CN213459837U - 电芯及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电芯,包括堆叠设置的多个第一极片和多个第二极片,所述第一极片和所述第二极片极性相反,所述第一极片包括第一A极片和第一B极片,所述第一A极片电连接第一A极耳,所述第一B极片的一端向外延伸形成第一B极耳,所述第一A极耳和所述第一B极耳电连接,所述电芯中至少有一个所述第一A极片。本实用新型还提供一种锂离子电池。本实用新型克服了同极性极耳电连接时容易受力断裂的问题,降低了电芯的报废率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及一种电芯及锂离子电池。
背景技术
叠片结构的锂离子电池由于内阻低,使得其可支持大倍率充电和放电,从而可以满足对电池快速充电的需求,故成为了锂离子电池的一个重要发展方向。
在现有的叠片式锂离子电池包括层叠设置的多个正极片和多个负极片,其中,每个正极片都通过模切的方式形成有一个正极耳,每个负极片也通过模切的方式形成有一个负极耳。所有的正极耳弯折后与一个外接正极耳电连接在一起,所有的负极耳弯折后与一个外接负极耳电连接在一起,外接正极耳和外接负极耳中的一个与锂离子电池的外壳电连接,外接正极耳和外接负极耳的另外一个则与锂离子电池的导电盖电连接。
但是,在弯折极耳或者在将弯折后的同极性极耳与外接极耳进行电连接时,极耳在电连接时容易受力断裂,导致锂离子电池叠芯报废。
实用新型内容
本实用新型提供一种电芯及锂离子电池,其克服了现有技术中极耳在电连接时容易受力断裂的问题,降低了电芯的报废率。
根据本实用新型的实施例,一方面,提供一种电芯,包括堆叠设置的多个第一极片和多个第二极片,所述第一极片和所述第二极片极性相反,所述第一极片包括第一A极片和第一B极片,所述第一A极片电连接第一A极耳,所述第一B极片的一端向外延伸形成第一B极耳,所述第一A极耳和所述第一B极耳电连接,所述电芯中至少有一个所述第一A极片。
在一种可能地实现方式中,所述第一极片在所述电芯的厚度方向依次堆叠,且所述第一极片的数量为N个,在所述电芯厚度方向上排第i个的所述第一极片为所述第一A极片,其中30%≤i/N≤70%。
在一种可能地实现方式中,所述第一A极耳的任一表面与至多50个所述第一B极耳电连接。
在一种可能地实现方式中,所述第二极片包括第二A极片和第二B极片,所述第二A极片电连接第二A极耳,所述第二A极片的一端向外延伸形成第二B极耳,所述第二A 极耳和所述第二B极耳电连接;所述第二极片在所述电芯的厚度方向依次堆叠,且所述第二极片的数量为M个,在所述电芯厚度方向上排第k个的所述第二极片为所述第而A极片,其中30%≤k/M≤70%。
在一种可能地实现方式中,所述第二A极耳的任一表面与至多50个所述第二B极耳电连接。
在一种可能地实现方式中,所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层;所述第一A极耳焊接于所述第一集流体,所述第一活性物质层涂覆于所述第一集流体的表面并包围所述第一A极耳位于所述第一集流体上的部分,所述第一A极耳的焊印高度与第一A极耳的厚度之比为0~2;所述第一B极耳与所述正极集流体一体成型并位于所述正极集流体的外侧,所述第一活性物质层涂覆于所述正极集流体的表面。
在一种可能地实现方式中,所述第一A极耳的厚度为10~500μm,所述第一A极耳的长度为5~200㎜,所述第一A极耳的宽度为2~50㎜;所述第一B极耳的厚度为6~20μm,所述第一B极耳的长度为5~200㎜,所述第一B极耳的宽度为2~50㎜。
在一种可能地实现方式中,所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层;
所述第二A极耳焊接于所述第二集流体,所述第二活性物质层涂覆于所述第二集流体的表面并包围所述第二A极耳位于所述第一集流体上的部分,所述第二A极耳的焊印高度与第二A极耳的厚度之比为0~2;
所述第二B极耳与所述第二集流体一体成型并位于所述第二集流体的外侧,所述第二活性物质层涂覆于所述第二集流体的表面。
在一种可能地实现方式中,所述第二A极耳的厚度为10~500μm,第二A极耳的长度为5~200㎜,第二A极耳的宽度为2~50㎜;
