CN213366748U - 电极芯及软包电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提供一种电极芯及软包电池，电极芯包括层叠设置的负极极片、隔膜和正极极片，各正极极片的端部设有正极极耳，各负极极片的端部设有负极极耳，至少一正极极片的侧部设有正极侧极耳，和\或，至少一负极极片的侧部设有负极侧极耳，正极侧极耳和负极侧极耳相对设置且布设方向均与正极极耳或负极极耳的布设方向相垂直。本实用新型提供的电极芯，由于极耳的总面积增加，即包括正极极耳、正极侧极耳、负极极耳以及负极侧极耳，因此，电极芯在充放电过程中，电流分布更加均匀，导热面积增加，散热效率也更高，这样，在电极芯进行串并联层叠时，电极芯内部的热量可通过各极耳导出，降低电极芯体温升。

Description

电极芯及软包电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其提供一种电极芯以及具有该电极芯的软包电池。

背景技术

锂离子电池因其具有能量密度高、安全性能好等特点，因而备受关注，随着在3C类电子产品中应用越来越成熟，锂离子电池逐渐过渡到新能源汽车领域。

传统的软包电池的电极芯是一侧或相对两侧出极耳，由于软包电池是一个封闭的热量体系，主要的散热途径是极耳处或电极芯的表面，这样，会导致极耳处或电极芯表面的温度迅速升高，严重时甚至引起安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种电极芯，旨在解决现有的电极芯的电流密度不均匀所导致的散热效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电极芯，包括层叠设置的负极极片、隔膜和正极极片，各正极极片的端部设有正极极耳，各负极极片的端部设有负极极耳，至少一正极极片的侧部设有正极侧极耳，和\或，至少一负极极片的侧部设有负极侧极耳，正极侧极耳和负极侧极耳相对设置且布设方向均与正极极耳或负极极耳的布设方向相垂直。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的电极芯，其各正极接片和各负极极片均具有端部和侧部两处焊接区域，其中，极片的端部设有极耳，而极片的侧部设有侧极耳，由于极耳的总面积增加，即包括正极极耳、正极侧极耳、负极极耳以及负极侧极耳，因此，电极芯在充放电过程中，电流分布更加均匀。以及，导热面积增加，散热效率也更高，这样，在电极芯进行串并联层叠时，电极芯内部的热量可通过各极耳导出，降低电极芯体温升，提高电池包的安全性能和循环寿命。

在一个实施例中，各正极极片的侧部均设有正极侧极耳，并且，正极侧极耳的长度小于等于正极极片的长度。

通过采用上述技术方案，增加了正极侧极耳，使得极耳的总面积更大，从而散热面积也更大导热速率更快，散热效率更高。

在一个实施例中，各正极侧极耳远离正极极片的一端相连接，或者，各正极侧极耳层叠连接。

通过采用上述技术方案，将各正极侧极耳通过焊接等方式连接起来，使得电极芯在充放电过程中电流分布更加均匀。

在一个实施例中，正极侧极耳开设有第一缺口，各第一缺口依次连通形成正极避让空间。

通过采用上述技术方案，利用各第一缺口形成的正极避让空间，为后续定制化的装配提供补偿空间。

在一个实施例中，各正极侧极耳的宽度均相同；或者，各正极侧极耳的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。

通过采用上述技术方案，各正极侧极耳的宽度反映其散热的能力，因此，可以选择各正极侧极耳的宽度均相同，或者，各正极侧极耳的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。

在一个实施例中，各负极极片的侧部均设有负极侧极耳，并且，负极侧极耳的长度小于等于负极极片的长度。

通过采用上述技术方案，增加了负极侧极耳，使得极耳的总面积更大，从而散热面积也更大，导热速率更快，散热效率更高。

在一个实施例中，各负极侧极耳远离负极极片的一端相连接，或者，各负极侧极耳层叠连接。

通过采用上述技术方案，将各负极侧极耳通过焊接等方式连接起来，使得电极芯在充放电过程中电流分布更加均匀

在一个实施例中，负极侧极耳开设有第二缺口，各第二缺口依次连通形成负极避让空间。

通过采用上述技术方案，利用各第二缺口形成的负极避让空间，为后续定制化的装配提供补偿空间。

在一个实施例中，各负极侧极耳的宽度均相同；或者，各负极侧极耳的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。

通过采用上述技术方案，各负极侧极耳的宽度反映其散热的能力，因此，可以选择各负极侧极耳的宽度均相同，或者，各负极侧极耳的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。

本申请还提供一种软包电池，包括上述的电极芯。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的软包电池，在具有上述电极芯的基础上，安全稳定性和循环寿命更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电极芯的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的电极芯的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电极芯的正极片的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电极芯的负极片的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

电极芯100、正极极片10、负极极片20、正极极耳11、负极极耳21、正极侧极耳12、负极侧极耳22、第一缺口12a、第二缺口22a。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

