CN211700342U - 一种叠片电芯和扣式电池 - Google Patents
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Abstract
一种叠片电芯和扣式电池，属于电池技术领域。具体方案如下：一种叠片电芯，包括至少两个第一电极片和至少一个第二电极片，第一电极片和第二电极片交替层叠设置，第一电极片和相邻的第二电极片之间设置有隔膜，每个第一电极片两个表面上均相对设置有空箔区Ⅰ，位于两个相邻的第一电极片之间的第二电极片上对应空箔区Ⅰ的位置均设置有通孔Ⅰ，每个隔膜上对应空箔区Ⅰ的位置均设置有通孔Ⅱ，所有空箔区Ⅰ贯穿通孔Ⅰ和通孔Ⅱ焊接在一起或通过贯穿通孔Ⅰ和通孔Ⅱ的导电件连接在一起。通过正负极极片的层叠和直接焊接技术，提高了叠片和焊接的工艺效率；很大程度上利用体积狭小的扣式电池壳体的空间，提高了电芯的容量。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种叠片电芯和扣式电池。
背景技术
目前扣式电池的叠片电芯与壳体之间连接方式主要是通过叠片电芯中的正负极连接端与相应壳体焊接而成，负极连接端与壳体的底盖焊接连接，正极连接端与壳体上的正极输出端子连接。叠片电芯中的每层正负极需要留出一圈大于本体的可供焊接的集流体，以便将各正极和负极片分别焊接相连，但是这样的焊接方式会导致扣式电池壳体的空间利用率降低，从而得到的扣式电池容量较低。
发明内容
本实用新型的第一个目的是提高电芯的容量和倍率性能，本实用新型提供一种叠片电芯。
本实用新型的第二个目的是提供一种扣式电池。
具体技术方案如下：
一种叠片电芯，包括至少两个第一电极片和至少一个第二电极片，所述第一电极片和第二电极片交替层叠设置，所述第一电极片和相邻的第二电极片之间设置有隔膜，每个所述第一电极片两个表面上均相对设置有空箔区，位于两个相邻的第一电极片之间的第二电极片上对应空箔区Ⅰ的位置均设置有通孔Ⅰ，每个隔膜上对应空箔区Ⅰ的位置均设置有通孔Ⅱ，所有空箔区Ⅰ贯穿通孔Ⅰ和通孔Ⅱ焊接在一起或通过贯穿通孔Ⅰ和通孔Ⅱ的导电件连接在一起。
进一步的，每个所述第二电极片的边缘设置有空箔区Ⅱ，所有空箔区Ⅱ焊接在一起或通过导电件连接在一起。
进一步的，所述空箔区Ⅰ、通孔Ⅰ和通孔Ⅱ的形状相同，所述通孔Ⅰ的面积大于空箔区Ⅰ的面积，所述空箔区Ⅰ的面积大于通孔Ⅱ的面积。
进一步的，所述空箔区Ⅰ、通孔Ⅰ和通孔Ⅱ分别位于第一电极片、第二电极片和隔膜的中心位置。
进一步的，所述空箔区Ⅱ设置在第二电极片的一整个周边。
进一步的，所述第一电极片、第二电极片和隔膜的形状相同，所述第二电极片的面积＞隔膜的面积且隔膜的面积大于第二电极片活性物质层的面积，所述隔膜的面积≥第一电极片的面积。
进一步的，所述空箔区Ⅱ设置在第二电极片的周边的任意一段，所述第一电极片、第二电极片和隔膜的形状相同，所述隔膜对应空箔区Ⅱ的位置设置有豁口，所述隔膜的面积≥第二电极片活性物质层的面积＞第一电极片的面积。
进一步的，位于所述叠片电芯最外层的第一电极片面对电极盖的一面为空箔区Ⅲ，位于所述叠片电芯最外层的第二电极片面对电极盖的一面为空箔区Ⅳ。
一种扣式电池，包含所述的叠片电芯。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过正负极极片的层叠和直接焊接技术，提高了叠片和焊接的工艺效率；不用额外的焊接接头，很大程度上利用体积狭小的扣式电池壳体的空间，提高了电芯的容量。
附图说明
图1：本实用新型第一电极片结构示意图；
图2：本实用新型实施例1中第二电极片的结构示意图；
图3：本实用新型实施例2中第二电极片的结构示意图；
图4：隔膜的结构示意图
图中，1、第一电极片，2、第二电极片，3、隔膜，4、空箔区Ⅰ，5、通孔Ⅰ，6、通孔Ⅱ，7、空箔区Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的保护范围中。
具体实施方式一
