CN212676424U - 电池和使用电池的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池和使用电池的装置。所述电池包括：电芯，所述电芯包括包装袋、收容于所述包装袋内的电极组件以及多个极耳，各极耳具有位于所述包装袋内的内连接部和位于所述包装袋外的外连接部，所述内连接部连接于所述电极组件；以及保护板，所述保护板电连接于所述多个极耳的外连接部。其中，所述多个极耳包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳的内连接部和所述第二极耳的内连接部层叠设置并共同连接于所述电极组件。

Description

电池和使用电池的装置

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池和使用电池的装置。

背景技术

电池如锂离子电池由于能量密度高，环境友好等优点被广泛应用于移动电话、笔记本电脑等电子装置。锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等众多特点，在手机市场内得到了广泛的应用。

随着各种快充技术的发展，保护板作为保护电路，承载的电流越来越大。单串电芯在传统快充保护方案设计中，电池热量集中在一些高发热电子器件上，如MOS、精密电阻、连接器、FPC等，从而增加功耗损失、加速电池性能变差，甚至可能发生安全问题。

同时，随着功率的增加，流过电芯极耳的电流也不断提高，电芯极耳的温升也不断提高，极耳温升的提高，一方面，热量会传导至电芯，影响电芯性能，一方面，会传导至保护板，影响保护板的温升。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池和使用电池的装置，其能降低极耳温升，改善电芯和保护板的性能。

为了实现上述目的，在一些实施例中，本实用新型提供了一种电池，其包括：电芯，所述电芯包括包装袋、收容于所述包装袋内的电极组件以及多个极耳，各极耳具有位于所述包装袋内的内连接部和位于所述包装袋外的外连接部，所述内连接部连接于所述电极组件；以及保护板，所述保护板电连接于所述多个极耳的外连接部。其中，所述多个极耳包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳的内连接部和所述第二极耳的内连接部层叠设置并共同连接于所述电极组件。

在根据一些实施例的电池中，所述包装袋包括主体部和连接于所述主体部的顶封部，所述电极组件收容于所述主体部内，各极耳穿过所述顶封部。所述保护板和所述顶封部沿所述电芯的厚度方向层叠设置。

在根据一些实施例的电池中，所述保护板包括第一保护板和第二保护板，所述第一极耳的外连接部电连接于所述第一保护板，所述第二极耳的外连接部电连接于所述第二保护板。

在根据一些实施例的电池中，所述第一保护板和所述第二保护板分别位于所述顶封部的两侧。在另一实施例中，所述第一保护板和所述第二保护板位于所述顶封部的同一侧。

在根据一些实施例的电池中，所述电芯在所述顶封部的两侧分别形成第一凹腔和第二凹腔，且沿所述电芯的厚度方向，所述第一凹腔的深度大于所述第二凹腔的深度。所述第一保护板和所述第二保护板设置于所述第一凹腔。

在根据一些实施例的电池中，所述第一极耳的外连接部和所述第二极耳的外连接部层叠设置并共同连接于所述保护板。

在根据一些实施例的电池中，所述第一极耳的内连接部、所述第二极耳的内连接部以及所述电极组件通过焊接相连。

在根据一些实施例的电池中，各极耳还具有连接于所述内连接部和所述外连接部之间的过渡部。所述电池还包括密封构件，所述密封构件包覆所述第一极耳的过渡部和所述第二极耳的过渡部，且所述密封构件连接于所述包装袋。

在根据一些实施例的电池中，所述密封构件包括层叠设置的第一密封片、第二密封片和第三密封片，所述第一极耳的过渡部设置于所述第一密封片和所述第二密封片之间，所述第二极耳的过渡部位于所述第二密封片和所述第三密封片之间。沿所述第一极耳的宽度方向，所述第一密封片的端部、所述第二密封片的端部以及所述第三密封片的端部连接为一体。