请参考图1和图2，本申请的一种电极芯100，包括层叠设置的负极极片20、隔膜(图中未示)以及正极极片10。各正极极片10的端部设有正极极耳11，各负极极片20的端部设有负极极耳21，至少一正极极片10的侧部设有正极侧极耳12，和\或，至少一负极极片20的侧部设有负极侧极耳22，正极侧极耳12和负极侧极耳22相对设置且布设方向均与正极极耳11或负极极耳21的布设方向相垂直。可以理解地，无论是正极极片10还是负极极片20均具有两个侧部和两个端部，各正极极片10和各负极极片20在层叠设置后，为了形成供电回路，在各正极极片10的同一端部设置正极极耳11，以及在各负极极片20的同一端部设置负极极耳21，并与正极极耳11相对设置。以及，至少一正极极片10的侧部设有正极侧极耳12，用于均匀对应正极极片10的电流密度；至少一负极极片20的侧部设有负极侧极耳22，用于均匀对应负极极片20的电流密度；而且，可根据实际需求，在至少一个正极极片10的侧部设置正极侧极耳12，或者，在至少一个负极极片20的侧部设置负极侧极耳22，或者，在至少一个正极极片10的侧部设置正极侧极耳12和在至少一个负极极片20的侧部设置负极侧极耳22。

本实用新型提供的电极芯100，其各正极接片和各负极极片20均具有端部和侧部两处焊接区域，其中，极片的端部设有极耳，而极片的侧部设有侧极耳，由于极耳的总面积增加，即包括正极极耳11、正极侧极耳12、负极极耳21以及负极侧极耳22，因此，电极芯100在充放电过程中，电流分布更加均匀。以及，导热面积增加，散热效率也更高，这样，在电极芯100进行串并联层叠时，电极芯100内部的热量可通过各极耳导出，降低电极芯100温升，提高电池包的安全性能和循环寿命。

请参考图1，在一个实施例中，各正极极片10的侧部均设有正极侧极耳12，并且，正极侧极耳12的长度小于等于正极极片10的长度。可以理解地，在获得更好的散热效果，则在每个正极极片10的同一侧部均设有一正极侧极耳12，这样，导热总面积最大，散热效率更高。并且，各正极侧极耳12的长度小于等于正极极片10的长度，优选地，正极侧极耳12的长度与正极极片10的长度相同。

在一个实施例中，正极侧极耳12的导热率高于正极极耳11，即两种极耳选择不同材质的金属。

在一个实施例中，各正极侧极耳12远离正极极片10的一端相连接。通过采用上述技术方案，将各正极侧极耳12通过焊接等方式连接起来，即各正极极片10利用正极侧极耳12进一步导通，使得电极芯100在充放电过程中电流分布更加均匀。当然，还可将各正极侧极耳12层叠连接，以实现导通。

请参考图3，在一个实施例中，正极侧极耳12开设有第一缺口12a，各第一缺口12a依次连通形成正极避让空间。可以理解地，利用各第一缺口12a形成的正极避让空间，为后续定制化的装配提供补偿空间，即利用补偿空间进行避让，以适应不同形状的电池模组。

在一个实施例中，各正极侧极耳12的宽度均相同；或者，各正极侧极耳12的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。可以理解地，各正极侧极耳12的宽度反映其散热的能力，即宽度越大，正极侧极耳12的面积越大。根据实际使用需求，可以选择各正极侧极耳12的宽度均相。当然，各正极侧极耳12的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。例如，各正极侧极耳12的宽度沿层叠方向呈递增趋势或递减趋势，或者，呈先增大后减小或呈先减小后增大。

请参考图1，在一个实施例中，各负极极片20的侧部均设有负极侧极耳22，并且，负极侧极耳22的长度小于等于负极极片20的长度。可以理解地，在获得更好的散热效果，则在每个负极极片20的同一侧部均设有一负极侧极耳22，这样，导热总面积最大，散热效率更高。并且，各负极侧极耳22的长度小于等于负极极片20的长度，优选地，负极侧极耳22的长度与负极极片20的长度相同。

在一个实施例中，负极侧极耳22的导热率高于负极极耳21，即两种极耳选择不同材质的金属。

在一个实施例中，各负极侧极耳22远离负极极片20的一端相连接。通过采用上述技术方案，将各负极侧极耳22通过焊接等方式连接起来，即各负极极片20利用负极侧极耳22进一步导通，使得电极芯100在充放电过程中电流分布更加均匀。当然，还可将各负极侧极耳22层叠连接，以实现导通。

请参考图4，在一个实施例中，负极侧极耳22开设有第二缺口22a，各第二缺口22a依次连通形成负极避让空间。可以理解地，利用各第二缺口22a形成的负极避让空间，为后续定制化的装配提供补偿空间，即利用补偿空间进行避让，以适应不同形状的电池模组。

