述连接区231的高度可以根据实际需求进行设置，用于防止所述第一弯折区21底部的毛刺接触所述第一极片11。为防止所述第二极耳23出现应力集中，所述连接区231与所述第一极片11的连接处设置为圆弧或多边形过渡。进一步地，为防止所述第二极片12于所述第一凹槽121处以及所述第一极片11于所述第二凹槽111处出现应力集中，所述第一凹槽121以及所述第二凹槽111的转角处可同样设置为圆弧或多边形过渡。
在本实施方式中，所述电池100还包括第二极耳组30，所述第二极耳组30电连接所述第二极片12。如图3所示，所述第二极耳组30包括第二弯折区31。所述第一极片11还设有第三凹槽112，所述第三凹槽112对应所述第二弯折区31且与所述第二弯折区31。
所述第二极片12还设有第四凹槽122，所述第四凹槽122对应所述第二弯折区31。
进一步地，所述第二极片12还可开设第五凹槽123，所述第一极片11还可开设第六凹槽113，所述第五凹槽123以及所述第六凹槽113均对应所述第一弯折区21。
进一步地，所述第一极片11还可设有第七凹槽114，所述第二极片12还可设有第八凹槽124，所述第七凹槽114与所述第八凹槽124对应所述第二弯折区31。请一并参阅图5，所述第二极耳组30可同样包括所述第一极片22以及所述第二极片23，所述第二极耳组30的结构可与所述第一极耳组20相同。所述第三至第八凹槽位于所述第二电芯部10b，且结构可与所述第一凹槽121和/或所述第二凹槽111相同，此不赘述。
如图2和图3所示，所述第一极耳组20通过所述第一弯折区21与外接极耳(图未示)焊接且在焊接处形成第一转接部40。所述第二极耳组30与外接极耳(图未示)焊接且在焊接处形成第二转接部50。
下面通过实施例以及对比例对本申请进行具体说明。
实施例1
正负极片的制作：在极片边缘开设凹槽，宽度为39mm、深度为4.5mm。所述极片包括第一极耳和第二极耳。第一极耳呈梯形，上端宽度为32mm，下端宽度为35mm，高度为20mm(凹槽宽度超过第一极耳最宽处4mm)。第二极耳的连接区的下端宽度35mm(与第一极耳的下端宽度相同)，高度为3mm。第二极耳的头部为长方形，上端宽度为70mm，高度为17mm。所述凹槽的转角处以及所述第二极耳与极片的连接处均采用圆弧过渡。
锂离子电池的制备：将正负极极片和隔离膜卷绕(隔离膜宽度不变，包括对应凹槽的阻挡区)，卷绕后裸电芯的厚度为11mm，且将首折极耳包覆其它极耳形成弯折区，进行焊接，最后封装。
实施例2
正负极片的制作：第一极耳呈长方形，上下宽度均为32mm，高度为20mm。第二极耳的头部为长方形，上端宽度为66mm，高度为17mm。所述凹槽的转角处以及所述第二极耳与极片的连接处均采用多边形过渡。其余与实施例1相同。
锂离子电池的制备：与实施例1相同。
实施例3
正负极片的制作：第一极耳呈长方形，上下宽度均为32mm，高度为20mm。第二极耳的头部为长方形，上端宽度为66mm，高度为17mm。其余与实施例1相同。
锂离子电池的制备：与实施例1相同。
实施例4
正负极片的制作：与实施例1相同。
锂离子电池的制备：卷绕后第二极耳作为首折极耳包覆第一极耳。其余与实施例1相同。
实施例5
正负极片的制作：与实施例1相同。
锂离子电池的制备：卷绕后第二极耳作为尾折极耳包覆第一极耳。其余与实施例1相同。
实施例6
正负极片的制作：极片不包括第二极耳，其余与实施例1相同。
锂离子电池的制备：卷绕后直接对第一极耳进行弯折并焊接，最后封装。
对比例1
正负极片的制作：极片不开设凹槽，也不包括第二极耳，其余与实施例1相同。
锂离子电池的制备：卷绕后直接对第一极耳进行弯折并焊接，最后封装。
对比例2
正负极片的制作：与对比例1相同。
锂离子电池的制备：卷绕后直接对第一极耳进行弯折并焊接，然后进行三处贴胶(包括将弯折区贴极耳胶、对侧极片绕胶以及首折极耳防短路胶)，最后封装。
对比例3
正负极片的制作：极片边缘不开设凹槽。其余与实施例1相同。
锂离子电池的制备：卷绕后第二极耳作为首折极耳包覆第一极耳。其余与实施例1相同。
分别测量实施例1-6以及对比例1-3的锂离子电池各进行多次跌落、振动以及高温高湿腐蚀试验，测试锂离子电池是否发生短路，当测得锂离子电池未发生短路时标记为通过(PASS)。其中，每种锂离子电池在跌落、振动以及高温高湿腐蚀条件下各测试10次。测试结果如表1所示。
表1
由表1测试结果可知，相较于对比例1-3，实施例1-6制得的锂离子电池在进行多次跌落、振动以及高温高湿腐蚀试验时，仍然不发生短路。
本申请通过在极片上设置凹槽，即便极耳组的弯折区发生移动，由于凹槽的存在，极耳组的弯折区也不会接触极片，从而防止短路情况发生，提高电池的安全性。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，包括电芯以及第一极耳组，所述电芯包括第一极片和第二极片，所述第一极耳组电连接所述第一极片，其特征在于，
所述第一极耳组包括第一弯折区，所述第二极片的边缘设有第一凹槽，所述第一凹槽对应所述第一弯折区。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一极片设有第二凹槽，所述第二凹槽对应所述第一弯折区。
3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一极片和所述第二极片卷绕形成所述电芯，所述电芯包括相对的第一电芯部以及第二电芯部，所述第一极耳组位于所述第一电芯部，所述第一凹槽和所述第二凹槽对应且位于所述第二电芯部。
4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一极耳组包括多个第一极耳，所述第一极耳之间相互重叠，所述第一极耳组还包括第二极耳，所述第二极耳的宽度大于所述第一极耳的宽度，所述第二极耳位于所述电芯的内圈和/或外圈，所述第二极耳包覆所述第一极耳并共同形成所述第一弯折区。
5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述第二极耳还包括连接区，所述连接区连接于所述第一弯折区与第一极片之间，所述连接区与所述第一极片的连接处为圆弧形或多边形过渡。
6.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述电芯还包括隔离膜，所述隔离膜设置于所述第一极片以及所述第二极片之间，所述隔离膜包括阻挡区，所述阻挡区位于所述隔离膜的边缘且对应所述第一凹槽和所述第二凹槽。
7.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一凹槽和/或所述第二凹槽的宽度大于所述第一弯折区的最大宽度。
8.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述电池还包括第二极耳组，所述第二极耳组电连接所述第二极片，所述第二极耳组包括第二弯折区，所述第一极片还设有第三凹槽，所述第三凹槽对应所述第二弯折区。
9.如权利要求8所述的电池，其特征在于，所述第二极片还设有第四凹槽，所述第四凹槽对应所述第二弯折区。
10.如权利要求9所述的电池，其特征在于，所述第二极片还设有第五凹槽，所述第一极片还设有第六凹槽，所述第五凹槽以及所述第六凹槽对应所述第一弯折区。
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