CN215220760U - 一种锂离子电芯及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电芯及动力电池，其中电芯包括阳极极片、阴极极片和隔离膜；所述阳极极片上设置有未涂覆阳极活性物质的区域，所述阴极极片上设置有未涂覆阴极活性物质的区域；所述阳极极片、阴极极片和隔离膜卷绕或者叠片设置，所述未涂覆阳极活性物质的区域位于所述电芯的一侧且向两侧展开形成阳极极耳，所述未涂覆阴极活性物质的区域位于所述电芯的另一侧且向两侧展开形成阴极极耳。本实用新型实施例提供的一种锂离子电芯及动力电池，通过全极耳向两侧展开的结构设计，解决了方形电池无法实现全极耳电池激光焊接的问题，同时不再需要切掉部分极耳，可以减少电池的生产工序，避免造成材料浪费，极大地降低了生产成本，而且还能够起到提高电芯能量密度的作用，具有较一定的市场前景，适合推广。

Description

一种锂离子电芯及动力电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电芯及动力电池。

背景技术

锂离子动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池，因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，目前已广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机等小型电子产品中，以替代传统电池。而大容量的锂离子电池也早已在电动汽车中应用，成为了21世纪电动汽车的主要动力电源之一。

现有的方形动力电池一般采用多极耳设计结构，多极耳结构涉及到模切和极耳焊接，不仅工艺复杂，成本较高，而且在多极耳设计模切过程中需要切掉部分极耳，为此涂布前预留部分极耳，造成材料浪费，同时多极耳设计预留极耳的尺寸一般较长，造成电池空间的浪费和能量密度的损失。

而与多极耳相区别的产品是全极耳电池，现有的全极耳动力电池主要应用在HEV(Hybrid Electric Vehicle的缩写，混合动力汽车)上，属于功率型电池，它的能量密度较低，主要原因是全极耳预留的极耳较长，因此只能将极耳堆叠在引脚上进行超声波焊接，导致能量密度的损失。

因此，急需研究出一种新型的动力电池结构来解决上述技术问题。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

实用新型内容

本实用新型提供一种锂离子电芯及动力电池，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供一种锂离子电芯，所述电芯包括阳极极片、阴极极片和隔离膜；其中，

所述阳极极片、阴极极片和隔离膜卷绕或者叠片设置；

所述阳极极片上设置有未涂覆阳极活性物质的区域；

所述阴极极片上设置有未涂覆阴极活性物质的区域；

所述未涂覆阳极活性物质的区域位于所述电芯的一侧且向两侧展开形成阳极极耳；

所述未涂覆阴极活性物质的区域位于所述电芯的另一侧且向两侧展开形成阴极极耳；

所述阳极极耳、阴极极耳分别远离所述电芯的一面作为各自的焊接面。

进一步地，所述锂离子电芯中，所述未涂覆阳极活性物质的区域为铜箔，所述未涂覆阴极活性物质的区域为铝箔。

进一步地，所述锂离子电芯中，向两侧展开后的所述阳极极耳位于同一竖直平面；

向两侧展开后的所述阴极极耳位于同一竖直平面。

进一步地，所述锂离子电芯中，所述阳极极耳与所述电芯之间的角度呈90°；

所述阴极极耳与所述电芯之间的角度呈90°。

第二方面，本实用新型实施例提供一种动力电池，包括顶盖和与所述顶盖连接的裸电芯，所述裸电芯为如上述第一方面所述的锂离子电芯；

所述顶盖的两端分别设置有焊接支架，其中一个所述焊接支架与所述锂离子电芯的阳极极耳直接连接或间接连接，另一个所述焊接支架与所述锂离子电芯的阴极极耳直接连接或间接连接。

