CN210403887U - 多极耳电芯、锂离子电池及电子产品 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种多极耳电芯、锂离子电池及电子产品，该多极耳电芯包括正极片、隔膜以及负极片；正极片上形成有多个第一空白区，每个第一空白区上焊接有正极耳，负极片上形成有多个第二空白区，每个第二空白区上焊接有负极耳，相邻两个第一空白区之间设置有第一涂布区，相邻两个第二空白区之间设置有第二涂布区，正极片、隔膜、负极片依次叠放并卷绕成卷芯，以使多个正极耳和多个负极耳沿卷芯的第一方向依次排列，第一方向为正极耳和负极耳的宽度方向。正极片、隔膜以及负极片在卷绕成卷芯后，正极片上的正极耳和负极片上的负极耳沿着其自身的宽度方向依次进行排布，有效地减小了多极耳电芯的厚度，利于多极耳电芯小型化、轻薄化的发展。

Description

多极耳电芯、锂离子电池及电子产品

技术领域

本公开涉及锂离子电池技术领域，具体地，涉及一种多极耳电芯、锂离子电池及电子产品。

背景技术

锂离子电池是90年代脱颖而出的新一代化学电源，由于具有优良的电性能和无污染的特性，成为多种先进的便携式电子产品的理想配套电源。同时随着电子设备的高速及其向便携化及无绳化发展，使用锂离子电池的电子设备对锂离子电池提出了越来越苛刻的技术要求，尤其对二次电池的高倍率提出了更高的要求，在这种要求下，传统的单极耳极片严重约束了锂离子电池放电平台的提高，故为了提高锂离子电池的高倍率放电特性，通常采用多极耳结构的极片。

现有技术中较常用的手段多是通过特定的设备在极片上切割出多个间隔设置的极耳，但是一般该种极片对设备的依赖性较强，设备的通用性不强；并且切割边缘部分容易起金属毛刺，还需设置绝缘材料对起金属毛刺部分进行覆盖以防止短路，增加额外的制造成本；此外，由于设置了多个极耳易使得多极耳电芯的厚度增加，不利于多极耳电芯小型化、轻薄化的发展。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种多极耳电芯、锂离子电池及电子产品，该多极耳电芯能够避免厚度的增加，利于多极耳电芯小型化、轻薄化的发展。

为了实现上述目的，本公开提供一种多极耳电芯，所述多极耳电芯包括正极片、隔膜以及负极片；所述正极片上形成有多个间隔设置的第一空白区，每个所述第一空白区上焊接有正极耳，所述负极片上形成有间隔设置的多个第二空白区，每个所述第二空白区上焊接有负极耳，相邻两个所述第一空白区之间设置有第一涂布区，相邻两个所述第二空白区之间设置有第二涂布区，所述第一涂布区和所述第二涂布区上均设置有活性材料；所述正极片、所述隔膜、所述负极片依次叠放并卷绕成卷芯，以使多个所述正极耳和多个所述负极耳沿所述卷芯的第一方向依次排列，所述第一方向为所述正极耳和所述负极耳的宽度方向。

可选地，所述卷芯为椭圆柱结构，该椭圆柱结构在长度方向上具有长度，在垂直于所述长度方向的厚度方向上具有厚度，在高度方向上具有介于所述长度和所述厚度之间的高度，所述第一方向为所述长度方向，所述多个正极耳和多个所述负极耳沿所述长度方向依次排列并沿所述厚度方向间隔设置，且所述多个正极耳和多个所述负极耳在所述厚度方向上错开。

可选地，相邻两个所述正极耳之间未设置所述负极耳，相邻两个所述负极耳之间未设置所述正极耳，所述多极耳电芯还包括第一连接片和第二连接片，每个正极耳的一端向外凸出于所述正极片并通过所述第一连接片相连，每个负极耳的一端向外凸出于所述负极片并通过所述第二连接片相连。

