CN214706177U - 极芯和具有其的电池、设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种极芯和具有其的电池、设备，所述极芯沿周向卷绕，所述极芯的端部为极耳，所述极耳包括沿所述极芯的径向依次排布的多层集流层，多层所述集流层的至少部分沿所述极芯的径向向内倾斜并接触以形成至少一个焊接面。根据本实用新型的极芯，通过使极耳包括沿极芯的径向依次排布的多层集流层，且多层集流层的至少部分沿极芯的径向向内倾斜并接触以形成至少一个焊接面，一方面，可以实现多层集流层中的上述至少部分的电连接，且方便焊接，从而可以更好地向外引出电流；另一方面，可以避免集流体产生褶皱和破裂，从而可以避免影响边缘极片敷料及极片间隙，且可以避免产生金属粉尘，进而可以保证电池的可靠性，提高电池的使用安全性。

Description

极芯和具有其的电池、设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种极芯和具有其的电池、设备。

背景技术

相关技术中，锂离子电池为了获得良好的内阻和倍率性能，通常采用端面焊技术。其中，端面焊技术指的是将电池的极片留出一定的空白光箔，揉平电芯端面后通过超声波或者机械的方法将极耳和电芯焊接在一起。然而，揉平过程中可能会导致集流体褶皱，影响边缘极片敷料及极片间隙，而且，揉平过程中可能会由于集流体破裂而产生金属粉尘，从而导致电池的后续不良例如漏电等，存在安全风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种极芯，所述极芯可以避免集流体褶皱或破裂，从而可以有效提高电池的可靠性和安全性。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述极芯的电池。

本实用新型的再一个目的在于提出一种具有上述电池的设备。

根据本实用新型第一方面实施例的极芯，所述极芯沿周向卷绕，所述极芯的端部为极耳，所述极耳包括沿所述极芯的径向依次排布的多层集流层，多层所述集流层的至少部分沿所述极芯的径向向内倾斜并接触以形成至少一个焊接面。

根据本实用新型实施例的极芯，通过使极耳包括沿极芯的径向依次排布的多层集流层，且多层集流层的至少部分沿极芯的径向向内倾斜并接触以形成至少一个焊接面，一方面，可以实现多层集流层中的上述至少部分的电连接，且方便焊接，从而可以更好地向外引出电流；另一方面，可以避免集流体产生褶皱和破裂，从而可以避免影响边缘极片敷料及极片间隙，且可以避免产生金属粉尘，进而可以保证电池的可靠性，提高电池的使用安全性。

根据本实用新型的一些实施例，所述极耳包括沿所述极芯的周向设置的多个集流部，多个所述集流部中的至少一个的至少相邻两层所述集流层沿所述极芯的径向向内倾斜以形成至少一个所述焊接面。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述集流部中的至少一个对应的所有所述集流层均沿所述极芯的径向向内倾斜以形成至少一个所述焊接面。

根据本实用新型的一些实施例，所有所述集流部对应的所有所述集流层均沿所述极芯的径向向内倾斜以形成多个所述焊接面。

根据本实用新型的一些实施例，至少相邻两层所述集流层之间具有缝隙。

根据本实用新型的一些实施例，所述焊接面为多个，相邻两个所述焊接面之间形成为棱状结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述焊接面的个数为N，其中，所述N满足：3≤N≤100。

根据本实用新型的一些实施例，所述N进一步满足：3≤N≤8。

根据本实用新型第二方面实施例的电池，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的极芯。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池还包括：盖板，所述盖板设在所述极芯的邻近极耳的一端；连接件，所述连接件设在所述盖板和所述极耳之间，所述连接件与所述极耳电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述极耳上形成多个焊接面；所述连接件包括沿所述极芯的周向设置的多个连接部，多个所述连接部与多个所述焊接面一一对应配合。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池还包括壳体，所述极芯设在所述壳体内；每个所述连接部包括：配合段，所述配合段的形状与对应的所述焊接面的形状相适配；定位段，所述定位段连接在所述配合段的外端，所述定位段的形状与所述壳体的内壁的形状相适配。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述连接部沿所述极芯的周向间隔设置。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述连接部的内端位于同一平面内。

根据本实用新型第三方面实施例的设备，包括根据本实用新型上述第二方面实施例的电池。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电池的主视图；