所述第二B极耳的厚度为4~20μm,所述第二B极耳的长度为5~200㎜,第二B极耳的宽度为2~50㎜。
根据本实用新型的实施例,另一方面,提供一种锂离子电池,包括电池外壳、电解液以及上述所述的电芯。
本实用新型提供的一种电芯及锂离子电池。本实用新型通过在电芯中两种极耳组合方式中,至少有一个第一A极耳和模切形成的第一B极耳的组合方式,因此在电连接时,模切形成的第一B极耳,而第一B极耳的弯折角度不会过大,从而使得第一B极耳可以稳定的电连接到第一A极耳上,并且电连接到第一A极耳表面的第一B极耳在弯折或者电连接过程中不易受力断裂,从而降低了电芯的报废率。同时,第一A极耳之间设置在极片上,可以节省电池的空间,提供体积密度。
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,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本实用新型实施例提供的一种电芯的第一A极耳侧的横截面结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的另一种电芯的第一A极耳侧的横截面结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的另一种电芯的第二B极耳侧的横截面结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的一种第一A极片的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的一种第一B极片的结构示意图;
图6为本实用新型实施例提供的一种第二A极片的结构示意图;
图7为本实用新型实施例提供的一种第二B极片的结构示意图;
图8为本实用新型实施例提供的再一种电芯的第二A极耳侧的横截面结构示意图;
图9为本实用新型实施例提供的再一种电芯的第二B极耳侧的横截面结构示意图;
图10为本实用新型实施例提供的锂离子电池结构示意图。
附图标记:
10-第一A极片;
101-第一集流体;102-第一活性物质层;103-第一A极耳;
20-第一B极片;
201-第一B极耳;
30-第二A极片;
301-第二集流体;302-第二活性物质层;303-第二A极耳;
40-第二B极片;
401-第二B极耳;
50-隔膜;
60-锂离子电池。
通过上述附图,已示出本公开明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
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公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是,在本公开中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方位的词语,在没有特殊说明的情况下,均是以附图所示的方位为基准,但应当理解,这只是为了描述的方便,并不是对于产品方位的具体限制。
另外,在本公开中,除非特别说明,“连接”既可以为两个物体直接相连,也可以指两个物体通过中间物体间接相连。
最后,“第一”、“第二”在本公开中仅用于对结构进行区分,并不代表先后顺序,也不代表这个结构的数量。
现有的叠片式锂离子电池包括层叠设置的多个极性相反的第一极片和第二极片,第一极片或第二极片中的同极性的极耳要电连接在一起,现有极片的极耳均采用模切形成,即将极耳与极片一体成型,所有的极耳弯折后与一个外接的极耳电连接在一起,而将对应的在弯折的极耳或者在将弯折后的极耳与外接极耳进行电连接时,由于模切形成的极耳很薄,因此在弯折/电连接时容易受力断裂,导致锂离子电池叠芯报废。
有鉴于此,本公开将堆叠设置的多个第一极片和多个第二极片中的第一极片的第一A 极片电连接第一A极耳,第一极片中的第一B极片的一端向外延伸形成第一B极耳,第一A极耳和第一B极耳电连接同时电芯中至少有一个第一A极片,从而降低了第一A极耳和第一B极耳的弯折度,避免了模切形成的第一B极耳和第一A极耳在弯折和电连接时出现受力断裂。