本申请还提供了一种使用电池的装置，其包括如上所述的电池，所述电池为所述装置提供电能。

本实用新型的有益效果如下：在本申请中，并联设置的第一极耳和第二极耳可以增加极耳的表面积，增加面积可以有效的降低极耳的温升，从而降低传递到电极组件和保护板的热量，改善电芯和保护板的性能，提高电池的使用寿命。另外，第一极耳的内连接部和第二极耳的内连接部层叠设置并共同连接于电极组件，也就是说，第一极耳和第二极耳能够通过一个工序连接到电极组件，从而简化电池的装配工艺，提高生产效率。

附图说明

图1为根据本申请的使用电池的装置的一些实施例的示意图。

图2为根据一些实施例的电池的示意图。

图3为根据一些实施例的电池的电芯的示意图。

图4为根据一些实施例的电池的电芯的俯视图。

图5为图4的电芯沿线A-A作出的剖视图。

图6为图5的电芯在方框B处的放大图。

图7为电芯的极耳和密封构件在一些实施例中的示意图。

图8为图7在圆框C处的放大图。

图9为图2的电池在成型前的一示意图。

图10为根据另一些实施例的电池的示意图。

图11为图10的电池在圆框D处的放大图。

图12为根据又一些实施例的电池的示意图。

图13为图12的电池在圆框E处的放大图。

其中，附图标记说明如下：

1 电芯

11 包装袋

111 主体部

112 顶封部

113 侧封部

12 电极组件

121 正极极片

122 负极极片

123 隔膜

13 极耳

131 内连接部

132 外连接部

133 过渡部

13a 第一极耳

13b 第二极耳

13c 第三极耳

13d 第四极耳

14 密封构件

141 第一密封片

142 第二密封片

143 第三密封片

15 第一凹腔

16 第二凹腔

2 保护板

21 第一保护板

22 第二保护板

23 连接片

X 长度方向

Y 宽度方向

Z 高度方向

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

本申请实施例描述的电池适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等；电池为所述装置提供电源。本申请实施例描述的电池不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例以手机为例进行说明。例如，图1示出了一种手机2000的结构，所述手机2000的内部设置有电池1000，电池1000为手机2000提供电源，满足使用手机时的用电需求。

参照图2至图6，根据一些实施例的电池1000包括电芯1。电芯1包括包装袋11、收容于包装袋11内的电极组件12以及多个极耳13。在一些实施例中，电芯1为锂电芯。

电极组件12是电芯1实现重复充放电功能的核心构件。电极组件12包括正极极片121、负极极片122以及将正极极片121和负极极片122隔开的隔膜123。在一些实施例中，电极组件12可通过卷绕正极极片121、负极极片122及隔膜123而形成。电极组件12可被平坦地挤压以形成扁平状。在电芯1中，电极组件12可为一个或多个。

正极极片121包括正极集流体和涂覆于正极集流体表面的正极活性物质层，在一些实施例中，正极集流体为铝箔，正极活性物质层包括三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂。正极集流体具有未被正极活性物质层覆盖的正极露出区域，所述正极露出区域用于与极耳13相连。负极极片122包括负极集流体和涂覆于负极集流体表面的负极活性物质层，在一些实施例中，负极集流体为铜箔，负极活性物质层包括石墨或硅。负极集流体具有未被负极活性物质层覆盖的负极露出区域，所述负极露出区域用于与极耳13相连。

包装袋11可为铝塑膜或钢塑膜。包装袋11可由一张铝塑膜或一张钢塑膜对折连接而成。在一些实施例中，一张铝塑膜(或钢塑膜)对折为两层(以下将所述两层称之为第一包装膜和第二包装膜)，第一包装膜和第二包装膜均具有通过冲压形成的凹部，第一包装膜的凹部和第二包装膜的凹部组成容纳电极组件12的容纳腔。第一包装膜的环绕凹部的边缘与第二包装膜的环绕凹部的边缘通过热压密封连接，以将所述容纳腔密封。