进一步地，所述动力电池中，所述焊接支架通过激光焊接与所述阳极极耳或所述阴极极耳连接。

进一步地，所述动力电池中，与所述阳极极耳连接的焊接支架由铜材料制成，与所述阴极极耳连接的焊接支架由铝材料制成。

进一步地，所述动力电池中，所述焊接支架的厚度为0.1-3mm。

进一步地，所述动力电池中，所述阳极极耳远离电芯的一面与对应的所述焊接支架的内侧贴合；

所述阴极极耳远离电芯的一面与对应的所述焊接支架的内侧贴合。

进一步地，所述动力电池中，所述锂离子电芯的未涂覆阳极活性物质的区域和所述未涂覆阴极活性物质的区域的宽度均小于所述焊接支架的宽度，所述未涂覆阳极活性物质的区域和所述未涂覆阴极活性物质的区域的长度均小于所述焊接支架的长度。

进一步地，所述动力电池中，所述间接连接为所述阳极极耳、所述阴极极耳分别与所述焊接支架之间设置有保护片。

进一步地，所述动力电池中，所述焊接支架为平板状；

或，所述焊接支架的内侧为平面状。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种锂离子电芯及动力电池，通过全极耳向两侧展开的结构设计，解决了方形电池无法实现全极耳电池激光焊接的问题，同时不再需要切掉部分极耳，可以减少电池的生产工序，避免造成材料浪费，极大地降低了生产成本，而且还能够起到提高电芯能量密度的作用，具有较一定的市场前景，适合推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的阳极极片和阴极极片的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种锂离子电芯的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的一种锂离子电芯的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的一种锂离子电芯的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的一种锂离子电芯的阳极极耳侧的结构侧面示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的一种动力电池的结构示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的一种动力电池的结构示意图；

图8是本实用新型实施例一提供的一种动力电池的结构放大示意图；

图9是本实用新型实施例一提供的顶盖的结构示意图。

附图标记：

阳极极片1，阴极极片2，未涂覆阳极活性物质的区域3，未涂覆阴极活性物质的区域4，顶盖5，焊接支架6，电芯7；

阳极极耳31，阴极极耳41。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

有鉴于上述现有的动力电池结构技术存在的缺陷，本申请人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以希望创设能够解决现有技术中缺陷的技术，使得动力电池结构更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

请参考图1～5，本实用新型实施例提供一种锂离子电芯，所述电芯7包括阳极极片1、阴极极片2和隔离膜；其中，

所述阳极极片1、阴极极片2和隔离膜卷绕或者叠片设置；

所述阳极极片1上设置有未涂覆阳极活性物质的区域3，示例性的，所述未涂覆阳极活性物质的区域3可以设置在所述阳极极片1的一侧边上且呈条形，所述阴极极片2上设置有未涂覆阴极活性物质的区域4，示例性的，所述未涂覆阴极活性物质的区域4可以设置在所述阴极极片2的一侧边上且呈条形；

所述未涂覆阳极活性物质的区域3位于所述电芯7的一侧且向两侧展开形成阳极极耳31，所述未涂覆阴极活性物质的区域4位于所述电芯7的另一侧且向两侧展开形成阴极极耳41，所述阳极极耳31、阴极极耳41分别远离所述电芯7的一面作为各自的焊接面。

在本实施例中，所述未涂覆阳极活性物质的区域3向两侧展开时，示例性的可以是对称的一分为二，即分成两个阳极极耳31，所述未涂覆阴极活性物质的区域4同理。当然也还可以分为N个，不作限定。

需要说明的是，与常规的阳极极片1和阴极极片2上设置极耳的方式不同的是，本实施例将阳极极片1和阴极极片2都做成了如图1的形状，即在所述阳极极片1的一侧边上设置与侧边长度相等的条形的未涂覆阳极活性物质的区域3，而在所述阴极极片2的一侧边上设置与侧边长度相等的条形的未涂覆阴极活性物质的区域4，未涂覆阳极活性物质的区域3和未涂覆阴极活性物质的区域4的宽度可为0.2-50mm。