值得说明的是,由于第一A极耳电连接在第一极片上,故第一A极耳的厚度比模切形成的第一B极耳的厚度更大,从而可以进一步降低第一B极耳电连接到第一A极耳时出现的受力断裂现象;第一A极耳可以为正极耳也可以为负极耳,第一B极耳可以为正极耳也可以为负极耳,第一A极耳和第一B极耳的极性相同。
下面结合附图,对本实用新型的典型实现方式进行介绍,以便本领域技术人员能更清晰地了解本公开的方案。需要指出的是,下文中介绍的不同实现方式中的某个或者某些结构可以相互替换,并且本公开的实现方式也不仅限于下述示例,在上述构思下,本领域技术人员还可以根据下文中的示例得到其他可能的实现方式,这些实现方式同样应当视为本公开的内容。
图1示出了一种电芯的第一A极耳侧的横截面结构示意图,请参考图1,其提供的电芯包括堆叠设置的第一A极片10和第一B极片20以及第二B极片40,第一A 极片10电连接第一A极耳103,第一B极片20的一端向外延伸形成第一B极耳201,即第一B极耳201为现有的模切极耳,第二B极片40的一端向外延伸形成第二B极耳401,即第二B极耳401为现有的模切极耳,同极性的第一A极耳103和第一B极耳201电连接,两个相邻的第二B极耳401电连接。
具体的,图1示出的该电芯包括一个第一A极片10和四个第一B极片20,其中两个第一B极片20堆叠在第一A极片10的下方,另外两个第一B极片20堆叠在第一A极片10的上方。换言之,图1中的第一A极片10位于四个第一B极片20的中心位置,第一A极片10上电连接的第一A极耳103的上表面与两个第一B极耳201 电连接,第一A极耳103的下表面与另外两个第一B极耳201电连接,基于此,第一 A极耳103的上下表面均电连接相同数量的第一B极耳201,这样,一方面可以使得每个第一B极耳201的弯折程度均比较低,从而可以降低第一B极耳201在弯折时出现断裂的几率,另一方面,第一A极耳103上方和下方的第一B极耳201为对称的,有利于电芯的散热、封装等。同时,第一A极耳103设置在极片上,可以节省电池的空间,提供体积密度。
需要指出的是,图1中示出的第一A极片10和第一B极片20的排列情况和数量情况仅是示意性的,在其他一些示例中,通过限制第一B极耳201电连接在第一A极耳103上的数量和限制第一A极耳103在第一极片中沿电芯厚度方向的位置来避免电连接过程中第一B极耳201因弯折过大而断裂,例如,当第一A极耳103每个表面电连接的第一B极耳201的数量不超过50个时和在第一极片在电芯的厚度方向依次堆叠,且第一极片的数量为N个,在电芯厚度方向上排第i个的第一极片为第一A极片10,其中30%≤i/N≤70%,此时第一A极片10和第一B极片20可以有任意合适的数量和任意合适的排列方式。
其中,图1中第一A极耳103和第一B极耳201的电连接具体可以为第一A极耳103和第一B极耳201焊接,其他实施例中,各同性极耳之间的电连接以及极耳与相应极片之间的电连接优选为焊接。第一B极耳201为模切极耳,模切具体是指利用冲头和下刀模极小的间隙对极片进行裁切,其他实施例中,模切也是指利用冲头和下刀模极小的间隙对极片进行裁切。
值得指出的是,第一A极片10、第一B极片20和第二B极片40的堆叠方式可以采用负-正的交替堆叠方式,即相邻的负极片之间设有对应的正极片,其中,第一A 极片10和第一B极片20可以为正极片也可以为负极片。例如在图1中,电芯由一个第一A极片10、一个第二A极片30和六个第一B极片20进行堆叠而成。具体的,第一A极片10的上方堆叠三个第二B极片40,第一A极片10的下方堆叠三个第二 B极片40,由此六个第二B极片40形成了五个间隙,其中正中部的间隙中设有第一 A极片10,其余四个间隙中分别设有对应的第一B极片20。
继续参考图1,为了防止极性相反的极片直接接触,在相邻的两个极片之间设有隔膜50。隔膜50可以包括基材和涂覆层,其中基材可以为聚乙烯单层膜、聚丙烯单层膜或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层复合膜,涂覆层可以为多孔二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛和二氧化锆中的至少一种。
在另一种可能地实现方式中,请参考图1,为了便于各极耳电连接在一起同时方便电连接后的极耳与外部的连接线电连接,第一B极耳201可以焊接于第一A极耳 103的中部。