所述多个极耳13电连接于电极组件12并伸出到包装袋11的外部。具体地，参照图6，各极耳13具有位于包装袋11内的内连接部131和位于包装袋11外的外连接部132，各极耳13的内连接部131连接于电极组件12。具体地，各极耳13的内连接部131连接于正极露出区域或负极露出区域，其中，连接于正极露出区域的极耳13为正极极耳，连接于负极露出区域的极耳13为负极极耳。

电极组件12可为卷绕式结构，正极极片121和负极极片122均为一个并卷绕在一起；卷绕成型后，正极极片121和负极极片122均为多层结构。在一些实施例中，仅一层正极极片121上设置有极耳13，仅一层负极极片122上设置有极耳13。在另一些实施例中，多层正极极片121上均设置有极耳13，多层负极极片122上均设置有极耳13；优选地，每一层正极极片121上均设置有极耳13，每一层负极极片122上均设置有极耳13。

可替代地，电极组件12可为叠片式结构，正极极片121和负极极片122均设置为多个并交替层叠布置。在一些实施例中，每一个正极极片121上均设置有极耳13，每一个负极极片122上均设置有极耳13。当然，设置极耳13的方式不限于此。

当然，电极组件12的结构和极耳13的设置方式不限于上述的实施例。

由于锂电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能和化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电芯内部发生化学副反应，该副反应加剧后，会严重影响电池的性能和使用寿命，并可能产生大量的气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此，锂电池通常需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。参照图2，电池还包括具有保护功能的保护板2，保护板2是由电子电路组成，时刻准确的监视电芯1的电压和充放电回路中的电流。保护板2通常包括MOS开关、精密电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、存储器、连接器、FPC等电子元器件元件。保护板2电连接于所述多个极耳13的外连接部132。保护板2能够通过极耳13实现对电芯1的充放电，并时刻准确的监视电芯1的电压和充放电回路中的电流.

参照图5和图6，所述多个极耳13包括第一极耳13a和第二极耳13b，第一极耳13a的内连接部131和第二极耳13b的内连接部131层叠设置并共同连接于电极组件12。第一极耳13a和第二极耳13b彼此连接且极性相同。

在本申请中，并联设置的第一极耳13a和第二极耳13b可以增加极耳的表面积，从而提高极耳的散热性能，可以有效的降低极耳的温升，从而降低传递到电极组件12和保护板2的热量，改善电芯1和保护板2的性能，提高电池的使用寿命。另外，第一极耳13a的内连接部131和第二极耳13b的内连接部131层叠设置并共同连接于电极组件12，也就是说，第一极耳13a和第二极耳13b能够通过一个工序连接到电极组件12，从而简化电池的装配工艺，提高生产效率。

在一些实施例中，第一极耳13a和第二极耳13b为正极极耳，第一极耳13a的内连接部131和第二极耳13b的内连接部131层叠设置并共同焊接于正极露出区域。正极极耳可仅为两个(即第一极耳13a和第二极耳13b)，也可以为三个或更多。参照图3，所述多个极耳13还包括第三极耳13c和第四极耳13d，第三极耳13c和第四极耳13d为负极极耳，第三极耳13c的内连接部131和第四极耳13d的内连接部131层叠设置并共同焊接于负极露出区域。

在传统的电池中，正极极耳和负极极耳通常各设置一个，正极极耳和负极极耳的表面积较小。例如，传统的电池使用单个具有较大厚度(例如0.08mm)的正极极耳，而本申请使用层叠设置且厚度较小的两个极耳(例如厚度均为0.04mm的第一极耳13a和第二极耳13b)作为正极极耳，这样可以增加正极极耳的表面积，有效地降低正极极耳的温升。

