CN215266413U - 电芯、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

一种电芯，包括电极组件。电极组件包括第一卷芯、第二卷芯和连接部。第一卷芯或第二卷芯连接有极耳。第一卷芯和第二卷芯通过连接部相连接并形成L型结构。第一卷芯的卷绕轴与第二卷芯的卷绕轴平行或垂直。第一卷芯、第二卷芯和连接部均包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片。连接部的正极片、隔膜和负极片分别与第一卷芯的正极片、隔膜和负极片以及第二卷芯的正极片、隔膜和负极片相连。上述的电芯采用的L型结构，可降低两个电芯之间的电压、内阻和漏电系数存在差异以及电芯之间的参数不协调的几率，采用上述电芯的电池，便于电池的电性能均衡性管理，提升电芯以及电池的使用寿命。本申请还提供一种采用上述电池的用电设备。

Description

电芯、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电芯、电池及用电设备。

背景技术

近年来，在市场对电子设备续航能力要求越来越高的背景下，为了实现对电子设备剩余空间的高效利用，各式异型电池越来越多，例如L型电池呈现出需求增长的趋势。当前的L型电池是由两个电芯排列成L型进行串并联构成的，由于两个电芯之间的电压、内阻和漏电系数存在一定的差异，电池在使用一小段时间后，很容易由于电芯之间的参数不协调，进而使得电池续航能力下降且寿命大打折扣。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种电芯、电池及用电设备，通过电芯一体化结构，便于L型电池的电性能均衡性管理，进而提高电池的使用寿命。

本申请的实施例提供了一种电芯。电芯包括电极组件。所述电极组件包括第一卷芯、第二卷芯和连接部。所述第一卷芯或所述第二卷芯连接有极耳。所述第一卷芯和所述第二卷芯通过所述连接部相连接并形成L型结构。所述第一卷芯的卷绕轴与所述第二卷芯的卷绕轴平行或垂直。所述第一卷芯、所述第二卷芯和所述连接部均包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片。所述连接部的正极片、隔膜和负极片分别与所述第一卷芯的正极片、隔膜和负极片以及所述第二卷芯的正极片、隔膜和负极片相连。

上述的实施例中电芯采用的L型结构，相较于两个电芯排列形成的L型结构，可降低两个电芯之间的电压、内阻和漏电系数存在差异以及电芯之间的参数不协调的几率，提升电芯的使用寿命。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述第一卷芯的卷绕轴与所述第二卷芯的卷绕轴平行。所述第一卷芯的卷绕方向与所述第二卷芯的卷绕方向相同或相反。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述第一卷芯的宽度D1和所述第二卷芯的宽度D2满足：D2>D1。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述第一卷芯的卷绕轴与所述第二卷芯的卷绕轴垂直。所述第一卷芯的卷绕方向与所述第二卷芯的卷绕方向垂直。

本申请一实施例还提供了一种电芯。电芯包括沿第一方向设置的电极组件。所述电极组件沿垂直于所述第一方向的第二方向具有多个凸部。所述多个凸部沿所述第一方向间隔设置。相邻的两个所述凸部之间设有凹部。所述凸部或凹部连接有极耳并经卷绕或折叠形成L型结构的电芯。

上述的实施例中电芯采用的L型结构，相较于两个电芯排列形成的L型结构，可降低两个电芯之间的电压、内阻和漏电系数存在差异以及电芯之间的参数不协调的几率，提升电芯的使用寿命。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述电极组件沿所述第一方向折叠。所述多个凸部沿所述第一方向的长度相同。多个所述凹部沿所述第一方向的长度相同。

进一步地，在本申请的一些实施例中，多个所述凹部沿所述第一方向的长度沿所述电极组件的卷绕方向逐渐增大。位于所述电极组件的首端和尾端之间的所述多个凸部沿所述第一方向的长度沿所述电极组件的卷绕方向逐渐增大。

上述的实施例中由于电极组件在卷绕过程中体积会逐渐增大，进而沿第一方向的宽度会越来越大，因此通过凸部在第二方向的轴线和相邻的凹部在第二方向的轴线之间的距离沿第一方向逐渐增大设置，可使电极组件在卷绕时适应宽度的变化。

本申请一实施例还提供了一种电池，包括袋，电池还包括上述任一实施例中的电芯，所述电芯置于所述袋内，所述极耳伸出所述袋。

上述实施例中的电池采用的L型结构的电芯，便于电池的电性能均衡性管理，提升电池的使用寿命。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述袋包括封边部。所述极耳伸出所述封边部。所述袋沿所述电芯的厚度方向设有相对设置的第一侧壁和第二侧壁。所述封边部沿所述电芯的厚度方向朝向所述第一侧壁或第二侧壁折叠并形成折叠面。