图2示出了另一种电芯的第一A极耳侧的横截面结构示意图,图3示出了另一种电芯的第一B极耳侧的横截面结构示意图。请参考图2和图3,其提供的电芯包括堆叠设置的第一A极片10、第一B极片20、第二A极片30和第二B极片40。其中,第一A极片10和第一B极片20极性相同,第二A极片30和第二B极片40极性相同,第一A极片10和第二A极片30极性相反。第一A极片10电连接第一A极耳 103,第一B极片20的一端向外延伸形成第一B极耳201,即第一B极耳201为现有的模切极耳,第二A极片30电连接第二A极耳303,第二B极片40的一端向外延伸形成第二B极耳401,即第二B极耳401为现有的模切极耳。
具体的,图2示出了该电芯包括一个第一A极片10和四个第一B极片20,其中,两个第一B极片20堆叠在第一A极片10的下方,另外两个第一B极片20堆叠在第一A极片10的上方。换言之,图2中的第一A极片10位于四个第一B极片20的中心位置,第一A极片10所电连接的第一A极耳103的上表面与第一A极片10上方的两个第一B极片20模切形成的第一B极耳201电连接,第一A极耳103的下表面与第一A极片10下方的两个第一B极片20模切形成的第一B极耳201电连接。基于此,第一A极耳103的上下表面均电连接相同数量的第一B极耳201,这样,一方面可以使得每个第一B极耳201的弯折程度均比较低,从而可以降低第一B极耳201 在弯折时出现断裂的几率,另一方面,第一A极耳103上方和下方的第一B极耳201 为对称的,有利于电芯的散热、封装等。同时,第一A极耳103设置在极片上,可以节省电池的空间,提供体积密度。
同理,图3示出了该电芯还包括一个第二A极片30和五个第二B极片40,其中,三个第二B极片40堆叠在第二A极片30的下方,另外两个第二B极片40堆叠在第二A极片30的上方。换言之,图3中的第二A极片30位于五个第二B极片40的中部位置,第二A极片30所电连接的第二A极耳303的上表面与第二A极片30上方的两个第二B极片40模切形成的第二B极耳401电连接,第二A极耳303的下表面与第二A极耳303下方的三个第二B极片40模切形成的第二B极耳401电连接。基于此,可以使得每个第二B极耳401的弯折程度均比较低,从而可以降低第二B极耳 401在弯折时出现断裂的几率。同时,第二A极耳303设置在极片上,可以节省电池的空间,提供体积密度。
需要指出的是,图2中示出的第一A极片10和第一B极片20的排列情况和数量情况仅是示意性的,在其他一些示例中,通过限制第一B极耳201电连接在第一A极耳103上的数量和或限制第一A极耳103在第一极片中沿电芯厚度方向的位置来避免电连接过程中第一B极耳201因弯折过大而断裂,例如,当第一A极耳103每个表面电连接的第一B极耳201的数量不超过50个时和或在第一极片在电芯的厚度方向依次堆叠,且第一极片的数量为N个,在电芯厚度方向上排第i个的第一极片为第一A极片,其中30%≤i/N≤70%,此时第一A极片10和第一B极片20可以有任意合适的数量和任意合适的排列方式。
相应地,图3中示出的第二A极片30和第二B极片40的排列情况和数量情况仅是示意性的,在其他一些示例中,通过限制第二B极耳401电连接在第二A极耳303 上的数量和/或限制第二A极耳303在第二极片中沿电芯厚度方向的位置来避免电连接过程中第二B极耳401因弯折过大而断裂,例如,当第二A极耳303每个表面电连接的第二B极耳401的数量不超过50个时和在第一极片在电芯的厚度方向依次堆叠,且第二极片的数量为M个,在电芯厚度方向上排第k个的第一极片为第二A极片30,其中30%≤k/M≤70%,此时第二A极片30和第二B极片40可以有任意合适的数量和任意合适的排列方式。
值得指出的是,第一A极片10、第一B极片20、第二A极片30和第二B极片 40的堆叠方式可以采用负-正的交替堆叠方式,即相邻的负极片之间设有对应的正极片。例如在图2和图3中,电芯由一个第一A极片10、一个第二A极片30、四个第一B极片20和五个第二B极片40进行堆叠而成。具体的,第二A极片30的上方堆叠两个第二B极片40,第二A极片30的下方堆叠三个第二B极片40,由此一个第二A极片30和五个第二B极片40形成了五个间隙,其中正中部的间隙中设有第一A 极片10,其余四个间隙中分别设有对应的第一B极片20。