当然，可替代地，第一极耳13a和第二极耳13b也可为正极极耳，对应地，第三极耳13c和第四极耳13d为负极极耳。

在一些实施例中，包装袋11包括主体部111和连接于主体部111的顶封部112，电极组件12收容于主体部111内。主体部111内部形成容纳腔，而电极组件12收容于所述容纳腔内。各极耳13穿过顶封部112。在顶封部112，第一包装膜和第二包装膜通过热熔连接，而极耳13从第一包装膜和第二包装膜之间穿过。

在一些实施例中，参照图2和图3，包装袋11还包括两个侧封部113，主体部111和顶封部112位于两个侧封部113之间。各侧封部113连接于主体部111和顶封部112。在侧封部113，第一包装膜和第二包装膜通过热熔连接。在一些实施例中，电芯1近似为长方体状，顶封部112位于主体部111沿电芯1的长度方向X的一侧，两个侧封部113分别位于主体部111沿电芯1的宽度方向Y的两侧。各侧封部113朝向主体部111弯折并粘接到主体部111上，此时，侧封部113大体垂直于顶封部112。通过弯折侧封部113，可以减小电芯1在其宽度方向Y上的最大尺寸。

沿电芯1的厚度方向Z，顶封部112的厚度小于主体部111的厚度，因此，参照参照图3和图6，沿电芯1的厚度方向Z，电芯1在顶封部112的两侧形成第一凹腔15和第二凹腔16。第一凹腔15由主体部111、顶封部112和两个侧封部113围成，第二凹腔16由主体部11和顶封部12围成。

在一些实施例中，保护板2和顶封部112沿电芯1的厚度方向Z层叠设置。此时，保护板2可以利用第一凹腔15或第二凹腔16中的空间，减小电池在厚度方向Z上的最大尺寸。

在一些实施例中，参照图2和图3，保护板2设置于第一凹腔15，保护板2的至少部分容纳于第一凹腔15内。优选地，沿电芯1的厚度方向，第一凹腔15的深度大于第二凹腔16的深度。在电芯1的厚度一定的情况下，增大第一凹腔15的深度，可以为保护板2预留出更多的空间，减小电池在厚度方向上的最大尺寸。

在一些实施例中，第一极耳13a的外连接部132和第二极耳13b的外连接部132层叠设置并共同连接于保护板2。保护板2还包括连接片23，第一极耳13a的外连接部132和第二极耳13b的外连接部132焊接于连接片23。连接片23可为U形。

参照图3和图9，在装配电芯1和保护板2之前，第一极耳13a的外连接部132和第二极耳13b的外连接部132从顶封部111上平直伸出，然后通过焊机固定到连接片23上。在图9所示的电池的基础上，弯折极耳13，以将保护板2回折到第一凹腔15中，进而得到图2所示的电池。

第一极耳13a的内连接部131、第二极耳13b的内连接部131以及电极组件12通过焊接相连。具体地，可先将第一极耳13a的内连接部131和第二极耳13b的内连接部131堆叠到正极露出区域(或负极露出区域)上，然后再通过一次焊接将三者连接在一起。一次焊接可以节省工序，提高生产效率。

在一些实施例中，参照图6，各极耳13还具有连接于内连接部131和外连接部132之间的过渡部133。过渡部133从第一包装膜和第二包装膜之间穿过。极耳13的材质为金属(正极极耳为铝极耳，负极极耳为镍极耳)，与铝塑膜不亲和，因此，为了保证密封性能，本申请的电池还包括密封构件14，密封构件14包覆第一极耳13a的过渡部133和第二极耳13b的过渡部133，且密封构件14连接于包装袋11。密封构件14可以改善包装袋11的密封性能，避免电解液泄漏。

参照图6至图8，密封构件14包括层叠设置的第一密封片141、第二密封片142和第三密封片143，第一极耳13a的过渡部133设置于第一密封片141和第二密封片142之间，第二极耳13b的过渡部133位于第二密封片142和第三密封片143之间。沿第一极耳13a的宽度方向，第一密封片141的端部、第二密封片142的端部以及第三密封片143的端部连接为一体。密封片141、第二密封片142、第三密封片143、第一极耳13a以及第二极耳13b集成在一起。第二密封片142可以连接第一极耳13a以及第二极耳13b，提高密封性能。