在本实施例中，卷绕或者叠片设置完成后得到的电芯7如图2所示，所述未涂覆阳极活性物质的区域3和所述未涂覆阴极活性物质的区域4分别位于所述电芯7的左右两侧。由于需要与顶盖5上的焊接支架6焊接，因此所述未涂覆阳极活性物质的区域3和所述未涂覆阴极活性物质的区域4都需要对称裁剪开，一分为二，而且裁开后得到的两个阳极极耳31和两个阴极极耳41需要分别延裁剪位置向左右两侧展开，如图3～5所示，这样可实现所述未涂覆阳极活性物质的区域3和所述未涂覆阴极活性物质的区域4分别与所述顶盖5上的焊接支架6的紧密接触。

在本实施例中，所述未涂覆阳极活性物质的区域3选型为铜箔，所述未涂覆阴极活性物质的区域4选型为铝箔。

在本实施例中，向两侧展开后的所述阳极极耳31位于同一竖直平面；同样的，向两侧展开后的所述阴极极耳41也位于同一竖直平面。

所述阳极极耳与所述电芯之间的角度呈90°；

所述阴极极耳与所述电芯之间的角度呈90°。

示例性的，比如所述阳极极耳31与所述电芯7之间的角度呈90°，所述阴极极耳41与所述电芯7之间的角度也呈90°。

需要说明的是，所述阳极极耳31、所述阴极极耳41分别与所述电芯7之间的角度虽然可以是任意角度值，但优选为接近90°的角度值，尤其以90°为最佳，这样设置的目的在于可以减少长度方向占用的空间，以增加一定体积下的能量密度，同时也便于焊接，能够保证焊接的质量。

尽管本文中较多的使用了阳极极片，阴极极片，隔离膜等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

本实用新型实施例提供的一种锂离子电芯，通过全极耳向两侧展开的结构设计，解决了方形电池无法实现全极耳电池激光焊接的问题，同时不再需要切掉部分极耳，可以减少电池的生产工序，避免造成材料浪费，极大地降低了生产成本，而且还能够起到提高电芯能量密度的作用，具有较一定的市场前景，适合推广。

实施例二

请参考图6～9，本实用新型实施例提供一种动力电池，包括顶盖5和与所述顶盖5连接的裸电芯，所述裸电芯为如实施例一所述的锂离子电芯；

所述顶盖5的两端分别设置有焊接支架6，其中一个所述焊接支架6与所述锂离子电芯的两个阳极极耳31直接连接或间接连接，另一个所述焊接支架6与所述锂离子电芯的两个阴极极耳41直接连接或间接连接。

优选的，所述间接连接为所述阳极极耳31、所述阴极极耳41分别与所述焊接支架6之间设置有保护片。

需要说明的是，两个所述阳极极耳31在与所述焊接支架6连接之前，需要先进行整形，即先采用工装将两个所述阳极极耳31压平，也可采用超声波先将两个所述阳极极耳31预焊；同理，两个所述阴极极耳41在与所述焊接支架6连接之前，需要先采用工装将两个所述阴极极耳41压平，也可采用超声波先将两个所述阴极极耳41预焊。

在本实施例中，所述焊接支架6通过激光焊接与两个所述阳极极耳31或两个所述阴极极耳41连接。

具体的，以两个所述阳极极耳31与所述焊接支架6激光焊接为例，首先采用工装将整形过的两个所述阳极极耳31和顶盖5上对应的所述焊接支架6贴合到一起，然后采用激光将两者焊接到一起。焊接时，其中一种方式是激光穿透两个所述阳极极耳31，然后将两个所述阳极极耳31焊接到顶盖5上对应的所述焊接支架6上；另一种方式是激光穿透顶盖5上的焊接支架6，然后将顶盖5上的焊接支架6和两个所述阳极极耳31焊接到一起。两个所述阴极极耳41与对应焊接支架6的连接同上。

