CN212257553U - 一种电池结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生产制造的技术领域，具体涉及一种电池结构，包括顶盖片(1)和电芯(2)，所述顶盖片(1)的两侧设置有向下延伸的集流片(3)，所述电芯(2)的两侧设置有极耳(21)，所述极耳(21)向所述集流片(3)翻折形成有折叠部(4)，所述集流片(3)通过所述极耳(21)与所述电芯(2)电连接。本实用新型能够提升电芯内部空间利用率，从而提升电芯能量密度。

Description

一种电池结构

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池结构。

背景技术

如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。电芯能量密度的要求越来越高，在化学体系相近的情况下，提升单体电芯容量是一种有效的方式，单体电芯通过增加壳体尺寸达到提升容量的目的，由于乘用车高度有限，提升电芯壳体尺寸一般通过增加厚度或增加长度实现增加壳体的厚度，但电芯散热性能变差，循环性能变差。

但是发明人发现现有方案至少还存在以下缺陷：需要插入辅助折极耳结构，使得极耳破损或裸电芯破损，还导致较多的内部空间无法充分使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电池结构，能够提升电芯内部空间利用率，从而提升电芯能量密度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电池结构，包括顶盖片和电芯，所述顶盖片的两侧设置有向下延伸的集流片，所述电芯的两侧设置有极耳，所述极耳向所述集流片翻折形成有折叠部，所述集流片通过所述极耳与所述电芯电连接。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述集流片包括固定部及与所述固定部连接的连接部，所述固定部固定在所述顶盖片的下方，所述极耳向所述连接部翻折形成所述折叠部，所述折叠部固定于所述连接部。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，至少一个所述电芯的所述极耳连接所述连接部的侧边，多个所述电芯沿所述集流片向下延伸的方向设置。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，至少两个所述电芯并排设置在所述连接部的两侧。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述连接部的表面覆盖有保护片。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述极耳与所述集流片的接触面积为1-100mm²。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述电芯向所述集流片的一侧形成所述极耳，所述极耳的长度为1-100mm。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述极耳包括若干层极耳本体，所述极耳本体的数量为1-200层，所述电芯的数量为1-100个。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述集流片的材质与其电连接的所述电芯的极片的集流片材料相同，所述极耳本体之间的连接方式为超声波焊接或激光焊接，所述集流片与所述极耳的连接方式为超声波焊接或激光焊接。

作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述集流片和所述顶盖片之间形成夹角α，0°＜α＜360°。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括顶盖片和电芯，所述顶盖片的两侧设置有向下延伸的集流片，所述电芯的两侧设置有极耳，所述极耳向所述集流片翻折形成有折叠部，所述集流片通过所述极耳与所述电芯电连接。由于现有电池需要插入辅助折极耳结构，使得极耳破损或裸电芯破损，还导致较多的内部空间无法充分使用，因此，在顶盖片的底部两侧设置向下延伸的集流片，集流片通过极耳连接电芯，电芯两侧分别延伸出一个极耳，电芯两侧的极耳对应连接顶盖片两侧的集流片，使得电芯的两个极耳与两个集流片电连接，这种连接结构折极耳容易，且占用空间较小，还实现电芯的两个极耳通过两个集流片分别与顶盖片的两个极柱电连接，避免传统的顶盖下方折极耳的方式，导致顶盖下方空间无法充分利用，增加折叠部，便于对极耳和集流片进行焊接，同时，极耳向集流片翻折后，避免极耳和集流片整体过厚，有利于充分利用电池两侧的空间，提升电芯能量密度，此外，电池两侧部件较少，装配简单，操作容易，避免焊渣飞溅到其他部件上，相当于在电池两侧将极耳与极柱电连接，有利于充分利用电池两侧的空间，减少侵占电池内部空间，在维持电芯原有性能时，从而提升电芯能量密度。本实用新型能够提升电芯内部空间利用率，从而提升电芯能量密度。

附图说明

图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。

图2为本实用新型中实施方式一的分解示意图。

图3为本实用新型中实施方式一的电芯的结构示意图。

图4为本实用新型中实施方式二的结构示意图。

图5为本实用新型中实施方式二的分解示意图。

图6为本实用新型中实施方式三的结构示意图。

其中：1-顶盖片；2-电芯；3-集流片；21-极耳；211-极耳本体；31-固定部；32-连接部；4-折叠部；5-保护片。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。