上述的实施例通过翻折顶封部，可以减少电池的封装空间，有利于提高电池的能量密度。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述电池还包括保护电路板，所述保护电路板包括第一电路板和第二电路板。所述第一电路板设于所述折叠面上并连接输出端。第二电路板与所述第一电路板柔性连接，所述袋还包括分别连接所述第一侧壁和第二侧壁的第三侧壁，所述第二电路板设于所述第三侧壁。

上述的实施例通过将元器件设置在远离电芯顶部的侧面，在电芯装入壳体后，可减小元器件在壳体内受到的碰撞冲击的几率，进而保护元器件。

本申请一实施例又提供了一种用电设备，包括上述任一实施例中的电池。

上述的电芯、电池及用电设备采用的L型结构，相较于两个电芯排列形成的L型结构，可降低两个电芯之间的电压、内阻和漏电系数存在差异以及电芯之间的参数不协调的几率，便于电池的电性能均衡性管理，提升电芯以及电池的使用寿命。

附图说明

图1示出了一些实施例中电极组件的结构示意图。

图2示出了一些实施例中电芯未卷绕的结构示意图。

图3示出了一些实施例中电芯的结构示意图。

图4示出了另一些实施例中电芯未卷绕的结构示意图。

图5示出了另一些实施例中电芯的结构示意图。

图6示出了又一些实施例中电芯未卷绕的结构示意图。

图7示出了又一些实施例中电芯的结构示意图。

图8示出了再一些实施例中电芯未卷绕的结构示意图。

图9示出了再一些实施例中电芯的结构示意图。

图10示出了其他实施例中电芯未卷绕的结构示意图。

图11示出了其他实施例中电芯的结构示意图。

图12示出了一实施例中封装后的电芯的结构示意图。

图13示出了另一实施例中封装后的电芯的结构示意图。

图14示出了一实施例中电池的结构示意图。

图15示出了另一实施例中电池的结构示意图。

图16示出了一实施例中用电设备的结构示意图。

主要元件符号说明：

电芯 100

电极组件 10

正极片 10a

负极片 10b

隔膜 10c

正极耳 10d

负极耳 10e

第一部分 11

第一卷芯 11a

第二部分 12

第二卷芯 12a

连接部 13

凸部 14

凹部 15

电池 200

袋 201

容纳部 201a

第一侧壁 2011

第二侧壁 2012

第三侧壁 2013

封边部 201b

折叠面 201c

保护电路板 202

第一电路板 202a

第二电路板 202b

输出端 202c

元器件 2021

胶壳 202d

卷绕轴 L1、L2

第一方向 X

第二方向 Y

厚度方向 Z

卷绕方向 A

卷绕方向 B

用电设备 300

如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当一个组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”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组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

可以理解的，当两元件平行/垂直设置时沿同一方向设置，两元件之间可存在一定的夹角，两元件之间的允许存在0-±5％的公差，两元件大于、等于或小于允许存在0-±5％的公差。

请参阅图1、图2和图3，本申请一实施例提供了一种电芯100，电芯100包括电极组件10包括层叠设置的正极片10a、负极片10b以及隔膜10c，隔膜10c设于正极片10a和负极片10b之间。正极片10a连接有正极耳10d，负极片10b连接有负极耳10e。

电极组件10包括第一卷芯11、第二卷芯12和连接部13。第一卷芯11或第二卷芯12连接有正极耳10d和负极耳10e。第一卷芯11和第二卷芯12通过连接部13相连接并形成L型结构。第一卷芯11的卷绕轴L1与第二卷芯12的卷绕轴L2平行或垂直。第一卷芯11、第二卷芯12和连接部13为一体式结构。第一卷芯11、第二卷芯12和连接部13均包括层叠设置的正极片10a、隔膜10c和负极片10b，其中连接部的正极片10a、隔膜10c和负极片10b分别与第一卷芯11的正极片10a、隔膜10c和负极片10b以及第二卷芯12的正极片10a、隔膜10c和负极片10b。本申请的电芯的L型结构，相较于两个电芯排列形成的L型结构，降低两个电芯之间的电压、内阻和漏电系数存在差异以及电芯之间的参数不协调的几率，提升电芯以及使用电芯的电池的使用寿命。可以理解的是，卷绕轴L1和卷绕轴L2的位置可以根据第一卷芯和第二卷芯所需的宽度进行调整，在此不做限定。