在本实施例中，与两个所述阳极极耳31连接的焊接支架6由铜材料制成，与两个所述阴极极耳41连接的焊接支架6由铝材料制成。

优选的，所述焊接支架6的厚度为0.1-3mm。所述锂离子电芯的未涂覆阳极活性物质的区域3和所述未涂覆阴极活性物质的区域4的宽度均小于所述焊接支架6的宽度，所述未涂覆阳极活性物质的区域3和所述未涂覆阴极活性物质的区域4的长度均小于所述焊接支架6的长度。

需要说明的是，所述顶盖5上还设置有极柱、注液孔等，但由于不是本方案设计的重点，在此不做深入的阐述。

在本实施例中，两个所述阳极极耳31远离电芯7的一面与对应的所述焊接支架6的内侧贴合；

两个所述阴极极耳41远离电芯7的一面与对应的所述焊接支架6的内侧贴合。

在本实施例中，所述焊接支架6为平板状；或，所述焊接支架6的内侧为平面状。这样可增加所述阳极极耳31、阴极极耳41与所述焊接支架6的接触面，便于焊接，防止虚焊。

本实用新型实施例提供的一种动力电池，通过全极耳向两侧展开的结构设计，解决了方形电池无法实现全极耳电池激光焊接的问题，同时不再需要切掉部分极耳，可以减少电池的生产工序，避免造成材料浪费，极大地降低了生产成本，而且还能够起到提高电芯能量密度的作用，具有较一定的市场前景，适合推广。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

Claims (12)

1.一种锂离子电芯，其特征在于，所述电芯包括阳极极片、阴极极片和隔离膜；其中，

所述阳极极片、阴极极片和隔离膜卷绕或者叠片设置；

所述阳极极片上设置有未涂覆阳极活性物质的区域；

所述阴极极片上设置有未涂覆阴极活性物质的区域；

所述未涂覆阳极活性物质的区域位于所述电芯的一侧且向两侧展开形成阳极极耳；

所述未涂覆阴极活性物质的区域位于所述电芯的另一侧且向两侧展开形成阴极极耳；

所述阳极极耳、阴极极耳分别远离所述电芯的一面作为各自的焊接面。

2.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于，所述未涂覆阳极活性物质的区域为铜箔，所述未涂覆阴极活性物质的区域为铝箔。

3.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于，向两侧展开后的所述阳极极耳位于同一竖直平面；

向两侧展开后的所述阴极极耳位于同一竖直平面。

4.根据权利要求3所述的锂离子电芯，其特征在于，所述阳极极耳与所述电芯之间的角度呈90°；

所述阴极极耳与所述电芯之间的角度呈90°。

5.一种动力电池，包括顶盖和与所述顶盖连接的裸电芯，其特征在于，所述裸电芯为如权利要求1～2中任一项所述的锂离子电芯；

所述顶盖的两端分别设置有焊接支架，其中一个所述焊接支架与所述锂离子电芯的阳极极耳直接连接或间接连接，另一个所述焊接支架与所述锂离子电芯的阴极极耳直接连接或间接连接。

6.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，所述焊接支架通过激光焊接与所述阳极极耳或所述阴极极耳连接。

7.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，与所述阳极极耳连接的焊接支架由铜材料制成，与所述阴极极耳连接的焊接支架由铝材料制成。

8.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，所述焊接支架的厚度为0.1-3mm。

9.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，所述阳极极耳远离电芯的一面与对应的所述焊接支架的内侧贴合；

所述阴极极耳远离电芯的一面与对应的所述焊接支架的内侧贴合。

10.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，所述锂离子电芯的未涂覆阳极活性物质的区域和所述未涂覆阴极活性物质的区域的宽度均小于所述焊接支架的宽度，所述未涂覆阳极活性物质的区域和所述未涂覆阴极活性物质的区域的长度均小于所述焊接支架的长度。

11.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，所述间接连接为所述阳极极耳、所述阴极极耳分别与所述焊接支架之间设置有保护片。

12.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，所述焊接支架为平板状；

或，所述焊接支架的内侧为平面状。

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