CN210325964U - 一种电池模组电芯、电池以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组电芯，以及采用该电芯的电池和车辆。本电芯中的电芯层叠体中每个极片的两侧分别形成有极耳，电芯层叠体两侧的同性极耳之间进行串联，使得电芯层叠体两侧分别形成外出一个极耳。本实用新型提供的电芯可有效提高大模组电芯的功率特性；并且该方案实现简单，对电芯产线改动小，易于导入产品设计和制造中，实用性强。

Description

一种电池模组电芯、电池以及车辆

技术领域

本实用新型涉及锂电池领域，具体涉及电池模组电芯、电池以及车辆。

背景技术

动力锂离子电池具有高比能量、长寿命、低自放电等优点，在新能源汽车的应用越来越普及。为了满足人们的需求，主机厂迫切需求提升汽车的续航里程和加速性能，这就要求动力电池要在提高电池容量和功率。

目前动力电池在设计上，通常采用单侧出极耳和两侧出极耳的方式，这两种方式。这两种方式在电芯尺寸小的情况下完全可以正常使用。但是当电芯不断加长，超过300mm时，再出现大功率使用的情况，电芯就会出现极化过大、电流分布不均匀，从而引起电芯温升不一致，电芯内部极片活性物质衰减不一致的情况。

实用新型内容

针对现有模组功率型电芯的功率使用问题，需要一种新的电芯设计方案方案。

为此，本实用新型的目的在于提供一种电池模组电芯，电芯内部采用双出极耳结构，以提高电芯功率性能；同时据此，本实用新型还提供采用该电芯的电池方案，以及采用该电池的车辆方案。

为了达到上述目的，本实用新型提供的电池模组电芯，主要包括电芯层叠体和封装体，所述电芯层叠体中每个极片的两侧分别电连接有极耳，所述电芯层叠体两侧的极性相同的极耳之间进行串联，所述电芯层叠体的两侧分别延伸出一个外引出极耳。

进一步的，每个所述极片两侧电连接的极耳之间呈非对称分布。

进一步的，所述极片包括正极片和负极片，所述电芯层叠体中包括多片正极片和多片负极片；所述外引出极耳包括外引出正极耳和外引出负极耳。

进一步的，每个正极片的两侧分别电连接有第一正极耳和第二正极耳，所述第一正极耳突出于所述正极片的长度大于所述第二正极耳突出于所述正极片的长度，所述第一正极耳为外引出正极耳；每个所述负极片的两侧分别电连接有第一负极耳和第二负极耳，所述第一负极耳突出于所述负极片的长度大于所述第二负极耳突出于所述负极片的长度，所述第一负极耳为外引出负极耳。

进一步的，电芯层叠体两侧的极性相同的极耳之间通过软连接方式进行连接。

进一步的，所述软连接方式中的软连接件包括铜箔或铝箔中的一个。

进一步的，层叠的多个所述第一正极耳和第二正极耳之间通过所述铝箔电连接；层叠的多个所述第一负极耳和第二负极耳之间通过所述铜箔电连接。

进一步的，电芯的长度300-600mm，所述电芯的宽度60-230mm。

进一步的，极耳和极片的边缘之间通过圆弧过渡。

进一步的，极耳和极片一体成型。

为了达到上述目的，本实用新型提供的一种电池，其含有上述的电池模组电芯。

为了达到上述目的，本实用新型提供的车辆，其含有上述的电池模组电芯或电池。

本实用新型提供的电池模组电芯结构中电芯层叠体中含有多片正极片和多片负极片，每个正极片的两侧分别电连接有正极耳，每个负极片的两侧分别电连接有负极耳，电芯内部多个极耳的设计，极片中的电子和离子传输从两侧极耳进行传输，可以有效降低电池模组电芯因为极片过长带来的极化过大、电流分布不均带来的问题，本实用新型能简单有效提高电芯的过流能力、减小极化和电流分布不均，从而提高电芯功率性能。从而可有效提供相应电池或车辆的性能。