下面将通过具体的实施例对本申请作进一步的说明。

请参阅图2和图3，在一实施例中，电芯100包括电极组件10，电极组件10包括第一部分11、第二部分12和连接部13，其中第一部分11沿卷绕轴L1卷绕形成第一卷芯11a，第二部分12沿卷绕轴L2卷绕形成第二卷芯12a。第一卷芯11a和第二卷芯12a通过连接部13相连接并形成L型结构，正极耳10d和负极耳10e连接于第一卷芯11a。可以理解的是，正极耳10d和负极耳10e也可以连接于第二卷芯12a。第一卷芯11a的卷绕轴L1与第二卷芯12a的卷绕轴L2平行且第一卷芯11a的卷绕方向与第二卷芯12a的卷绕方向相同。具体的，以第一部分11和第二部分12的延伸方向作为卷绕方向A，第一部分11和第二部分12沿卷绕方向A分别卷绕形成第一卷芯11a和第二卷芯12a。卷绕轴L1和卷绕轴L2相互平行且分别垂直于卷绕方向A。第一卷芯11a沿其卷绕方向的宽度D1小于第二卷芯12a沿其卷绕方向的宽度D2。

请参阅图4和图5，在一实施例中，第一卷芯11a的卷绕轴L1与第二卷芯12a的卷绕轴L2平行且第一卷芯11a的卷绕方向与第二卷芯12a的卷绕方向相反。具体的，以第二部分12向连接部13延伸的方向作为卷绕方向A，作为卷绕方向A向连接部13延伸的方向作为卷绕方向B，卷绕方向A与卷绕方向B方向相反。第一部分11沿卷绕方向B卷绕形成第一卷芯11a，第二部分12沿卷绕方向A卷绕形成第二卷芯12a。卷绕轴L1和卷绕轴L2相互平行且分别垂直于卷绕方向A和卷绕方向B。第一卷芯11a沿其卷绕方向的宽度D1小于第二卷芯12a沿其卷绕方向的宽度D2。

请参阅图6和图7，在一实施例中，第一卷芯11a的卷绕轴L1垂直于第二卷芯12a的卷绕轴L2，且第一卷芯11a的卷绕方向垂直于第二卷芯12a的卷绕方向。具体的，以第一部分11延伸方向作为卷绕方向A，以第二部分12延伸方向作为卷绕方向B，卷绕方向A垂直于卷绕方向B，第一部分11沿卷绕方向A卷绕形成第一卷芯11a，第二部分12沿卷绕方向B卷绕形成第二卷芯12a。卷绕轴L1沿卷绕方向B设置，卷绕轴L2沿卷绕方向A设置。第一卷芯11a沿其卷绕方向的宽度D1小于第二卷芯12a沿其卷绕方向的宽度D2。

请参阅图8和图9，本申请又一实施例提供了一种电芯100，包括沿第一方向X设置的电极组件10，电极组件10包括沿垂直于第一方向X的第二方向Y延伸设置的多个凸部14，多个凸部14沿第一方向X间隔设置，相邻的两个凸部14之间设有凹部15。多个凸部14与多个凹部15一体设置。正极耳10d和负极耳10e连接于凸部14，电极组件10经折叠形成L型结构的电芯100。在一实施例中，多个凸部14沿第一方向X的长度相同，多个凹部15沿第一方向X的长度相同，具体的，凸部14沿第一方向X的长度为D3，凹部15沿第一方向X的长度为D4，D3＝D4。在一实施例中，电极组件10以凸部14沿第二方向Y的轴线或凹部15沿第二方向Y的轴线作为折叠轴线。

请参阅图10和图11，在另一实施例中，电极组件10经卷绕形成L型结构的电芯100，正极耳10d和负极耳10e连接于凹部15。多个凹部15沿第一方向X的长度沿电极组件10的卷绕方向逐渐增大，位于电极组件10的首端和尾端之间的多个凸部14沿第一方向X的长度沿电极组件10的卷绕方向逐渐增大。具体的，两个凸部14沿第一方向X的长度分别为D31和D32，D32＞D31，三个凹部15沿第一方向X的长度分别为D41、D42、D43，D43＞D42＞D41。由于电极组件10在卷绕过程中体积会逐渐增大，进而沿第一方向X的宽度会越来越大，因此通过凸部14在第二方向Y的轴线和相邻的凹部15在第二方向Y的轴线之间的距离沿第一方向X逐渐增大设置，可使电极组件10在卷绕时适应宽度的变化。

可以理解的是，第一方向X为电极组件10的卷绕或折叠的方向。

请参阅图12和图13，本申请还提供一种电池200，电池200包括袋201和设于袋201内的电芯100，正极耳10d和负极耳10e伸出袋201。在一实施例中，袋201可以为铝塑膜，铝塑膜包括热塑材料层，例如，PP(聚丙烯材料)层，通过热封将电芯100密封于铝塑膜内。

