CN213340652U - 电芯和电池 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种电芯及电池，该电芯包括：电池极板；至少一对电池极耳，分别位于所述电池极板至少两条相对的侧边。通过本公开实施例的技术方案，一方面降低电池极耳附近电荷大量集中带来的温度升高过快的隐患，一方面可以降低电池极耳的总电阻，提升电荷传输效率。同时，可以降低电池极板内部的电势差，减少电池极板长期极化而降低使用寿命的情况。

Description

电芯和电池

技术领域

本公开涉及电池技术，尤其涉及一种电芯和电池。

背景技术

随着各种移动电子设备的发展，对于电子设备中使用的充电电池的电池容量也有了更高的需求，同时，为了便于电子设备的小型化或者集成化的设计，也要求电池具有更小的体积。因此，在同样电池体积下，电池的能量密度越来越高，并且需要电池具有较高的快充能力。

电池通过电池极耳实现电池内外的电荷传输，越来越大的能量密度和充放电速度需求，会导致电池极耳在充放电时温度急剧升高，同时容易造成极耳附近的活性物质出现较大损耗，增大了电池的安全隐患。

发明内容

本公开提供一种电芯和电池。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种电芯，包括：

电池极板；

至少一对电池极耳，一对所述电池极耳的两个电池极耳分别位于所述电池极板至少两条相对的侧边。

在一些实施例中，所述电池极板为矩形；

所述至少一对电池极耳分别位于所述矩形相对的两条侧边。

在一些实施例中，位于所述电池极板相对的两条侧边的电池极耳的数量相同。

在一些实施例中，所述位于电池极板相对的两条侧边的电池极耳，沿所述电池极板的中心成轴对称。

在一些实施例中，所述电池极板包括：层叠排布的至少一个正极板和至少一个负极板；

所述电芯还包括：电解液，位于所述正极板与所述负极板之间。

在一些实施例中，位于所述正极板的电池极耳的材料与所述正极板的材料相同；位于所述负极板的电池极耳的材料与所述负极板的材料相同；

或，

位于所述正极板的电池极耳的材料与位于所述负极板的电池极耳的材料相同；所述电池极耳的材料为金属材料。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电池，包括：

电池壳体；

上述任一所述的至少一个电芯，位于所述电池壳体内部；

所述电芯中具有相同极性的多个电池极耳相互并联。

在一些实施例中，所述电池包括的至少一个电芯的所述正极板通过位于所述正极板的所述电池极耳相互并联，至少一个电芯的所述负极板通过位于所述负极板的所述电池极耳相互并联。

在一些实施例中，所述电池还包括：

位于电池壳体外表面的正电极和负电极；

所述正极板上并联的多个电池极耳与所述正电极连接；

所述负极板上并联的多个电池极耳与所述负电极连接。

在一些实施例中，所述电池还包括：

保护电路，位于所述电池壳体内部，与所述电池内部的至少一个电芯连接。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开实施例中的电芯，在电池基板的不同侧边分别设置有电池极耳，相对于将电池极耳集中设置在电池极板的一条侧边的电芯，可以在充放电时，将电荷分别通过不同侧边的电池极耳传输。如此，一方面降低电池极耳附近电荷大量集中带来的温度升高过快的隐患，一方面可以降低电池极耳的总电阻，提升电荷传输效率。同时，可以降低电池极板内部的电势差，减少电池极板长期极化而降低使用寿命的情况。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电芯的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图一；

图3是根据一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图二；

图4是根据一示例性实施例示出的一种终端的实体结构框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电芯的结构示意图，如图1所示，该电芯100包括：

电池极板110；

至少一对电池极耳120，一对所述电池极耳的两个电池极耳分别位于所述电池极板至少两条相对的侧边。

电芯指单个的具有正、负极的电化学电芯，是充电电池中的蓄电部分，电芯的质量直接决定的充电电池的质量。

电芯分为铝壳电芯、软包电芯以及圆柱电芯等。本公开实施例中的电芯可为聚合物锂离子软包电芯。电芯内部可包含电池极板，电池极板的极性由材料决定。

这里，电池极板为活性材料制成的片状集电体，可为片状多孔结构。电池极板可包括：正极板、负极板。电芯中的正负极板之间具有电势差时，能够使得导电粒子的在正负极板之间流动，形成电流，从而实现电池的充放电过程。