以下结合附图1～6对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

一种电池结构，包括顶盖片1和电芯2，顶盖片1的两侧设置有向下延伸的集流片3，电芯2的两侧设置有极耳21，极耳21向集流片3翻折形成有折叠部4，集流片3通过极耳21与电芯2电连接。由于现有电池需要插入辅助折极耳结构，使得极耳破损或裸电芯破损，还导致较多的内部空间无法充分使用，因此，在顶盖片1的底部两侧设置向下延伸的集流片3，集流片3通过极耳21连接电芯2，电芯2两侧分别延伸出一个极耳21，电芯2两侧的极耳21对应连接顶盖片1两侧的集流片3，使得电芯2的两个极耳21与两个集流片3电连接，这种连接结构折极耳21容易，且占用空间较小，还实现电芯2的两个极耳21通过两个集流片3分别与顶盖片1的两个极柱电连接，避免传统的顶盖下方折极耳的方式，导致顶盖下方空间无法充分利用，增加折叠部4，便于对极耳21和集流片3进行焊接，同时，极耳21向集流片3翻折后，避免极耳21和集流片3整体过厚，有利于充分利用电池两侧的空间，提升电芯2能量密度，此外，电池两侧部件较少，装配简单，操作容易，避免焊渣飞溅到其他部件上，相当于在电池两侧将极耳21与极柱电连接，有利于充分利用电池两侧的空间，减少侵占电池内部空间，在维持电芯2原有性能时，提升电芯2能量密度。

其中，电芯2是由正极片、隔离膜、负极片叠置后卷绕形成的方形电芯，集流片3的一端与极耳21电连接，集流片3的另一端与顶盖片1的极柱电连接，顶盖片1与集流片3绝缘连接，但也可根据电池的实际需求，将其中一个集流片3和电池顶盖片1导通，即与电池壳体导通，保证壳体和极柱电位一致，即使极柱与外壳发生短路时，不至于产生大电流，从而不会出现打火现象，保证电池的安全性。

但本实用新型不以此为限，电芯2的每侧延伸出极耳极耳21的数量可根据实际电池过流的需求进行调整，即，电芯2的单侧延伸出多个极耳21，该侧的所有极耳21均连接于集流片3，极大地降低了电芯的内阻，增强了电芯的过流能力。

优选的，集流片3包括固定部31及与固定部31连接的连接部32，固定部31固定在顶盖片1的下方，极耳21向连接部32翻折形成折叠部4，折叠部4固定于连接部32。固定部31固定在顶盖片1的下方，与顶盖片1的极柱电连接，有助于提高集流片3与极柱之间的稳固性，降低集流片3发生脱落的概率，极柱和固定部31之间除了采用穿透焊、缝焊或电阻焊的连接方式，还可以采用激光焊的方式，满足两者之间的稳固连接即可；连接部32为固定部31向下延伸形成，固定部31和连接部32可采用一体成型的结构，也可采用分体焊接成型的结构，连接部32起到电连接极耳21和极柱的作用，同时，连接部32位于电池的侧部，有利于充分利用电池两侧的空间，减少侵占电池内部空间，在维持电芯2原有性能时，提升电芯2能量密度，但本实用新型不以此为限，为进一步提高电池内部空间利用率，可不设置固定部31，直接将连接部32与顶盖片1的极柱进行固定连接，有助于减少顶盖片1整体的厚度，从而提升电芯2能量密度；增加折叠部4，便于对极耳21和集流片3进行焊接，同时，极耳21向连接部32翻折后，避免极耳21和连接部32整体过厚，有利于充分利用电池两侧的空间，提升电芯2能量密度。

优选的，折叠部4的表面覆盖有保护片5。增加保护片5，防止对极耳21的折叠部4和集流片3进行焊接时，阻挡焊渣或其他杂质飞溅，避免焊渣飞溅到顶盖片1或电芯2的内部，确保极耳21和电芯2隔离膜不受损坏。