继续参考图2、图3,为了防止极性相反的极片直接接触,在相邻的两个极片之间设有隔膜50。隔膜50可以包括基材和涂覆层,其中基材可以为聚乙烯单层膜、聚丙烯单层膜或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层复合膜,涂覆层可以为多孔二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛和二氧化锆中的至少一种。
在另一种可能地实现方式中,请参考图2、图3,为了便于各极耳电连接在一起同时方便电连接后的极耳与外部的连接线连接,第一B极耳201可以焊接于第一A极耳103的中部,第二B极耳401可以焊接于第二A极耳303的中部。
图4示出了一种第一A极片的结构示意图。请参考图4,在一种可选地实现方式中,第一A极片10可包括第一集流体101和第一活性物质层102,其中,第一集流体101的其中一个表面包括电连接区和包围该电连接区的涂覆区,第一A极耳103焊接于该电连接区,第一活性物质层102涂覆在该涂覆区以及第一集流体101的另一个表面。
以图4为例,第一集流体101前表面的左上方设置有电连接区,第一A极耳103 电连接于该电连接区并往上延伸并超过第一集流体101的上边界,第一活性物质层102 涂覆在第一集流体101前表面除电连接区以外的区域以及第一集流体101的后表面,也即是,涂覆在第一集流体101前表面的第一活性物质层102从左侧、右侧和下方包围该电连接区以及焊接于电连接区内的第一A极耳103。
示意性地,当第一极片为正极片时,第一集流体101可以为铝箔,第一活性物质层102可以为钴酸锂、磷酸铁锂和富锰锂材料制成,其中第一活性物质层102可以是单独的钴酸锂、磷酸铁锂和富锰锂,也可以是钴酸锂、磷酸铁锂和富锰锂任意两者混合,或者也可以是钴酸锂、磷酸铁锂和富锰锂三者按一定比例混合制得。
第一A极耳103可以通过激光焊接或超声焊接等电连接方式电连接到第一集流体101上。可选地,第一A极耳103的厚度可以为10~500um,第一A极耳103的长度可以为5~200mm,第一A极耳103的宽度可以为2~50mm,以便于第一A极耳103和第一集流体101的电连接并减少第一B极耳201与第一A极耳103电连接时可能出现的断裂。
可选地,第一A极耳103与第一集流体101的焊印高度与第一A极耳103的厚度之比可以为0~2,极耳电连接拉力≥10N/m,以避免第一A极耳103在电连接时出现断裂,也可以减少第一B极耳201与第一A极耳103电连接时可能出现的断裂。
值得说明的是,可以在第一集流体101焊接完第一A极耳103之后再在第一集流体101的前后两个表面上涂覆第一活性物质层102,从而形成第一A极片10。当然,也可以在涂覆完第一活性物质层102后再焊接第一A极耳103。
图5示出了一种第一B极片的结构示意图。请参考图5,在另一种可能的实现方式中,第一B极片20可包括第一集流体101和第一活性物质层102,其中第一集流体101通过模切加工一体成型有第一B极耳201,第一B极耳201位于第一集流体101 的外侧,第一活性物质层102涂覆于第一集流体101的表面。
以图5为例,第一集流体101前表面的前端模切出第一B极耳201,第一B极耳 201往上延伸并超过第一集流体101的上边界,第一活性物质层102涂覆于除了第一 B极耳201之外的第一集流体101的表面。
第一B极耳201可通过在第一B极片20的第一集流体101上直接模切得到。可选地,第一B极耳201的厚度为6~20um,第一B极耳201的长度可以为5~200mm,第一B极耳201的宽度可以为2~50mm,以减少第一B极耳201和第一A极耳103电连接时可能出现的断裂。
图6示出了一种第二A极片的结构示意图。请参考图6,在一种可实现的方式中,第二A极片30可包括第二集流体301和第二活性物质层302,其中,第二集流体301 的其中一个表面包括电连接区和包围该电连接区的涂覆区,第二A极耳303焊接于该电连接区,第二活性物质层302涂覆在该涂覆区以及第二集流体301的另一个表面。
以图6为例,第二集流体301前表面的左上方设置有电连接区,第二A极耳303 焊接于该电连接区并往上延伸并超过第二集流体301的上边界,第二活性物质层302 涂覆在第二集流体301前表面除电连接区以外的区域以及第二集流体301的后表面,也即是,涂覆在第二集流体301前表面的第二活性物质层302从左侧、右侧和下方包围该电连接区以及电连接于电连接区内的第二A极耳303。