图2是沿图1中A-A线的剖面结构示意图；

图3是图2中圈示的B部的放大图；

图4是根据本实用新型实施例的电池的爆炸结构示意图；

图5是图4中圈示的C部的放大图；

图6是图4中所示的盖板的立体结构示意图；

图7是图4中所示的连接件的立体结构示意图；

图8是根据本实用新型实施例的电池的局部立体结构示意图。

附图标记：

100：极芯；

1：极耳；11：集流部；2：极片；3：焊接面；

200：电池；

201：壳体；203：盖板；2031：极柱；

204：连接件；2041：连接部；411：配合段；

412：定位段；205：绝缘件。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图8描述根据本实用新型第一方面实施例的极芯100。极芯100可以应用于电池200。在本申请下面的描述中，以极芯100应用于电池200为例进行说明。

如图3-图5所示，根据本实用新型第一方面实施例的极芯100，极芯100沿周向卷绕，极芯100的端部为极耳1，极耳1包括沿极芯100的径向依次排布的多层集流层，多层集流层的至少部分沿极芯100的径向向内倾斜并接触以形成至少一个焊接面3。其中，上述极耳1可以为正极耳和/或负极耳。

例如，结合图3-图5，极芯100可以包括极片2和隔膜，极片2包括正极片和负极片。正极片、负极片和隔膜层叠在一起，且隔膜设在正极片和负极片之间，正极片、负极片和隔膜可以绕碳棒螺旋卷绕成极芯100。其中，正极片和负极片可以通过在集流体(例如铜箔或铝箔等)上部分涂覆活性材料而成。正极片和负极片分别设有敷料区和未敷料区，正极片的敷料区可以涂覆有正极活性材料，正极片的端部未敷料区为正极耳，负极片的敷料区可以涂覆有负极活性材料，负极片的端部未敷料区为负极耳。加工时，可以采用类手捏方式捏挤极耳1的多层集流层，使多层集流层的至少部分沿极芯100的径向向内倾斜并接触，从而可以将多层集流层的上述至少部分挤压紧密，使极耳1的远离极芯100中心的一端可以形成焊接面3。

由此，可以实现多层集流层的上述至少部分的电连接，从而使至少部分集流层的电流可以向外导出，可以减小电池200使用容量的损失。而且，与现有的揉平工艺相比，一方面，多层集流层的上述至少部分可以形成焊接面3，以便于焊接；另一方面，可以避免集流体产生褶皱，从而可以避免边缘极片2上的正极活性材料或负极活性材料脱落，且可以避免扩大或缩小极片2之间的间隙。另外，还可以避免集流体破裂，从而可以避免由于破裂后的金属粉尘残留在正极活性材料和负极活性材料之间而损坏隔膜，进而可以避免短路漏电，保证电池200的使用安全。

根据本实用新型实施例的极芯100，通过使极耳1包括沿极芯100的径向依次排布的多层集流层，且多层集流层的至少部分沿极芯100的径向向内倾斜并接触以形成至少一个焊接面3，一方面，可以实现多层集流层中的上述至少部分的电连接，且方便焊接，从而可以更好地向外引出电流；另一方面，可以避免集流体产生褶皱和破裂，从而可以避免影响边缘极片敷料及极片间隙，且可以避免产生金属粉尘，进而可以保证电池200的可靠性，提高电池200的使用安全性。

在本实用新型的一些实施例中，参照图4和图5，极耳1包括沿极芯100的周向设置的多个集流部11，多个集流部11中的至少一个的至少相邻两层集流层沿极芯100的径向向内倾斜以形成至少一个焊接面3。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

例如，在图4和图5的示例中示出了四个集流部11，四个集流部11沿极芯100的周向依次首尾相连。具体地，加工前，多层集流层可以沿极芯100的轴向延伸，相邻两层集流层可以沿极芯100的径向间隔设置。加工时，可以采用类手捏方式捏挤多层集流层，将整个极耳1捏成四个集流部11，并使至少一个集流部11的至少相邻两层集流层接触。

图4和图5中显示了四个集流部11用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了本申请的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到其它数量的集流部11的技术方案中，这也落入本实用新型的保护范围之内。

由此，通过使至少相邻两层集流层彼此接触，可以实现至少相邻两层集流层的电连接，从而使至少相邻两层集流层的电流可以向外导出，可以减小电池200使用容量的损失。而且，通过设置上述的多个集流部11，与现有的揉平工艺相比，可以通过类手捏方式将捏挤集流层，加工方式简单，可以避免集流体产生褶皱，且可以避免集流体破裂，从而可以避免由于破裂后的金属粉尘残留在正极材料和负极材料之间而损坏隔膜，进而可以避免短路漏电，保证电池200的使用安全。