在本公开实施例中，电芯的各电池极板的边缘分布有多个电池极耳，并分布在电池极板的至少两条相对的侧边。其中，多个极耳的数量可为偶数，即至少一对电池极耳。每对电池极耳分别分布在电池极板相对的两条侧边上，并且可以是对称分布的。在电池充放电的过程中，电池极板上的电荷通过电池极耳实现传输。这里，不同的侧边可以是电池极板的任意至少两条相对的侧边，例如，相对的两条侧边，即电池极板的上下边缘，或者左右边缘，或者四条侧边等，这里不做限定。

这种方式相对于将电池极耳集中设置在电池极板的一条侧边的电芯，可以在充放电时，将电荷分别通过不同侧边的电池极耳传输。如此，一方面降低电池极耳附近电荷大量集中带来的温度升高过快的隐患，一方面可以降低电池极耳的总电阻，提升电荷传输效率。同时，可以降低电池极板内部的电势差，减少电池极板长期极化而降低使用寿命的情况。

在一些实施例中，所述电池极板为矩形；

所述至少一对电池极耳分别位于所述矩形相对的两条侧边。

在本公开实施例中，上述至少两条不同的侧边可为电池极板的相对的两条侧边，这样，在电池进行充放电的过程中，电荷可以沿电池极板相对的两个方向通过电池极耳。也就是说，电荷的流动方向不再局限于朝向电池极板的一条边的方向，而是均衡地传输至相对的方向，从而使得电池极板上的电势差得到均衡，减少过快发热的现象。

在一些实施例中，位于所述电池极板相对的两条侧边的电池极耳的数量相同。

在本公开实施例中，电池极板相对的两条侧边的电池极耳数量可以是相同的，这样，在电池进行充放电时，可以使得电池极板上电荷的流动均匀地朝向电池极板的两条相对的侧边，从而使得各电池极耳附近的温度均衡，进而减少极耳附近活性物质的活性均一度差的情况，提升了电芯整体的使用寿命。

在一些实施例中，所述位于电池极板相对的两条侧边的电池极耳，沿所述电池极板的中心成轴对称。

上述分布于电池极板相对两侧的电池极耳可以沿电池极板的中心成轴对称，从而使得电池极板与电池极耳整体形成轴对称图形。此外，电池极板的一条侧边上也可以分布有多个的电池极耳，并且电池极耳还可以按照固定的间距分布在电池极板的侧边。这样，电池极板的相对两侧具有更强的均衡性，使得电池充放电时更加安全。

在一些实施例中，所述电池极板包括：层叠排布的至少一个正极板和至少一个负极板；

所述电芯还包括：电解液，位于所述正极板与所述负极板之间。

这里，电池极板中的正极板与负极板上均设置有分布在不同侧边的电池极耳，并且相同极性的电池极耳可并联在一起，便于引出电芯，与外部实现电荷的交互。

电芯中的电池极板可包括多片正极板和负极板，并且正极板与负极板交替层叠排布。也可以由一片正极板与一片负极板层叠后卷绕成多层的卷装。这样，在电芯的两侧均包含正极的电池极耳与负极的电池极耳，可以使得电芯内部的电荷流向更加均衡。

在一些实施例中，位于所述正极板的电池极耳的材料与所述正极板的材料相同；位于所述负极板的电池极耳的材料与所述负极板的材料相同；

或，

位于所述正极板的电池极耳的材料与位于所述负极板的电池极耳的材料相同；所述电池极耳的材料为金属材料。

这里，电池极板的材料决定了电池极板的极性，例如，正极板的材料可为含有锂离子的金属化合物材料，如，钴酸锂、锰酸锂等。负极板的材料可为石墨类材料，如，软碳材料、石墨烯等。