同时，本实用新型提供的电池模组电芯结构中将电芯层叠体两侧的极性相同的极耳之间进行串联，电池模组电芯两侧分别自封装体内延伸出一个外引出极耳，外引出极耳数量少于内部极耳数量，减少连接电缆，减少因摩擦带来的电缆漏电和短路的安全隐患，也降低成本；通过减少外引出极耳的数量，也可以提高电池模组的空间利用率，进一步提高能量密度。

最后，该方案实现简单，对电芯产线改动小，易于导入产品设计和制造中，实用性强。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本申请中电池模组电芯的极片结构示意图；

图2为本申请中电池模组电芯的层叠体结构示意图；

图3为本申请中电池模组电芯的极耳连接结构示意图；

图4为本申请中封装形成的电池模组电芯的结构示意图。

附图标记：

10、极片，20、电芯层叠体，211、第一正极耳，212、第二正极耳，221、第一负极耳，222、第二负极耳，30、软连接方式，40、封装体。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

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。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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或两个元件的相互作用关系。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。

为了解决电池模组电芯的功率使用问题，本实例采用电芯内部双出极耳方式，来提高电芯的过流能力，并降低电芯内部极化、电流不一致情况；并把两侧的极耳在内部串联，再电芯外部保持两侧各一个极耳，方便模组连接。

针对本实例给出的电池模组电芯方案，以下说明一下其具体的构成过程(参见图1-图4)。

本公开所述的电芯，包括但不限于软包电芯和硬壳电芯，优选软包电芯。

对于电芯的尺寸，其长度优选为300-600mm，宽度优选为60-230mm。

参见图1，其所示为本申请提供的电池模组电芯极片的结构示意图。电芯包括电芯层叠体和封装体，其中，电芯层叠体中每个极片的两侧分别电连接有极耳，将电芯层叠体两侧的极性相同的极耳之间进行串联，在电芯层叠体的两侧分别自封装体延伸出一个外引出极耳。外引出极耳包括外引出正极耳和外引出负极耳。

本实用新型提供的电芯结构中电芯层叠体中含有多片正极片和多片负极片，每个正极片的两侧分别电连接有正极耳，每个负极片的两侧分别电连接有负极耳，电芯内部多个极耳的设计，极片中的电子和离子传输从两侧极耳进行传输，可以有效降低电池模组电芯因为极片过长带来的极化过大、电流分布不均带来的问题，本实用新型能简单有效提高电芯的过流能力、减小极化和电流分布不均，从而提高电芯功率性能。从而可有效提供相应电池或车辆的性能。

同时，将电芯层叠体两侧的极性相同的极耳之间进行串联，电池模组电芯两侧分别自封装体内延伸出一个外引出极耳，外引出极耳数量少于内部极耳数量，减少连接电缆，减少因摩擦带来的电缆漏电和短路的安全隐患，也降低成本；通过减少外引出极耳的数量，也可以提高电池模组的空间利用率，进一步提高能量密度；

最后，该方案实现简单，对电芯产线改动小，易于导入产品设计和制造中，实用性强。

本公开所述“电芯层叠体”是指多片极片层叠形成的电芯层叠体。极片包括正极片和负极片，电芯层叠体中包括交替堆叠的多片正极片和多片负极片，任意相邻的正极片和负极片之间夹设有隔膜，用来防止正极片和负极片接触短路，其交替堆叠的方式为本领域公知技术，在此不再赘述，本公开所述的多片为10片-200片。

将辊压好的极片分条，按照图1的方式模切成正极片、负极片，极片10两侧各成型有一个极耳，即第一极耳11和第二极耳12；如图1所示方案，在图示方向上，极片10左侧形成有第一极耳11，该第一极耳11位于极片10左侧的上部，而极片10右侧形成有第二极耳12，该第二极耳12位于极片10右侧的下部。第一极耳11和第二极耳12可以同时为正极耳或负极耳。为保证成组后，同性极耳便于连续，每个极片10上两侧的第一极耳11和第二极耳12之间优选采用非对称分布方式设置。优选，极耳和极片通过模切铜箔或铝箔一体成型，与现有的焊接相比，这种设计电连接稳定，降低内阻，便于过流。