密封构件14位于第一包装膜和第二包装膜之间，在热压连接第一包装膜和第二包装膜时，密封构件14熔接于第一包装膜和第二包装膜。

参照图10和图11，在另一些实施例中，保护板2包括第一保护板21和第二保护板22，第一极耳13a的外连接部132电连接于第一保护板21，第二极耳13b的外连接部132电连接于第二保护板22。此时，第一保护板21和第二保护板22处于并联状态，可以起到分流的作用，在充放电的过程中，本申请可以有效地降低第一保护板21和第二保护板22中的电流，减小电子元器件的发热量，降低第一保护板21和第二保护板22的温升，提高电池的性能和寿命。

第一保护板21和第二保护板22分别位于顶封部112的两侧。第一保护板21的至少部分容纳于第一凹腔15内，第二保护板22的至少部分容纳于第二凹腔16。此时，第一保护板21和第二保护板22能够利用顶封部112的两侧两侧的空间，减小电池在厚度方向上的最大尺寸。

参照图12和图13，在又一些实施例中，第一保护板21和第二保护板22分别位于顶封部112的同一侧。优选地，沿电芯1的厚度方向，第一凹腔15的深度大于第二凹腔16的深度；第一保护板21和第二保护板22设置于第一凹腔15。在电芯1的厚度一定的情况下，增大第一凹腔15的深度，可以为第一保护板21和第二保护板22预留出更多的空间，减小电池在厚度方向上的最大尺寸。

Claims (10)

1.一种电池，包括：

电芯，所述电芯包括包装袋、收容于所述包装袋内的电极组件以及多个极耳，各极耳具有位于所述包装袋内的内连接部和位于所述包装袋外的外连接部，所述内连接部连接于所述电极组件；以及

保护板，所述保护板电连接于所述多个极耳的外连接部；

其特征在于，

所述多个极耳包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳的内连接部和所述第二极耳的内连接部层叠设置并共同连接于所述电极组件。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，

所述包装袋包括主体部和连接于所述主体部的顶封部，所述电极组件收容于所述主体部内，各极耳穿过所述顶封部；

所述保护板和所述顶封部沿所述电芯的厚度方向层叠设置。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，

所述保护板包括第一保护板和第二保护板，所述第一极耳的外连接部电连接于所述第一保护板，所述第二极耳的外连接部电连接于所述第二保护板。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，

所述第一保护板和所述第二保护板分别位于所述顶封部的两侧；或者

所述第一保护板和所述第二保护板位于所述顶封部的同一侧。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，

所述电芯在所述顶封部的两侧分别形成第一凹腔和第二凹腔，且沿所述电芯的厚度方向，所述第一凹腔的深度大于所述第二凹腔的深度；

所述第一保护板和所述第二保护板设置于所述第一凹腔。

6.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一极耳的外连接部和所述第二极耳的外连接部层叠设置并共同连接于所述保护板。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一极耳的内连接部、所述第二极耳的内连接部以及所述电极组件通过焊接相连。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池，其特征在于，

各极耳还具有连接于所述内连接部和所述外连接部之间的过渡部；

所述电池还包括密封构件，所述密封构件包覆所述第一极耳的过渡部和所述第二极耳的过渡部，且所述密封构件连接于所述包装袋。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，

所述密封构件包括层叠设置的第一密封片、第二密封片和第三密封片，所述第一极耳的过渡部设置于所述第一密封片和所述第二密封片之间，所述第二极耳的过渡部位于所述第二密封片和所述第三密封片之间；

沿所述第一极耳的宽度方向，所述第一密封片的端部、所述第二密封片的端部以及所述第三密封片的端部连接为一体。

10.一种使用电池的装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电池，所述电池为所述装置提供电能。

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