示意性地,当第二A极片30为负极片时,第二集流体301可以为铜箔,第二活性物质层302可以通过石墨、硬碳、硅和氧化亚硅材料混合制成,其中第二活性物质层302可以是石墨、硬碳、硅和氧化亚硅材料单个制得,也可以是石墨、硬碳、硅和氧化亚硅中任意两者或者三者混合制得,也可以四者按照一定的比例混合制得。
第二A极耳303可以通过激光焊接或超声焊接等电连接方式电连接到第二集流体301上。可选地,第二A极耳303的厚度可以为10~500um,第二A极耳303的长度可以为5~200mm,第二A极耳303的宽度可以为2~50mm,以便于第二A极耳303和第二集流体301的焊接并减少第二B极耳401与第二A极耳303焊接时可能出现的断裂。
可选地,第二A极耳303与第二集流体301的焊印高度与第二A极耳303的厚度之比可以为0~2,极耳电连接拉力≥30N/m,以避免第二A极耳303在电连接时出现断裂,也可以减少第二B极耳401与第二A极耳303电连接时可能出现的断裂。
值得说明的是,可以在第二集流体301焊接完第二A极耳303之后再在第二集流体301的前后两个表面上涂覆第二活性物质层302,从而形成第二A极片30。当然,也可以在涂覆完第二活性物质层302后再焊接第二A极耳303。
图7示出了一种第二B极片的结构示意图。请参考图7,在一种可能的实现方式中,第二B极片40可包括第二集流体301和第二活性物质层302,其中第二集流体 301通过模切加工一体成型有第二B极耳401,第二B极耳401位于第二集流体301 的外侧,第二活性物质层302涂覆于第二集流体301的表面。
以图7为例,第二集流体301前表面的前端模切出第二B极耳401,第二B极耳 401往上延伸并超过第二集流体301的上边界,第二活性物质层302涂覆于除了第二 B极耳401之外的第二集流体301的表面。
第二B极耳401可通过在第二B极片40的第二集流体301上直接模切得到。可选地,第二B极耳401的厚度为4~20um,第二B极耳401的长度可以为5~200mm,第二B极耳401的宽度可以为2~50mm,以减少第二B极耳401和第二A极耳303电连接时可能出现的断裂。
图8示出了再一种电芯的正极耳侧的横截面结构示意图;图9示出了再一种电芯的负极耳侧的横截面结构示意图。请参考图8和图9,其提供的电芯包括堆叠设置的第一A极片10、第一B极片20、第二A极片30和第二B极片40。其中,第一A极片10和第一B极片20极性相同,第二A极片30和第二B极片40极性相同,第一A 极片10和第二A极片30极性相反。第一A极片10电连接第一A极耳103,第一B 极片20的一端向外延伸形成第一B极耳201,即第一B极耳201为现有的模切极耳,第二A极片30电连接第二A极耳303,第二B极片40的一端向外延伸形成第二B 极耳401,即第二B极耳401为现有的模切极耳。
具体的,图8示出了该电芯包括两个第一A极片10和八个第一B极片20,其中,一个第一A极片10位于电芯的中上部,另一个第一A极片10位于电芯的中下部,在电芯中上部的第一A极片10的上方堆叠两个第一B极片20,在两个第一A极片10之间堆叠四个第一B极片20,在电芯中下部的第一A极片10的下方堆叠两个第一B极片20。位于电芯中上部的第一A极片10所电连接的第一A极耳103的上表面与第一A极片10上方的两个第一B极片20模切形成的第一B极耳201电连接,中上部的第一A极耳103的下表面与第一A极片10下方的紧邻的两个第一B极片20模切形成的第一B极耳201电连接;位于电芯中下部的第一A极片10所电连接的第一A极耳103的上表面与紧邻中下部的第一A极片10上方的两个第一B极片20模切形成的第一B极耳201电连接,中下部的第一A极耳103的下表面与其下方的两个第一B极片20模切形成的第一B极耳201 电连接。基于此,一个第一A极片10位于电芯的中上部,另一个第一A极片10位于电芯的中下部设置,将八个第一B极耳201就近电连接在对应的第一A极片10的第一A极耳103上,从而使得每个第一B极耳201的弯折程度比较低,从而可以降低第一B极耳201在弯折时出现断裂的几率。同时,第一A极耳103设置在极片上,可以节省电池的空间,提供体积密度。