一种叠片电芯，包括至少两个第一电极片1和至少一个第二电极片2，所述第一电极片1和第二电极片2交替层叠设置，所述第一电极片1和相邻的第二电极片2之间设置有隔膜3，每个所述第一电极片1两个表面上均相对设置有空箔区Ⅰ4，位于两个相邻的第一电极片1之间的第二电极片2上对应空箔区Ⅰ4的位置均设置有通孔Ⅰ5，每个隔膜3上对应空箔区Ⅰ4的位置均设置有通孔Ⅱ6，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5、通孔Ⅱ6的位置不固定，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6的中心在所述第一电极片1所在的平面上的投影相重合，所有空箔区Ⅰ4贯穿通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6焊接在一起或通过贯穿通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6的导电件连接在一起；每个所述第二电极片2的边缘均设置有空箔区Ⅱ7，所有空箔区Ⅱ7焊接在一起或通过导电件连接在一起。
优选的，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6的形状相同的任意形状，优选圆形、正方形、正六边形或正八边形，所述通孔Ⅰ5的面积大于空箔区Ⅰ4的面积，所述空箔区Ⅰ4的面积大于通孔Ⅱ6的面积；在对所有的空箔区Ⅰ4进行点焊的过程中，空箔区Ⅰ4的形变会带动通孔Ⅱ6周边的隔膜3产生一定的形变，有效的阻挡焊接后的空箔区Ⅰ4与第二电极片2接触，避免发生短路。
优选的，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6均为圆形，所述通孔Ⅰ5的半径大于空箔区Ⅰ4的半径，所述空箔区Ⅰ4的半径大于通孔Ⅱ6的半径。
优选的，所述第一电极片1、第二电极片2和隔膜3均为圆形、正方形、长方形、正六边形或正八边形。
优选的，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6分别位于第一电极片1、第二电极片2和隔膜3的中心位置。在进行叠片电芯的制备过程中，第一电极片1、第二电极片2和隔膜3的中心相对，上下正对层叠，无需额外的定位措施，即可使空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6的位置对应起来。
进一步的，位于所述叠片电芯最外层的第一电极片1面对电极盖的一面为空箔区Ⅲ，位于所述叠片电芯最外层的第二电极片2面对电极盖的一面为空箔区Ⅳ。
优选的，所述空箔区Ⅱ7设置在第二电极片2的一整个周边，所述第一电极片1、第二电极片2和隔膜3的形状相同，所述第二电极片2的面积＞隔膜3的面积且隔膜3的面积大于第二电极片2活性物质层的面积，所述隔膜3的面积≥第一电极片1的面积。当所述空箔区Ⅱ7设置在第二电极片2的一整个周边时，在叠片电芯的制备过程中，无需对各第二电极片2进行定位，即可实现对所有第二电极片2边缘的一处或多处进行焊接，操作简单方便。
优选的，所述空箔区Ⅱ7设置在第二电极片2的周边的任意一段，所述第一电极片1、第二电极片2和隔膜3的形状相同，所述隔膜3对应空箔区Ⅱ7的位置设置有豁口，所述隔膜的面积≥第二电极片2活性物质层的面积＞第一电极片1的面积，当所述空箔区Ⅱ7设置在第二电极片2周边的一段区域时，其余的区域均涂覆负极活性材料，在叠片电芯的制备过程中，需要对各第二电极片2进行定位，使所有空箔区Ⅱ7在第二电极片2所在平面上的投影重叠，虽然操作复杂一些，但是提高了电芯的容量。
进一步的，所述第一电极片1为正极片，所述第二电极片2为负极片。或者，所述第一电极片1为负极片，所述第二电极片2为正极片。
具体实施方式二
一种扣式电池，包含具体实施方式一所述的叠片电芯和壳体，所述叠片电芯封装在壳体内部。
进一步的，空箔区Ⅲ和空箔区Ⅳ分别与壳体对应的的两极端子直接焊接连接。
优选的，所述壳体为圆柱形。
实施例1