可选地，所述第一连接片和所述第二连接片位于所述卷芯的同一侧。

可选地，所述多极耳电芯还包括第一绝缘件和第二绝缘件，所述第一绝缘件套设在所述正极耳上，所述第一连接片位于所述第一绝缘件远离所述正极片的一侧，所述第二绝缘件套设在所述负极耳上，所述第二连接片位于所述第二绝缘件远离所述负极片的一侧。

可选地，所述正极耳凸出于所述正极片的部分的长度大于3mm，所述负极耳凸出于所述负极片的部分的长度大于3mm。

可选地，所述第一连接片和所述第二连接片均为镍片，每个所述正极耳远离所述正极片的一端焊接在所述第一连接片上，每个所述负极耳远离所述负极片的一端焊接在所述第二连接片上。

可选地，所述正极耳为铝带，所述负极耳为镍带。

本公开还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括外壳、电解液以及所述的多极耳电芯。

此外，本公开还提供一种电子产品，所述电子产品包括所述的锂离子电池。

本公开的有益效果：

1、正极片、隔膜以及负极片在卷绕成卷芯后，正极片上的正极耳和负极片上的负极耳沿着其自身的宽度方向依次进行排布，相比于现有技术中，正极耳和负极耳沿着其厚度方向进行排布的方式相比，有效地减小了多极耳电芯的厚度，利于多极耳电芯小型化、轻薄化的发展；

2、由于正极耳和负极耳是单独生产制造的，且正极耳和负极耳分别焊接在正极片和负极片上，与现有技术中通过切割设备在正极片和负极片上分别切割出正极片和负极片的方式相比，可以避免正极耳和负极耳的边缘部分产生金属毛刺，从而避免设置绝缘材料对金属毛刺部分进行覆盖，进而可以有效地降低多极耳电芯的制造成本，提高多极耳电芯的生产效率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种可选的实施方式的多极耳电芯的正极片及正极耳的结构示意图；

图2是本公开一种可选的实施方式的多极耳电芯的负极片及负极耳的结构示意图；

图3是本公开一种可选的实施方式的多极耳电芯的卷芯的平面结构示意图，其中还示出了第一绝缘件和第二绝缘件；

图4是本公开一种可选的实施方式的多极耳电芯的卷芯的立体结构示意图，并在图中示出了卷芯的长度L、高度H以及厚度D；

图5是本公开一种可选的实施方式的多极耳电芯的结构示意图，其中示出了第一连接片以及第二连接片；

图6是本公开一种可选的实施方式的锂离子电池的结构示意图。

附图标记说明

1 正极片 11 第一空白区

12 第一涂布区 3 负极片

31 第二空白区 32 第二涂布区

4 正极耳 5 负极耳

6 第一连接片 7 第二连接片

8 第一绝缘件 9 第二绝缘件

10 卷芯 100 外壳

D1 正极耳凸出于正极片的部分的长度

D2 负极耳凸出于负极片的部分的长度

A 第一方向 L 卷芯的长度

H 卷芯的高度 D 卷芯的厚度

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“外”指的是具体结构轮廓的外，“第一方向A”定义为正极耳和负极耳的宽度方向，具体可参照图3所示。此外，使用的术语如“第一”和“第二”仅是为区分一个要素和另外一个要素，不具有顺序性和重要性。

如图1至图5所示，本公开提供一种多极耳电芯，该多极耳电芯可以包括正极片1、隔膜以及负极片3；正极片1上可以形成有多个间隔设置的第一空白区11，每个第一空白区11上可以焊接有正极耳4，负极片3上可以形成有间隔设置的多个第二空白区31，每个第二空白区31上可以焊接有负极耳5，相邻两个第一空白区11之间可以设置有第一涂布区12，相邻两个第二空白区31之间可以设置有第二涂布区32，第一涂布区12和第二涂布区32上均可以设置有活性材料；正极片1、隔膜(未示出)、负极片3依次叠放并卷绕成卷芯10，以使正极耳4和负极耳5沿卷芯10的第一方向A依次排列，这里，第一方向A为正极耳4和负极耳5的宽度方向。根据正极片1和负极片3的尺寸，以及正极片1和负极片3的卷绕方向，第一方向A可以是卷芯10的长度方向、宽度方向或高度方向，但第一方向A为正极耳4和负极耳5的宽度方向。