同理,图9示出了该电芯还包括两个第二A极片30和九个第二B极片40,其中,一个第二A极片30位于电芯的中上部,另一个第二A极片30位于电芯的中下部,在电芯中上部的第二A极片30的上方堆叠两个第二B极片40,在两个第二A极片30之间堆叠五个第二B极片40,在电芯中下部的第二A极片30的下方堆叠两个第二B极片40。位于电芯中上部的第二A极片30所电连接的第二A极耳303的上表面与中上部的第二A极片30上方的两个第二B极片40模切形成的第二B极耳401电连接,中上部第二A极耳 303的下表面与中上部第二A极片30下方紧邻的三个第二B极片40模切形成的第二B 极耳401电连接;位于电芯中下部的第二A极片30所电连接的第二A极耳303的上表面与紧邻中下部的第二A极片30上方的两个第二B极片40模切形成的第二B极耳401电连接,中下部的第二A极耳303的下表面与其下方的两个第二B极片40模切形成的第二 B极耳401电连接。基于此,一个第二A极片30位于电芯的中上部,另一个第二A极片 30位于电芯的中下部设置,将九个第二B极耳401就近电连接在对应的第二A极片30 的第二A极耳303上,从而使得每个第二B极耳401的弯折程度比较低,从而可以降低第二B极耳401在弯折是出现断裂的几率。同时,第二A极耳303设置在极片上,可以节省电池的空间,提供体积密度。
值得指出的是,电芯中第一A极片10、第一B极片20、第二A极片30和第二B极片40的堆叠方式采用负-正的交替堆叠方式,即相邻的两个极片为极性相反。例如在图8 和图9中,电芯由两个第一A极片10、两个第二A极片30、八个第一B极片20和九个第二B极片40进行堆叠而成。具体的,位于电芯中上部的第二A极片30的上方堆叠两个第二B极片40,电芯中上部的第二A极片30和电芯中下部的第二A极片30之间堆叠五个第二B极片40,电芯中下部的第二A极片30下方堆叠两个第二B极片40,由此两个第二A极片30和九个第二B极片40形成了十个间隙,其中位于紧邻中上部第二A极片30的下方的间隙中设有一个第一A极片10,位于紧邻中下部第二A极片30的上方的间隙中设有另一个第一A极片10,其余八个间隙中分别设有对应的第一B极片20。
当然,需要指出的是,图8中示出的第一A极片10和第一B极片20的排列情况和数量情况仅是示意性的,在其他一些示例中,通过限制第一B极耳201电连接在第一A极耳103上的数量和限制第一A极耳103在第一极片中沿电芯厚度方向的位置来避免电连接过程中第一B极耳201因弯折过大而断裂,即当第一A极耳103每个表面电连接的第一B极耳201的数量不超过50个时和在第一极片在电芯的厚度方向依次堆叠,且第一极片的数量为N个,在电芯厚度方向上排第i个的第一极片为第一A极片,其中30%≤i/N≤70%,此时第一A极片10和第一B极片20可以有任意合适的数量和任意合适的排列方式。
相应地,图9中示出的第二A极片30和第二B极片40的排列情况和数量情况仅是示意性的,在其他一些示例中,通过限制第二B极耳401电连接在第二A极耳303 上的数量和限制第二A极耳303在第二极片中沿电芯厚度方向的位置来避免电连接过程中第二B极耳401因弯折过大而断裂,即当第二A极耳303每个表面电连接的第二 B极耳401的数量不超过50个时和在第一极片在电芯的厚度方向依次堆叠,且第二极片的数量为M个,在电芯厚度方向上排第k个的第一极片为第二A极片30,其中30%≤ k/M≤70%,此时第二A极片30和第二B极片40可以有任意合适的数量和任意合适的排列方式。
图10示出了一种锂离子电池的结构示意图。请参考图10,本实施例提供的锂离子电池60,包括电池外壳、电解液以及上文所述的任一种电芯。