在本实用新型的一些可选实施例中，参照图4和图5，多个集流部11中的至少一个对应的所有集流层均沿极芯100的径向向内倾斜以形成至少一个焊接面3。例如，结合图4和图5，多个集流部11中的上述至少一个对应的所有集流层可以沿朝向远离极芯100中心的方向、从外向内倾斜延伸。如此设置，至少一个集流部11中的所有集流层可以均接触，从而使至少一个集流部11中的所有集流层可以连接为一个整体并形成焊接面3，可以有效减小内阻，提升集流部11的过流能力，且焊接面3的面积可以较大，使焊接更加方便。

在本实用新型的进一步实施例中，如图4和图5所示，所有集流部11对应的所有集流层均沿极芯100的径向向内倾斜以形成多个焊接面3。这里，需要说明的是，方向“外”可以理解为远离极芯100中心的方向，其相反方向被定义为“内”，即朝向极芯100中心的方向。

例如，结合图4和图5，沿从下向上的方向、四个集流部11对应的所有集流层均从外向内倾斜延伸，从而使所有的集流层可以紧贴在一起并形成四个焊接面3，此时邻近极芯100中心的集流层的高度大于邻近极芯100边缘的集流层的高度，且每个集流部11的周向两端的高度可以大于中部的高度，相邻两个集流部11之间可以形成为棱状结构。由此，通过上述设置，每个集流部11的所有的集流层均可以集合成一个整体并形成焊接面3，可以有效实现极耳1的硬化，方便焊接，且可以使所有集流部11的所有集流层上的电流均可以有效导出，防止电池200产生容量损失。

在本实用新型的一些可选实施例中，至少相邻两层集流层之间具有缝隙。例如，加工前，多层集流层可以沿极芯100的轴向延伸且多层集流层的上端可以平齐。加工时，可以采用类手捏的方式捏挤多层集流层，使多层集流层沿从下向上的方向从外向内倾斜延伸，相邻两层集流层的上端间隔设置，此时相邻两层集流层之间彼此接触，由于相邻的集流层之间没有机械连接，相邻两层集流层之间可以具有一定的缝隙。由此，通过设置上述的缝隙，可以避免多层集流层全部覆盖极片2，从而保证电解液具有较大的浸润速度。

可选地，焊接面3的个数为N，其中，N满足：3≤N≤100。具体地，例如，当N＜3时，焊接面3的个数过少，可能会影响极耳1的硬化，从而可能会产生焊接不良等问题，影响过流能力；当N＞100时，焊接面3的个数过多，从而会提高极耳1的加工难度，降低电池200的加工效率。由此，通过使N满足：3≤N≤100，可以实现极耳1的硬化，保证相邻两层集流层之间的电连接，且可以有效降低极耳1的加工难度，提高整个电池200的加工效率。

进一步可选地，N进一步满足：3≤N≤8。例如，N可以为4，此时可以利用方形电池200捏极耳1的方式使极耳1硬化，加工方式简单。由此，通过使N满足：3≤N≤8，在实现相邻两层集流层之间的电连接的同时，使极耳1的结构更加简单，方便加工。

如图2-图4所示，根据本实用新型第二方面实施例的电池200，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的极芯100。

根据本实用新型实施例的电池200，通过采用上述的极芯100，可以避免短路漏电，从而可以提高电池200的可靠性和使用安全性。

在本实用新型的一些实施例中，结合图3、图4、图6-图8，电池200还包括盖板203和连接件204。其中，盖板203设在极芯100的邻近极耳1的一端，连接件204设在盖板203和极耳1之间，连接件204与极耳1电连接。由此，通过设置上述的连接件204，连接件204可以用于连接盖板203和极芯100，从而将极芯100的电流传递至盖板203的极柱2031上，进而通过极柱2031实现相邻两个电池200之间的串并联，使电流的传递更加可靠。

可选地，参照图6，盖板203和极柱2031之间可以设有绝缘件205。这样，可以将极柱2031和盖板203隔开，从而防止漏电。

在本实用新型的一些实施例中，如图4、图7和图8所示，极耳1上形成多个焊接面3，连接件204包括沿极芯100的周向设置的多个连接部2041，多个连接部2041与多个焊接面3一一对应配合。例如，在图4、图7和图8的示例中示出了四个连接部2041，四个连接部2041分别与四个焊接面3配合。由此，通过设置上述的多个连接部2041，极耳1上的电流可以从多个焊接面3通过对应的连接部2041传递至极柱2031上，从而使极耳1与连接件204之间的电连接更加可靠，可以有效传递电流。而且，每个连接部2041与对应的焊接面3之间的焊接更加方便，可以有效提高加工效率。