在一个实施例中，各负极侧极耳22的宽度均相同；或者，各负极侧极耳22的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。可以理解地，各负极侧极耳22的宽度反映其散热的能力，即宽度越大，负极侧极耳22的面积越大。根据实际使用需求，可以选择各负极侧极耳22的宽度均相。当然，各负极侧极耳22的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。例如，各负极侧极耳22的宽度沿层叠方向呈递增趋势或递减趋势，或者，呈先增大后减小或呈先减小后增大。

本申请还提供一种软包电池，包括上述的电极芯100。

本实用新型提供的软包电池，在具有上述电极芯100的基础上，安全稳定性和循环寿命更高。

测试过程如下：

实施例1：选择具有上述电极芯100的软包电池，其中，正极极片25层，负极极片26层，且，电极芯的最外两层为负极电极，正极极耳为铝箔，负极极耳为铜箔。以及，全部正极极片均设有上述正极侧极耳，正极侧极耳为铝箔，该铝箔的长度与正极极片的长度相同，并且，各铝箔的宽度均相同。全部负极极片均设有上述负极侧极耳，负极侧极耳为铜箔，该铜箔的长度与负极极片的长度相同，并且，各铜箔的宽度均相同。该软包电池的容量为2500mAh。

实施例2：选择具有上述电极芯100的软包电池，其中，正极极片25层，负极极片26层，且，电极芯的最外两层为负极电极，正极极耳为铝箔，负极极耳为铜箔。以及，其中12个正极极片均设有上述正极侧极耳，正极侧极耳为铝箔，该铝箔的长度与正极极片的长度相同，并且，各铝箔的宽度均相同。其中13个负极极片均设有上述负极侧极耳，负极侧极耳为铜箔，该铜箔的长度与负极极片的长度相同，并且，各铜箔的宽度均相同。该软包电池的容量为2500mAh。

实施例3：选择具有上述电极芯100的软包电池，其中，正极极片25层，负极极片26层，且，电极芯的最外两层为负极电极，正极极耳为铝箔，负极极耳为铜箔。以及，全部正极极片均设有上述正极侧极耳，正极侧极耳为铝箔，该铝箔的长度等于正极极片的长度的三分之一，并且，各铝箔的宽度均相同。其中全部负极极片均设有上述负极侧极耳，负极侧极耳为铜箔，该铜箔的长度等于负极极片的长度的三分之一，并且，各铜箔的宽度均相同。该软包电池的容量为2500mAh。

对比例1：该软包电池所采用的电极芯为常规电极芯，其中，正极极片25层，负极极片26层，且，电极芯的最外两层为负极电极，正极极耳为铝箔，负极极耳为铜箔。该软包电池的容量为2500mAh。

将实施例1、实施例2、实施例3以及对比例的软包电池在侧边有导热块的情况下进行20C倍率的放电测试，计算温升后取平均值，具体数据如下表：

综上，根据实施例1至3的软包电池的温升数据以及对比例1的软包电池的温度数据显示来看，在纵向对比中，对比例1的软包电池的温升温度高于各实施例中的数据，说明通过在电极芯的侧部上增设正极侧极耳和负极侧极耳，提高软包电池的散热效率。以及，在横向对比中，实施例1的软包电池的温升温度最低，说明正极侧极耳和负极侧极耳的总体面积越大，即意味着散热面积越大。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电极芯，包括层叠设置的负极极片、隔膜和正极极片，各所述正极极片的端部设有正极极耳，各所述负极极片的端部设有负极极耳，其特征在于：至少一所述正极极片的侧部设有正极侧极耳，和\或，至少一所述负极极片的侧部设有负极侧极耳，所述正极侧极耳和所述负极侧极耳相对设置且布设方向均与所述正极极耳或所述负极极耳的布设方向相垂直。

2.根据权利要求1所述的电极芯，其特征在于：各所述正极极片的侧部均设有所述正极侧极耳，并且，所述正极侧极耳的长度小于等于所述正极极片的长度。

3.根据权利要求2所述的电极芯，其特征在于：各所述正极侧极耳远离所述正极极片的一端相连接，或者，各所述正极侧极耳层叠连接。

4.根据权利要求2所述的电极芯，其特征在于：所述正极侧极耳开设有第一缺口，各所述第一缺口依次连通形成正极避让空间。

5.根据权利要求2所述的电极芯，其特征在于：各所述正极侧极耳的宽度均相同；或者，各所述正极侧极耳的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。

6.根据权利要求1所述的电极芯，其特征在于：各所述负极极片的侧部均设有所述负极侧极耳，并且，所述负极侧极耳的长度小于等于所述负极极片的长度。

7.根据权利要求6所述的电极芯，其特征在于：各所述负极侧极耳远离所述负极极片的一端相连接，或者，各所述负极侧极耳层叠连接。

8.根据权利要求6所述的电极芯，其特征在于：所述负极侧极耳开设有第二缺口，各所述第二缺口依次连通形成负极避让空间。

9.根据权利要求2所述的电极芯，其特征在于：各所述负极侧极耳的宽度均相同；或者，各所述负极侧极耳的宽度沿层叠方向呈梯度变化趋势。

10.一种软包电池，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的电极芯。

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