例如，在一种实施方式中，卷芯10具有长度L、厚度D以及介于长度L和厚度D之间的高度H，卷芯10具有大面和位于大面相对两端的端面，大面的长边具有上述长度L，短边具有高度H，端面的长边具有长度L，短边具有厚度D，上述第一方向A可以为卷芯10的长度方向。

也就是说，在正极片1、隔膜、负极片3、叠放并卷绕成卷芯10后，正极耳4和负极耳5是沿其卷芯10的长度方向依次排列的，正极耳4和负极耳5可以位于卷芯10的同一端面上，也可以分别位于卷芯10的两个端面上。

这里，正极耳4和负极耳5沿卷芯10的第一方向A依次排列指的是正极耳4和负极耳5可以沿第一方向A依次交替排列，即，正极耳4和负极耳5沿第一方向A以“正极耳4、负极耳5、正极耳4、负极耳5”的排列方式，也可以是多个正极耳4组成的正极耳组和多个负极耳5组成的负极耳组沿第一方向A间隔布置，也就是说，相邻两个正极耳4之间没有负极耳5，相邻两个负极耳5之间没有正极耳4，即，正极耳4和负极耳5沿第一方向A以“正极耳4、正极耳4、负极耳5、负极耳5”的排列。

通过上述技术方案，由于正极片1、隔膜以及负极片3在卷绕成卷芯10后，正极片1上的正极耳4和负极片3上的负极耳5沿着其自身的宽度方向依次进行排布，相比于现有技术中，正极耳和负极耳沿着其厚度方向进行排布的方式相比，这样能有效地减小了多极耳电芯的厚度，利于多极耳电芯小型化、轻薄化的发展。此外，由于正极耳4和负极耳5是单独生产制造的，且正极耳4和负极耳5分别焊接在正极片1和负极片3上，与现有技术中通过切割设备在正极片和负极片上分别切割出正极片和负极片的方式相比，可以避免正极耳4和负极耳5的边缘部分产生金属毛刺，从而避免设置绝缘材料对金属毛刺部分进行覆盖，进而可以有效地降低多极耳电芯的制造成本，提高多极耳电芯的生产效率。

设置在正极片1和负极片3之间的隔膜的主要作用是使正极片1和负极片3分隔开，防止发生短路。具体地，在叠放正极片1和负极片3时，可以使正极片1上焊接的正极耳4和负极片3上焊接的负极耳5相互错开，且正极片1上的活性材料和负极片3上的活性材料均与隔膜接触；在卷绕时，可以是正极片1将负极片3包裹在内，也可以是负极片3将正极片1包裹在内。

在具体进行多极耳电芯的制造过程中，首先，可以先将活性材料涂布至正极片1的第一涂布区12和负极片3的第二涂布区32上。其中，在正极片1上的第一涂布区12上可以涂布上能够发生氧化反应的活性材料，例如可以涂布上LiCoO2化合物；在负极片3的第二涂布区32上可以涂布上能够发生还原反应的活性材料，例如可以涂布上LixC6化合物，并且可以根据实际经验或者通过计算得出第一空白区11和第二空白区31的距离。也可以是先将没有焊接正极耳4的正极片1和没有焊接负极耳5的负极片3进行卷绕，标记出上述多个正极耳4和负极耳5沿第一方向A依次排列的的位置，然后再将正极片1和负极片3摊开，根据多个正极耳4及负极耳5的不同的位置再分别确认第一空白区11和第二空白区31的位置，并且该第一空白区11和第二空白区31的长度尺寸可以做的略大以便于对正极耳4以及负极耳5的位置进行调整。

这里，作为一种实施方式，正极片1可以为铝箔片，负极片3可以为铜箔片，导电性能良好的同时，成本低廉，而隔膜可以选用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜，本公开对正极片1、负极片3、隔膜的具体使用材料不做限定。