示意性地,在制备该锂离子电池60时,可以按照正极片-隔膜-负极片-隔膜的顺序堆叠形成电芯,在堆叠时,第一A极片10和第一B极片20以及第二A极片30和第二B极片40的堆叠顺序和数量应按照上文所述的方式进行。待电芯堆叠完成后,再注入电解液、封口,然后套上电池外壳,形成成品锂离子电池60。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后,将容易想到本公开的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、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公开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,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是,本公开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。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (10)
1.一种电芯,包括堆叠设置的多个第一极片和多个第二极片,所述第一极片和所述第二极片极性相反,其特征在于,
所述第一极片包括第一A极片和第一B极片,所述第一A极片电连接第一A极耳,
所述第一B极片的一端向外延伸形成第一B极耳,所述第一A极耳和所述第一B极耳电连接,
所述电芯中至少有一个所述第一A极片。
2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一极片在所述电芯的厚度方向依次堆叠,且所述第一极片的数量为N个,在所述电芯厚度方向上排第i个的所述第一极片为所述第一A极片,其中30%≤i/N≤70%。
3.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,所述第一A极耳的任一表面与至多50个所述第一B极耳电连接。
4.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第二极片包括第二A极片和第二B极片,所述第二A极片电连接第二A极耳,所述第二A极片的一端向外延伸形成第二B极耳,所述第二A极耳和所述第二B极耳电连接;所述第二极片在所述电芯的厚度方向依次堆叠,且所述第二极片的数量为M个,在所述电芯厚度方向上排第k个的所述第二极片为所述第二A极片,其中30%≤k/M≤70%。
5.根据权利要求4所述的电芯,其特征在于,所述第二A极耳的任一表面与至多50个所述第二B极耳电连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电芯,其特征在于,所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层;
所述第一A极耳焊接于所述第一集流体,所述第一活性物质层涂覆于所述第一集流体的表面并包围所述第一A极耳位于所述第一集流体上的部分,所述第一A极耳的焊印高度与第一A极耳的厚度之比为0~2;
所述第一B极耳与所述第一集流体一体成型并位于所述第一集流体的外侧,所述第一活性物质层涂覆于所述第一集流体的表面。
7.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,所述第一A极耳的厚度为10~500μm,
所述第一A极耳的长度为5~200㎜,所述第一A极耳的宽度为2~50㎜;所述第一B极耳的厚度为6~20μm,所述第一B极耳的长度为5~200㎜,所述第一B极耳的宽度为2~50㎜。
8.根据权利要求5所述的电芯,其特征在于,所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层;
所述第二A极耳焊接于所述第二集流体,所述第二活性物质层涂覆于所述第二集流体的表面并包围所述第二A极耳位于所述第二集流体上的部分,所述第二A极耳的焊印高度与第二A极耳的厚度之比为0~2;
所述第二B极耳与所述第二集流体一体成型并位于所述第二集流体的外侧,所述第二活性物质层涂覆于所述第二集流体的表面。
9.根据权利要求8所述的电芯,其特征在于,所述第二A极耳的厚度为10~500μm,第二A极耳的长度为5~200㎜,第二A极耳的宽度为2~50㎜;
所述第二B极耳的厚度为4~20μm,所述第二B极耳的长度为5~200㎜,第二B极耳的宽度为2~50㎜。
10.一种锂离子电池,其特征在于,包括电池外壳、电解液以及权利要求1-9中任一项所述的电芯。
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