同时，极耳和极片的边缘之间优选通过圆弧过渡，这样可以有效避免产生毛刺，从而导致绝缘材料被毛刺刺穿出现绝缘不良问题。

参见图2所示，为本申请提供的电池模组电芯层叠体的结构示意图。

将根据上述方案，依照正极片、隔膜、负极片的顺序进行交替层叠设置，由此形成如图2所示的电芯层叠体20。该电芯层叠体20的两侧分别具有两组极耳，即电芯层叠体20的同一侧分别具有一组正极耳和一组负极耳，而分布在电芯层叠体20两侧的两组正极耳之间呈非对称方式分布，分布在电芯层叠体20两侧的两组负极耳之间呈非对称方式分布。每个正极片的两侧分别电连接有第一正极耳211和第二正极耳212，每个负极片的两侧分别电连接有第一负极耳221和第二负极耳222，将图2中的第二正极耳212突出于正极片的部分进行剪切得到剪切后的第二正极耳212，将图2中第二负极耳222突出于负极片的部分进行剪切得到剪切后的第二负极耳222。参见图3，电池模组电芯在剪切后的电芯层叠体20中，每个正极片的两侧电连接的第一正极耳211和第二正极耳212中，第一正极耳211突出于正极片的长度大于第二正极耳212突出于正极片的长度，该第一正极耳211为外引出正极耳。与之配合，每个负极片的两侧电连接的第一负极耳221和第二负极耳222中，第一负极耳221突出于负极片的长度大于第二负极耳222突出于负极片的长度，第一负极耳221为外引出负极耳。在此基础上，本实例将电芯层叠体20两侧分布的同性极耳之间(如第一正极耳211和第二正极耳212之间，第一负极耳221和第二负极耳222之间)采用软连接方式30进行连接，并通过背面焊接串联到一起。使得电芯层叠体两侧形成第一正极耳211组、第二正极耳212组、第一负极耳221组，第二负极耳222组，其中第一正极耳211和第一负极耳221作为外引出极耳，用于外部电连接；第一负极耳221和第二负极耳222作为内部极耳，用于内部电连接。

这里的焊接方式，可以采用超声波焊接或者激光焊接。

这里的软连接方式30，根据极性不同采用不同的方式。正极耳之间采用铝箔构成软连接件，并据此进行两侧正极耳之间的软连接；负极耳之间采用铜箔构成软连接件，并据此进行两侧负极耳之间的软连接。将电芯层叠体20两侧的极性相同的极耳之间通过软连接件进行串联，电池模组电芯两侧分别自封装体内延伸出一个外引出极耳，外引出极耳数量少于内部极耳数量，减少连接电缆，减少因摩擦带来的电缆漏电和短路的安全隐患，也降低成本；通过减少外引出极耳的数量，也可以提高电池模组的空间利用率，进一步提高能量密度；

作为替代方案，具体的软连接方式·并不限于采用正极用铝箔，负极用铜箔这种方式，也可以采用其它材质相匹配的材料来形成。

据此，本实例在具体实现时，将电芯层叠体两侧层叠的多个第一正极耳211和第二正极耳212之间与铝箔软连接件基于电芯层叠体的一侧面进行连接，并将电芯层叠体一侧的第二正极耳212切掉，使得电芯层叠体只有一侧具有外引出正极耳(第一正极耳211)。

与之对应的电芯层叠体两侧层叠的多个第一负极耳221和第二负极耳222之间与铜箔软连接件基于电芯层叠体的另一侧面进行连接，并将具有外引出正极耳一侧的第二负极耳222切掉，使得电芯层叠体只有一侧具有外引出负极耳(第一负极耳221)。