一种叠片电芯，包括至少两个第一电极片1和至少一个第二电极片2，所述第一电极片1和第二电极片2交替层叠设置，所述第一电极片1和相邻的第二电极片2之间设置有隔膜3，每个所述第一电极片1两个表面上均相对设置有空箔区Ⅰ4，位于两个相邻的第一电极片1之间的第二电极片2上对应空箔区Ⅰ4的位置均设置有通孔Ⅰ5，每个隔膜3上对应空箔区Ⅰ4的位置均设置有通孔Ⅱ6，所有空箔区Ⅰ4贯穿通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6焊接在一起；每个所述第二电极片2的一整个周边均设置有空箔区Ⅱ7，所有空箔区Ⅱ7焊接在一起。
优选的，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6均为圆形，所述通孔Ⅰ5的半径大于空箔区Ⅰ4的半径，所述空箔区Ⅰ4的半径大于通孔Ⅱ6的半径。
优选的，所述第一电极片1、第二电极片2和隔膜3均为圆形，所述第二电极片2的面积＞隔膜3的面积且隔膜3的面积大于第二电极片2活性物质层的面积，所述隔膜3的面积≥第一电极片1的面积。
优选的，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6分别位于第一电极片1、第二电极片2和隔膜3的中心位置。
进一步的，位于所述叠片电芯最外层的第一电极片1面对电极盖的一面为空箔区Ⅲ，位于所述叠片电芯最外层的第二电极片2面对电极盖的一面为空箔区Ⅳ。
优选的，所述第一电极片1为正极片，所述第二电极片2为负极片。
一种扣式电池，包含所述的叠片电芯和壳体，所述叠片电芯封装在壳体内部。
实施例2
一种叠片电芯，包括至少两个第一电极片1和至少一个第二电极片2，所述第一电极片1和第二电极片2交替层叠设置，所述第一电极片1和相邻的第二电极片2之间设置有隔膜3，每个所述第一电极片1两个表面上均相对设置有空箔区Ⅰ4，位于两个相邻的第一电极片1之间的第二电极片2上对应空箔区Ⅰ4的位置均设置有通孔Ⅰ5，每个隔膜3上对应空箔区Ⅰ4的位置均设置有通孔Ⅱ6，所有空箔区Ⅰ4通过贯穿通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6的金属导电件焊接在一起；每个所述第二电极片2的周边的任意一端设置有空箔区Ⅱ7，所有空箔区Ⅱ7通过金属导电件焊接在一起。
优选的，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6均为圆形，所述通孔Ⅰ5的半径大于空箔区Ⅰ4的半径，所述空箔区Ⅰ4的半径大于通孔Ⅱ6的半径。
优选的，所述第一电极片1、第二电极片2和隔膜3均为圆形，所述隔膜3对应空箔区Ⅱ7的位置设置有豁口，所述隔膜的面积≥第二电极片2活性物质层的面积＞第一电极片1的面积。
优选的，所述空箔区Ⅰ4、通孔Ⅰ5和通孔Ⅱ6分别位于第一电极片1、第二电极片2和隔膜3的中心位置。
进一步的，位于所述叠片电芯最外层的第一电极片1面对电极盖的一面为空箔区Ⅲ，位于所述叠片电芯最外层的第二电极片2面对电极盖的一面为空箔区Ⅳ。
优选的，所述第一电极片1为负极片，所述第二电极片2为正极片。
一种扣式电池，包含所述的叠片电芯和壳体，所述叠片电芯封装在壳体内部。
相对于现有技术，不管是相对于采用扁平状的卷绕电芯体制成的扣式电池，还是相对于采用叠片转焊技术制成的叠片式扣式电池，本实用新型采用的是圆形叠片制成的叠片电芯，且各所述正负极片无需转接焊，装配在壳体后，能有效减少转接焊在壳体内的占用空间，能充分利用壳体内的有效空间，有利于在有限尺寸的扣式电池的基础上提高锂离子电池的容量。
另外，制备本实用新型所述的叠片电芯无需转接焊，可以有效提高工艺制程上的工艺效率，而且在叠片过程中，正负极和隔膜3只需要中心相对，不需要其他辅助定位装置，能够进一步提高叠片的工艺准确性以及可控性，提高叠片工艺的工艺效率，提高叠片电芯体的批次一致性，减少不良率。
Claims (10)
1.一种叠片电芯，其特征在于：包括至少两个第一电极片(1)和至少一个第二电极片(2)，所述第一电极片(1)和第二电极片(2)交替层叠设置，所述第一电极片(1)和相邻的第二电极片(2)之间设置有隔膜(3)，每个所述第一电极片(1)两个表面上均相对设置有空箔区Ⅰ(4)，位于两个相邻的第一电极片(1)之间的第二电极片(2)上对应空箔区Ⅰ(4)的位置均设置有通孔Ⅰ(5)，每个隔膜(3)上对应空箔区Ⅰ(4)的位置均设置有通孔Ⅱ(6)，所有空箔区Ⅰ(4)贯穿通孔Ⅰ(5)和通孔Ⅱ(6)焊接在一起或通过贯穿通孔Ⅰ(5)和通孔Ⅱ(6)的导电件连接在一起。