在本实用新型的一些实施例中，参照图3、图4、图7和图8，电池200还包括壳体201，极芯100设在壳体201内。每个连接部2041包括配合段411和定位段412。其中，配合段411的形状与对应的焊接面3的形状相适配，定位段412连接在配合段411的外端，定位段412的形状与壳体201的内壁的形状相适配。

例如，在图3、图4、图6-图8的示例中，盖板203和壳体201之间可以限定出容纳空间，极芯100和连接件204均设在容纳空间内，壳体201可以为铝壳，盖板203可以与壳体201焊接。其中，配合段411的高度沿从内向外的方向依次减小，配合段411与对应的焊接面3可以通过超声波点焊的方式连接。定位段412沿壳体201的轴向延伸，定位段412可以形成为圆弧形结构，定位段412的上端可以与盖板203相连，定位段412的下端可以与极芯100相连。由此，通过设置上述的配合段411和定位段412，配合段411可以与对应的焊接面3配合，从而将极芯100上的电流传递至极柱2031上，定位段412可以位于对应的焊接面3与壳体201之间，从而可以避免配合段411产生移位，使配合段411与焊接面3之间的配合更加稳定可靠。

可选地，结合图5、图7和图8，多个连接部2041可以沿极芯100的周向间隔设置。例如，在图5、图7和图8的示例中，相邻两个连接部2041之间的间隙与相邻两个集流部11之间的棱状结构相对应。由此，通过使多个连接部2041间隔设置，与整体式的结构相比，连接件204的结构更加简单，方便加工，且当连接部2041与对应的焊接面3配合时，可以更好地调整连接部2041的位置，从而使连接部2041与对应的焊接面3之间的电连接更加可靠。

在本实用新型的一些实施例中，如图3、图4、图7和图8所示，多个连接部2041的内端位于同一平面内。例如，结合图3、图4、图7和图8，多个连接部2041的邻近壳体201中心的一端可以共同构成平台结构，极柱2031可以通过平台结构与多个连接部2041连接例如焊接。由此，由于多个连接部2041的内端位于同一平面内，极柱2031可以同时与多个连接部2041的内端连接，从而可以实现极柱2031与多个连接部2041的电连接，且工艺简单，焊接效果较好。

根据本实用新型第三方面实施例的设备(图未示出)例如车辆，包括根据本实用新型上述第二方面实施例的电池200。

根据本实用新型实施例的设备例如车辆，通过采用上述的电池200，由于电池200具有较高的可靠性和使用安全性，从而可以提高设备的可靠性和安全性，使设备的整体性能更加优异。

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

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种极芯，其特征在于，所述极芯沿周向卷绕，所述极芯的端部为极耳，所述极耳包括沿所述极芯的径向依次排布的多层集流层，多层所述集流层的至少部分沿所述极芯的径向向内倾斜并接触以形成至少一个焊接面。

2.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述极耳包括沿所述极芯的周向设置的多个集流部，多个所述集流部中的至少一个的至少相邻两层所述集流层沿所述极芯的径向向内倾斜以形成至少一个所述焊接面。

3.根据权利要求2所述的极芯，其特征在于，多个所述集流部中的至少一个对应的所有所述集流层均沿所述极芯的径向向内倾斜以形成至少一个所述焊接面。

4.根据权利要求3所述的极芯，其特征在于，所有所述集流部对应的所有所述集流层均沿所述极芯的径向向内倾斜以形成多个所述焊接面。

5.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，至少相邻两层所述集流层之间具有缝隙。

6.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述焊接面为多个，相邻两个所述焊接面之间形成为棱状结构。

7.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述焊接面的个数为N，其中，所述N满足：3≤N≤100。

8.根据权利要求7所述的极芯，其特征在于，所述N进一步满足：3≤N≤8。

9.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的极芯。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，还包括：

盖板，所述盖板设在所述极芯的邻近极耳的一端；

连接件，所述连接件设在所述盖板和所述极耳之间，所述连接件与所述极耳电连接。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述极耳上形成多个焊接面；

所述连接件包括沿所述极芯的周向设置的多个连接部，多个所述连接部与多个所述焊接面一一对应配合。

12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，还包括壳体，所述极芯设在所述壳体内；

每个所述连接部包括：

配合段，所述配合段的形状与对应的所述焊接面的形状相适配；

定位段，所述定位段连接在所述配合段的外端，所述定位段的形状与所述壳体的内壁的形状相适配。

13.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，多个所述连接部沿所述极芯的周向间隔设置。

14.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，多个所述连接部的内端位于同一平面内。

15.一种设备，其特征在于，包括根据权利要求9-14中任一项所述的电池。

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