在一实施例中，电池极耳可为电池极板相同材料制成，电池极板与电池极耳可一体成型，也就是在电池极板的至少两条侧边具有凸起的部分，形成了上述电池极耳。

在另一实施例中，电池极耳也可为金属等导电材料制成的，通过焊接等方式连接在电池极板的至少两条侧边的边缘。

图2是根据一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图，如图2所示，该电池200包括：

电池壳体210；

上述任一所述的至少一个电芯100，位于所述电池壳体210内部；

所述电芯100中具有相同极性的多个电池极耳120相互并联。

在本公开实施例中，相同极性的电池极耳相互并联，降低了相同极性电池极耳的总电阻，从而提升了电池的充放电效率。并且，在电池极板的不同边缘上具有多个电池极耳，不易产生局部过热的现象，使得电池的安全性能得到了有效提升。

在一些实施例中，如图3所示，所述电池200包括的至少一个电芯100的所述正极板111通过位于所述正极板111的所述电池极耳120相互并联，至少一个电芯的100负极板112通过位于所述负极板112的所述电池极耳120相互并联。

在本公开实施例中，可包括一个电芯也可包括多个电芯，每个电芯可包括多个正极板和负极板。由于电池作为一个整体实现充放电，因此，多个电芯中的各电池极板上，相同极性的电池极板对应的电池极耳可并联在一起。这样，可以增大电池整体的充放电速度，提升电池性能。

在一些实施例中，所述电池还包括：

位于电池壳体外表面的正电极和负电极；

所述正极板上并联的多个电池极耳与所述正电极连接；

所述负极板上并联的多个电池极耳与所述负电极连接。

电池壳体的外表面具有正电极和负电极，用于与外部的充电电路以及放电电路相连接。上述正极板上并联的多个电池极耳与正电极连接，负极板上并联的多个电池极耳与负电极连接，实现电池内部与外部电连接，从而便于电池使用和充电。

在一些实施例中，所述电池还包括：

保护电路，位于所述电池壳体内部，与所述电池内部的至少一个电芯连接。

电池的保护电路可设置与电池壳体的内部，并与电芯连接，可以用于监控充放电的电压或者电流。在充电电压过大或者充电电流过大时，可以通过保护电路中的控制管的截止，使得停止充电，断开充电电路。在放电过程中，如果电压过低，或者负载上有较大电流时，也可通过保护电路中控制管的截止，控制电池停止向负载供电，从而实现保护负载和电池的功能。上述控制管可利用场效应晶体管等三端器件来实现。

在本公开实施例中，上述保护电路可通过上述并联在一起的电池极耳实现与电芯的连接。电池极耳则通过保护电路连接至电池外表面的正电极和负电极。

本公开实施例还提供如下示例：

随着软包锂离子电池的大体积、高能量密度的符合快充要求的发展趋势，电池极耳的设置位置也需要重点考虑。由于电池极耳附近的电流密度较高，因此，充放电过程中在电池极耳附近会产生快速升温的情况。同时，电池极板上电池极耳附近的活性物质也会产生较大的损耗，使得电池内部产生电势差。长时间使用则会增大电池内的阻抗，影响电池的性能和使用寿命。

在一些实施例中，相同极性的电池极耳分布在叠片式电池的一端，因此，电池极板上的电流方向是固定的。这样，长期使用后容易导致电池内部电池极耳附近的阻抗大于远离电池极耳的位置的阻抗。

在本公开实施例中，在电池极板的上下两个边缘对称设置电池极耳。如此，电池充放电的过程中由于电池极板结构的对称性，可以减少电荷传输的距离，并且增加了电荷传输的通道。而电池极耳集中在同一边缘的设计中长时间充放电后极耳附近的电位降低，产生电池极板上的电视差异，短期容易造成电池底部的锂离子不能充分脱嵌，电池利用率低，长期则造成电池极耳附近的活性物质变性，造成安全隐患。

相对于上述相关技术中的结构，本申请由于增加了电荷通道，减少了电池不同方向的电势差，从而降低充放电过程中的焦耳热。此外，由于电池极耳分布在不同方向，可以减少电荷在电池极板上的传输距离，提升了充电速度，提高电池整体的安全性能。