优选的，电芯2向集流片3的一侧形成极耳21。电芯2向集流片3的一侧形成极耳21的数量，可根据实际电池过流的需求进行调整，即，电芯2的向集流片3的一侧延伸出多个极耳21，该侧的所有极耳21均连接于集流片3，极大地降低了电芯2的内阻，增强了电芯2的过流能力。

优选的，极耳21的长度为1mm，极耳21与集流片3的接触面积为1mm²，极耳21包括若干层极耳本体211，极耳本体211的数量为1层，电芯2的数量为1个。限定极耳21的长度为最小值，防止极耳21过短，无法向连接部32翻折形成有折叠部4，导致极耳21和连接部32容易发生接触不良，产品良品率降低；极耳21与集流片3的接触面积为最小值，防止极耳21与集流片3的接触面积过小，导致极耳21和连接部32容易发生接触不良，产品良品率降低。

优选的，集流片3的材质与其电连接的电芯2的极片的集流材料相同。例如连接负极极柱的集流片3用铜，连接正极极柱的集流片3用铝，从而保证没有因材料差异导致的压降。为了保证集流片3具有一定的强度，在集流片3设置固定部31，与电池顶盖片1上对应一个极柱固定连接。

优选的，极耳本体211之间的连接方式为超声波焊接或激光焊接，集流片3与极耳21的连接方式为超声波焊接或激光焊接。极耳本体211之间通过超声波焊接或激光焊接，使得多层极耳本体211形成整体结构，便于将极耳21焊接于集流片3。

优选的，集流片3和顶盖片1之间形成夹角α，0°＜α＜360°。根据实际电芯2结构，限定集流片3和顶盖片1之间形成夹角α，满足将电芯2的极耳21焊接于集流片3。

本实用新型的工作原理是：

由于需要插入辅助折极耳结构，使得极耳破损或裸电芯破损，还导致较多的内部空间无法充分使用，因此，在顶盖片1的底部两侧设置向下延伸的集流片3，集流片3通过极耳21连接电芯2，电芯2两侧分别延伸出一个极耳21，电芯2两侧的极耳21对应连接顶盖片1两侧的集流片3，使得电芯2的两个极耳21与两个集流片3电连接，这种连接结构折极耳21容易，且占用空间较小，还实现电芯2的两个极耳21通过两个集流片3分别与顶盖片1的两个极柱电连接，避免传统的顶盖下方折极耳的方式，导致顶盖下方空间无法充分利用，此外，电池两侧部件较少，装配简单，操作容易，避免焊渣飞溅到其他部件上，相当于在电池两侧将极耳21与极柱电连接，有利于充分利用电池两侧的空间，减少侵占电池内部空间，在维持电芯2原有性能时，提升电芯2能量密度。