由此，使得电芯层叠体20两侧各有一个外引出极耳，即一侧为外引出正极耳，另一侧为外引出负极耳，且两者对称分布，两者的中心轴线与电芯层叠体的中心轴线不共线(即不沿电芯层叠体的中心分布)，方便单体电芯的串并联成组。

参见图4，其所示为本实例提供的大模组软包功率型电芯层叠体封装的示意图。

将上述切掉多余极耳的电芯层叠体20中的外引出极耳焊接固定，再将电芯层叠体20放在封装体40中进行封装，所述封装体40可以为硬壳或软包；优选将电芯层叠体20放置在冲好坑的铝塑膜中封装起来，电芯层叠体20封装后，电芯层叠体两侧的外引出正极耳(第一正极耳211)和外引出负极耳(第一负极耳221)从铝塑膜中延伸出来，即外露于封装体40(如图4所示)。

本实用新型还提供一种电池，含有上述电池模组电芯。

一种车辆，含有电池模组电芯或上述的电池。

由此可以形成具备功率特性满足大电流放电的大模组电芯，本方案构成的大模组电芯相比普通单侧或者双侧出极耳的电芯，具备高功率特性，并且由于极化小、电流分布均匀，也同时提高了循环寿命。

由上实例可知，通过本方案可以实现提高大模组电芯的功率特性，并有效降低大模组电芯因为极片过长带来的极化过大、电流分布不均带来的问题。

最后需要说明，本方案不仅适用于软包锂离子电池，其还适用于方形金属壳锂离子电池。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电池模组电芯，所述电芯包括电芯层叠体和封装体，其特征在于，所述电芯层叠体中每个极片的两侧分别电连接有极耳，所述电芯层叠体两侧的极性相同的极耳之间进行串联，所述电芯层叠体的两侧分别延伸出一个外引出极耳。

2.根据权利要求1所述的电池模组电芯，其特征在于，每个所述极片两侧电连接的极耳之间呈非对称分布。

3.根据权利要求2所述的电池模组电芯，其特征在于，所述极片包括正极片和负极片，所述电芯层叠体中包括多片正极片和多片负极片；所述外引出极耳包括外引出正极耳和外引出负极耳。

4.根据权利要求3所述的电池模组电芯，其特征在于，每个所述正极片的两侧分别电连接有第一正极耳和第二正极耳，所述第一正极耳突出于所述正极片的长度大于所述第二正极耳突出于所述正极片的长度，所述第一正极耳为外引出正极耳；每个所述负极片的两侧分别电连接有第一负极耳和第二负极耳，所述第一负极耳突出于所述负极片的长度大于所述第二负极耳突出于所述负极片的长度，所述第一负极耳为外引出负极耳。

5.根据权利要求4所述的电池模组电芯，其特征在于，所述电芯层叠体两侧的极性相同的极耳之间通过软连接方式进行连接。

6.根据权利要求5所述的电池模组电芯，其特征在于，所述软连接方式中的软连接件包括铜箔或铝箔中的一个。

7.根据权利要求6所述的电池模组电芯，其特征在于，层叠的多个所述第一正极耳和第二正极耳之间通过所述铝箔电连接；层叠的多个所述第一负极耳和第二负极耳之间通过所述铜箔电连接。

8.根据权利要求1所述的电池模组电芯，其特征在于，所述电芯的长度300-600mm，所述电芯的宽度60-230mm。

9.根据权利要求1所述的电池模组电芯，其特征在于，所述极耳和极片的边缘之间通过圆弧过渡。

10.根据权利要求1所述的电池模组电芯，其特征在于，极耳和极片一体成型。

11.一种电池，其特征在于，含有权利要求1-10中任一项所述的电池模组电芯。

12.一种车辆，其特征在于，含有权利要求1-10中任一项所述的电池模组电芯或权利要求11所述的电池。

Images