图4是根据一示例性实施例示出的一种终端400的框图。例如，终端400可以是移动电话、计算机、数字广播终端、消息收发设备、游戏控制台、平板设备、医疗设备、健身设备、个人数字助理等。

参照图4，终端400可以包括以下一个或多个组件：处理组件401，存储器402，电源组件403，多媒体组件404，音频组件405，输入/输出(I/O)接口406，传感器组件407，以及通信组件408。

处理组件401通常控制终端400的整体操作，诸如与显示、电话呼叫、数据通信、相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件401可以包括一个或多个处理器410来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件401还可以包括一个或多个模块，便于处理组件401和其他组件之间的交互。例如，处理组件401可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件404和处理组件401之间的交互。

存储器410被配置为存储各种类型的数据以支持在终端400的操作。这些数据的示例包括用于在终端400上操作的任何应用程序或方法的指令、联系人数据、电话簿数据、消息、图片、视频等。存储器402可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(ROM)、磁存储器、快闪存储器、磁盘或光盘。

电源组件403为终端400的各种组件提供电力。电源组件403可以包括：电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为终端400生成、管理和分配电力相关联的组件。电源组件包含上述任一实施例所述的电池。

多媒体组件404包括在所述终端400和用户之间提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件404包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当终端400处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和/或后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件405被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件405包括一个麦克风(MIC)，当终端400处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器410或经由通信组件408发送。在一些实施例中，音频组件405还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口406为处理组件401和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘、点击轮、按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件407包括一个或多个传感器，用于为终端400提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件407可以检测到终端400的打开/关闭状态、组件的相对定位，例如所述组件为终端400的显示器和小键盘，传感器组件407还可以检测终端400或终端400的一个组件的位置改变，用户与终端400接触的存在或不存在，终端400方位或加速/减速和终端400的温度变化。传感器组件407可以包括接近传感器，被配置为在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件407还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件407还可以包括加速度传感器、陀螺仪传感器、磁传感器、压力传感器或温度传感器。

通信组件408被配置为便于终端400和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端400可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi、2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件408经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件408还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术、红外数据协会(IrDA)技术、超宽带(UWB)技术、蓝牙(BT)技术或其他技术来实现。

在示例性实施例中，终端400可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器402，上述指令可由终端400的处理器410执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本公开实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由移动终端的处理器执行时，使得移动终端能够执行上述任一实施例所提供的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

电池极板，包括层叠排布的至少一个正极板和至少一个负极板；

至少一对电池极耳，一对所述电池极耳的两个电池极耳分别位于所述电池极板至少两条相对的侧边；

位于所述正极板的电池极耳的材料与所述正极板的材料相同；位于所述负极板的电池极耳的材料与所述负极板的材料相同；或，

位于所述正极板的电池极耳的材料与位于所述负极板的电池极耳的材料相同；所述电池极耳的材料为金属材料。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电池极板为矩形；

所述至少一对电池极耳分别位于所述矩形相对的两条侧边。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，位于所述电池极板相对的两条侧边的电池极耳的数量相同。

4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述位于电池极板相对的两条侧边的电池极耳，沿所述电池极板的中心成轴对称。

5.根据权利要求1至4任一所述的电芯，其特征在于，所述电芯还包括：电解液，位于所述正极板与所述负极板之间。

6.一种电池，其特征在于，包括：

电池壳体；

权利要求1至5任一所述的至少一个电芯，位于所述电池壳体内部；

所述电芯中具有相同极性的多个电池极耳相互并联。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电池包括的至少一个电芯的正极板通过位于所述正极板的所述电池极耳相互并联，至少一个电芯的负极板通过位于所述负极板的所述电池极耳相互并联。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

位于电池壳体外表面的正电极和负电极；

所述正极板上并联的多个电池极耳与所述正电极连接；

所述负极板上并联的多个电池极耳与所述负电极连接。

9.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

保护电路，位于所述电池壳体内部，与所述电池内部的至少一个电芯连接。

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