本实用新型还公开了一种电池结构的制造方法，包括如下步骤：

对电芯2的极耳21进行预焊接，使得多层极耳21形成整体结构；

将极耳21向连接部32翻折形成折叠部4；

将保护片5覆盖上折叠部4，然后在重叠部位将极耳21焊接于集流片3，使得集流片3通过极耳21与电芯(2)电连接。

需要说明的是，本实用新型的制造方法中，52层正极极耳和50层负极的极耳分别位于电芯2的两端，52层正极极耳与50层负极极耳各自先通过超声波预焊接，使多层极耳本体211焊接到一起成为一个整体；2个电芯2的两个焊接后的正极极耳和焊接后的负极极耳分别从集流片3侧面伸出，然后与集流片3折叠，形成折叠部4，折叠部4覆盖上保护片5，重叠部位通过激光焊接或超声波焊接，形成两侧出极耳的电池结构，具有装配方式简单，成本效益好的特点，同时，折极耳容易，操作容易，使得电池具有稳定性好、安全性好特点，有效利用电芯2内空间，在维持电芯2原有性能时，提升电芯2能量密度，正极极耳和负极的极耳的层数可以根据电池的型号和实际的过流需求进行调整，可设计成36层正极极耳和34层负极的极耳分别位于电芯2的两端，满足降低了电芯的内阻，增强了电芯的过流能力即可。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的至少两个电芯2并排设置在连接部32的两侧，极耳21的长度为100mm，极耳21与集流片3的接触面积为100mm²，极耳本体211的数量为200层，电芯2的数量为100个。连接部32两个侧边之间均可连接电芯2的极耳21，可将两个电芯2的极耳21分别连接同一个连接部32，使得两个电芯2并排设置在连接部32的两侧，连接部32确保两个电芯2的正极耳或负极耳连接同一个极柱，有利于并联更多电芯2，此外，连接部32的长度可根据电池的高度进行调整，即，多个电芯2沿集流片3向下延伸的方向设置，多个电芯2沿连接部32长度方向进行排列，使得电池内部可容纳更多的电芯2，有助于提高电池整体的能量密度；限定极耳21的长度为最大值，防止极耳21过长，冗余的极耳21容易与顶盖片1的部件或壳体发生短路，不利于提高电池的安全性，限定极耳21与集流片3的接触面积为最大值，防止极耳21与集流片3的接触面积过大，导致焊接成本上升，不利于降低生产成本；限定极耳本体211的数量最大值，防止极耳21整体过厚，不便于进行翻折；限定电芯2的数量为最大值，防止电芯2过多，导致电池整体体积过大，同时增加电池整体的生产成本。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式的至少一个电芯2的极耳21连接连接部32的侧边，多个电芯2沿集流片3向下延伸的方向设置，极耳21的长度为50mm，极耳21与集流片3的接触面积为50mm²，极耳本体211的数量为100层，电芯2的数量为50个。连接部32两个侧边之间均可连接电芯2的极耳21，可将两个电芯2的极耳21分别连接同一个连接部32，连接部32确保两个电芯2的正极耳或负极耳连接同一个极柱，有利于并联更多电芯2，此外，连接部32的长度可根据电池的高度进行调整，即，多个电芯2沿集流片3向下延伸的方向设置，多个电芯2沿连接部32长度方向进行排列，使得电池内部可容纳更多的电芯2，有助于提高电池整体的能量密度；限定极耳21的长度为中间值，满足向连接部32翻折形成有折叠部4，避免极耳21和连接部32容易发生接触不良，同时，避免极耳21过长，冗余部分与其他部件发生短路；极耳21与集流片3的接触面积为中间值，避免极耳21和连接部32容易发生接触不良，同时降低焊接成本；限定极耳本体211的数量为中间值，满足降低成本，还能降低了电芯2的内阻，增强了电芯2的过流能力；限定电芯2的数量为中间值，满足降低成本，还能提高电池内部的空间利用率，提高电池整体的能量密度。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池结构，其特征在于：包括顶盖片(1)和电芯(2)，所述顶盖片(1)的两侧设置有向下延伸的集流片(3)，所述电芯(2)的两侧设置有极耳(21)，所述极耳(21)向所述集流片(3)翻折形成有折叠部(4)，所述集流片(3)通过所述极耳(21)与所述电芯(2)电连接。

2.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述集流片(3)包括固定部(31)及与所述固定部(31)连接的连接部(32)，所述固定部(31)固定在所述顶盖片(1)的下方，所述极耳(21)向所述连接部(32)翻折形成所述折叠部(4)，所述折叠部(4)固定于所述连接部(32)。

3.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：至少一个所述电芯(2)的所述极耳(21)连接所述连接部(32)的侧边，多个所述电芯(2)沿所述集流片(3)向下延伸的方向设置。

4.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：至少两个所述电芯(2)并排设置在所述连接部(32)的两侧。

5.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述折叠部(4)的表面覆盖有保护片(5)。

6.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述极耳(21)与所述集流片(3)的接触面积为1-100mm²。

7.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述电芯(2)向所述集流片(3)的一侧形成所述极耳(21)，所述极耳(21)的长度为1-100mm。

8.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述极耳(21)包括若干层极耳本体(211)，所述极耳本体(211)的数量为1-200层，所述电芯(2)的数量为1-100个。

9.如权利要求8所述的一种电池结构，其特征在于：所述集流片(3)的材质与其电连接的所述电芯(2)的极片的集流材料相同，所述极耳本体(211)之间的连接方式为超声波焊接或激光焊接，所述集流片(3)与所述极耳(21)的连接方式为超声波焊接或激光焊接。

10.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述集流片(3)和所述顶盖片(1)之间形成夹角α，0°＜α＜360°。

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