2.根据权利要求1所述的叠片电芯，其特征在于：每个所述第二电极片(2)的边缘设置有空箔区Ⅱ(7)，所有空箔区Ⅱ(7)焊接在一起或通过导电件连接在一起。
3.根据权利要求1所述的叠片电芯，其特征在于：所述空箔区Ⅰ(4)、通孔Ⅰ(5)和通孔Ⅱ(6)的形状相同，所述通孔Ⅰ(5)的面积大于空箔区Ⅰ(4)的面积，所述空箔区Ⅰ(4)的面积大于通孔Ⅱ(6)的面积。
4.根据权利要求1-3任一项所述的叠片电芯，其特征在于：所述空箔区Ⅰ(4)、通孔Ⅰ(5)和通孔Ⅱ(6)分别位于第一电极片(1)、第二电极片(2)和隔膜(3)的中心位置。
5.根据权利要求2所述的叠片电芯，其特征在于：所述空箔区Ⅱ(7)设置在第二电极片(2)的一整个周边。
6.根据权利要求5所述的叠片电芯，其特征在于：所述第一电极片(1)、第二电极片(2)和隔膜(3)的形状相同，所述第二电极片(2)的面积＞隔膜(3)的面积且隔膜(3)的面积大于第二电极片(2)活性物质层的面积，所述隔膜(3)的面积≥第一电极片(1)的面积。
7.根据权利要求2所述的叠片电芯，其特征在于：所述空箔区Ⅱ(7)设置在第二电极片(2)的周边的任意一段。
8.根据权利要求7所述的叠片电芯，其特征在于：所述第一电极片(1)、第二电极片(2)和隔膜(3)的形状相同，所述隔膜(3)对应空箔区Ⅱ(7)的位置设置有豁口，所述隔膜的面积≥第二电极片(2)活性物质层的面积＞第一电极片(1)的面积。
9.根据权利要求1所述的叠片电芯，其特征在于：位于所述叠片电芯最外层的第一电极片(1)面对电极盖的一面为空箔区Ⅲ，位于所述叠片电芯最外层的第二电极片(2)面对电极盖的一面为空箔区Ⅳ。
10.一种扣式电池，其特征在于：包含权利要求1-9任一项权利要求所述的叠片电芯。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202020852911.8U CN211700342U (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种叠片电芯和扣式电池 |
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| CN202020852911.8U CN211700342U (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种叠片电芯和扣式电池 |
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| CN211700342U true CN211700342U (zh) | 2020-10-16 |
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| CN202020852911.8U Active CN211700342U (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种叠片电芯和扣式电池 |
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| CN (1) | CN211700342U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115472973A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-12-13 | 重庆长安新能源汽车科技有限公司 | 电芯结构、电池组件及车辆 |
-
2020
- 2020-05-20 CN CN202020852911.8U patent/CN211700342U/zh active Active
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