此外，在正极片1、隔膜以及负极片3在卷绕成卷芯10后，多个正极耳4和多个负极耳5可以位于卷芯10的同一侧，也可以位于卷芯10的不同侧。例如，当多个正极耳4和负极耳5位于卷芯10的同一侧时，多个正极耳4紧靠在一起并依次排列，多个负极耳5紧靠在一起并依次排列；也可以是多个正极耳4和负极耳5位于卷芯10的同一侧交错布置且依次排列；当多个正极耳4和负极耳5位于卷芯10的不同侧时,可以是多个正极耳4位于卷芯10的一侧，多个负极耳5位于卷芯10的一侧，也可以是在卷芯10的一侧正极耳4和负极耳5交错布置，另一侧正极耳4和负极耳5也是交错布置。

在本公开提供的一种示例性实施方式中，如图4所示，卷芯10为椭圆柱结构，该椭圆柱结构在长度方向上具有长度L，在垂直于长度方向的厚度方向上具有厚度D，在高度方向上具有介于长度L和厚度D之间的高度H，第一方向A为长度方向，多个正极耳4和多个负极耳5沿卷芯10的长度方向依次排列并沿卷芯10的厚度方向间隔设置，且多个正极耳4和多个负极耳5在卷芯10的厚度方向上错开，从而能有效地减小卷芯10的厚度，利于多极耳电芯小型化、轻薄化的发展。

进一步地，如图4和图5所示，在本公开提供的一种具体实施方式中，相邻两个正极耳4之间未设置负极耳5，相邻两个负极耳5之间未设置正极耳4，多极耳电芯还可以包括第一连接片6和第二连接片7，每个正极耳4的一端可以向外凸出于正极片1的长度边缘并通过第一连接片6相连，每个负极耳5的一端可以向外凸出于负极片3的长度边缘并通过第二连接片7相连，通过第一连接片6和第二连接片7可以分别对多个正极耳4和多个负极耳5上的电流进行汇集，以便于与外部电器件进行电连接，提高电连接的便利性。由于相邻两个正极耳4之间未设置负极耳5，相邻两个负极耳5之间未设置正极耳4，从而可以便于第一连接片6和第二连接片7的设置。

进一步地，第一连接片6和第二连接片7可以位于卷芯10的同一侧，因现有技术中外部电器件的正负极端子多是位于同一平面相邻布置的，在进行电气连接时，位于卷芯10同一侧的第一连接片6和第二连接片7可以直接与外部电器件的正负极端子电连接，避免中间电气连接件的引入，降低成本。

如图5以及图6所示，多极耳电芯还可以包括第一绝缘件8和第二绝缘件9，第一绝缘件8可以套设在正极耳4上，第一连接片6可以位于第一绝缘件8远离正极片1的一侧，第二绝缘件9可以套设在负极耳5上，第二连接片7可以位于第二绝缘件9远离负极片3的一侧。可选地，第一绝缘件8和第二绝缘件9可以由高分子聚合物材料制成并形成为环状结构，以分别套设在正极耳4和负极耳5上。第一绝缘件8和第二绝缘件9可以套设在正极耳4和负极耳5向外凸出的部分，以对正极耳4、负极耳5与外壳100之间实现绝缘，避免发生短路。第一连接片6可以位于第一绝缘件8远离正极片1的一侧，第二连接片7可以位于第二绝缘件9远离负极片3的一侧也就是说，第一连接片6和第二连接片7设置在卷芯10的最外侧，能够方便与外部电器件进行电连接，提高元件布置的合理性。

可选地，正极耳4凸出于正极片1的部分的长度D1可以大于3mm，负极耳5凸出于负极片3的部分的长度D2可以大于3mm，从而使正极耳4和负极耳5具有足够的长度与外部电器件进行电连接，提高多极耳电芯的实用性。

作为一种可选的实施方式，第一连接片6和第二连接片7可以均为镍片，每个正极耳4远离正极片1的一端可以焊接在第一连接片6上，每个负极耳5远离负极片3的一端可以焊接在第二连接片7上。通过采用镍片焊接的方式来分别实现对多个正极耳4、多个负极耳5的电流的汇集，提高元件稳定性的同时还能降低元件的成本。

可选地，上述的正极耳4可以为铝带，负极耳5可以为镍带，导电性能良好的同时还能降低元件的成本。

如图6所示，本公开还提供一种锂离子电池，锂离子电池可以包括外壳100、电解液以及所述的多极耳电芯。在将多极耳电芯装配到外壳100内后，第一绝缘件8、第二绝缘件9、第一连接片6、第二连接片7可以位于外壳100外侧。

此外，本公开另外还可以提供一种电子产品，该电子产品可以包括上述的锂离子电池，这里，电子产品可以包括但不限于，例如手机、平板电脑、照相机、摄像机、智能穿戴设备等。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种多极耳电芯，其特征在于，所述多极耳电芯包括正极片(1)、隔膜以及负极片(3)；

所述正极片(1)上形成有多个间隔设置的第一空白区(11)，每个所述第一空白区(11)上焊接有正极耳(4)，所述负极片(3)上形成有间隔设置的多个第二空白区(31)，每个所述第二空白区(31)上焊接有负极耳(5)，相邻两个所述第一空白区(11)之间设置有第一涂布区(12)，相邻两个所述第二空白区(31)之间设置有第二涂布区(32)，所述第一涂布区(12)和所述第二涂布区(32)上均设置有活性材料；

所述正极片(1)、所述隔膜、所述负极片(3)依次叠放并卷绕成卷芯(10)，以使多个所述正极耳(4)和多个所述负极耳(5)沿所述卷芯(10)的第一方向(A)依次排列，所述第一方向(A)为所述正极耳(4)和所述负极耳(5)的宽度方向。

2.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，所述卷芯(10)为椭圆柱结构，该椭圆柱结构在长度方向上具有长度(L)，在垂直于所述长度方向的厚度方向上具有厚度(D)，在高度方向上具有介于所述长度(L)和所述厚度(D)之间的高度(H)，所述第一方向(A)为所述长度方向，所述多个正极耳(4)和多个所述负极耳(5)沿所述长度方向依次排列并沿所述厚度方向间隔设置，且所述多个正极耳(4)和多个所述负极耳(5)在所述厚度方向上错开。

3.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，相邻两个所述正极耳(4)之间未设置所述负极耳(5)，相邻两个所述负极耳(5)之间未设置所述正极耳(4)，所述多极耳电芯还包括第一连接片(6)和第二连接片(7)，每个正极耳(4)的一端向外凸出于所述正极片(1)并通过所述第一连接片(6)相连，每个负极耳(5)的一端向外凸出于所述负极片(3)并通过所述第二连接片(7)相连。

4.根据权利要求3所述的多极耳电芯，其特征在于，所述第一连接片(6)和所述第二连接片(7)位于所述卷芯(10)的同一侧。

5.根据权利要求3所述的多极耳电芯，其特征在于，所述多极耳电芯还包括第一绝缘件(8)和第二绝缘件(9)，所述第一绝缘件(8)套设在所述正极耳(4)上，所述第一连接片(6)位于所述第一绝缘件(8)远离所述正极片(1)的一侧，所述第二绝缘件(9)套设在所述负极耳(5)上，所述第二连接片(7)位于所述第二绝缘件(9)远离所述负极片(3)的一侧。

6.根据权利要求3所述的多极耳电芯，其特征在于，所述正极耳(4)凸出于所述正极片(1)的部分的长度(D1)大于3mm，所述负极耳(5)凸出于所述负极片(3)的部分的长度(D2)大于3mm。

7.根据权利要求3所述的多极耳电芯，其特征在于，所述第一连接片(6)和所述第二连接片(7)均为镍片，每个所述正极耳(4)远离所述正极片(1)的一端焊接在所述第一连接片(6)上，每个所述负极耳(5)远离所述负极片(3)的一端焊接在所述第二连接片(7)上。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的多极耳电芯，其特征在于，所述正极耳(4)为铝带，所述负极耳(5)为镍带。

9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括外壳(100)、电解液以及上述权利要求1-8中任意一项所述的多极耳电芯。

10.一种电子产品，其特征在于，所述电子产品包括权利要求9所述的锂离子电池。

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