请参阅图12和图14，袋201包括容纳部201a和从容纳部201a向外延伸的封边部201b，容纳部201a用于容纳电芯100，正极耳10d和负极耳10e从封边部201b延伸出袋201。容纳部201a沿电芯100的厚度方向Z具有相对设置的第一侧壁2011和第二侧壁2012，封边部201b沿电芯100的厚度方向朝向第一侧壁2011或第二侧壁2012折叠并形成折叠面201c，可以减少电池200的封装空间，有利于提高电池200的能量密度。在一实施例中，容纳部201a还包括沿厚度方向Z延伸设置的第三侧壁2013，第三侧壁2013的两侧分别连接第一侧壁2011和第二侧壁2012。

在一实施例中，电池200还包括保护电路板202，保护电路板202部分设于折叠面201c上，具体的，保护电路板202包括第一电路板202a和第二电路板202b，第一电路板202a设于折叠面201c上并连接输出端202c，第二电路板202b与第一电路板202a柔性连接并设于第三侧壁2013上。其中，第二电路板202b上设有多个元器件2021，通过将元器件2021设置在远离电芯100顶部的侧面，在电芯100装入壳体后，可减小元器件2021在壳体内受到的碰撞冲击的几率，进而保护元器件2021。

请参阅图15，在一实施例中，电池200的外周测设有胶壳202d，可增加电池200的结构强度，其中，第一电路板202a连接的输出端202c采用金手指的方式。

上述的电芯100和电池200采用的L型结构，相较于两个电芯排列形成的L型结构，可降低两个电芯之间的电压、内阻和漏电系数存在差异以及电芯之间的参数不协调的几率，便于电池的电性能均衡性管理，提升电芯以及电池的使用寿命，相较于两个电芯排列形成的L型结构的电池的封装工艺，采用本申请L型结构的电芯100的电池200简化了封装工艺。

请参阅图16，本申请还提供一种采用上述电池200的用电设备300，通过线路连接输出端202c即可使用。在一实施方式中，本申请的用电设备300可以是，但不限于手表、智能手机、Pad、笔记本电脑，便携式传真机、电话、电视机、摄录机、收音机、收录机、游戏机、收发机、电动工具等。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围内。

Claims (11)

1.一种电芯，包括：电极组件，其特征在于，所述电极组件包括第一卷芯、第二卷芯和连接部；所述第一卷芯或所述第二卷芯连接有极耳，所述第一卷芯和所述第二卷芯通过所述连接部相连接并形成L型结构；

所述第一卷芯的卷绕轴与所述第二卷芯的卷绕轴平行或垂直；

所述第一卷芯、所述第二卷芯和所述连接部均包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片；所述连接部的正极片、隔膜和负极片分别与所述第一卷芯的正极片、隔膜和负极片以及所述第二卷芯的正极片、隔膜和负极片相连。

2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一卷芯的卷绕轴与所述第二卷芯的卷绕轴平行，所述第一卷芯的卷绕方向与所述第二卷芯的卷绕方向相同或相反。

3.如权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第一卷芯的宽度D1和所述第二卷芯的宽度D2满足：D2>D1。

4.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一卷芯的卷绕轴与所述第二卷芯的卷绕轴垂直，所述第一卷芯的卷绕方向与所述第二卷芯的卷绕方向垂直。

5.一种电芯，包括沿第一方向设置的电极组件，其特征在于，所述电极组件沿垂直于所述第一方向的第二方向具有多个凸部，所述多个凸部沿所述第一方向间隔设置，相邻的两个所述凸部之间设有凹部，所述凸部或凹部连接有极耳，并经卷绕或折叠形成L型结构的电芯。

6.如权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述电极组件沿所述第一方向折叠，所述多个凸部沿所述第一方向的长度相同，多个所述凹部沿所述第一方向的长度相同。

7.如权利要求5所述的电芯，其特征在于，多个所述凹部沿所述第一方向的长度沿所述电极组件的卷绕方向逐渐增大，位于所述电极组件的首端和尾端之间的所述多个凸部沿所述第一方向的长度沿所述电极组件的卷绕方向逐渐增大。

8.一种电池，包括袋，其特征在于，还包括如权利要求1-7任意一项所述的电芯，所述电芯置于所述袋内，所述极耳伸出所述袋。

9.如权利要求8所述的电池，其特征在于，所述袋包括封边部，所述极耳伸出所述封边部，所述袋沿所述电芯的厚度方向设有相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述封边部沿所述电芯的厚度方向朝向所述第一侧壁或第二侧壁折叠并形成折叠面。

10.如权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池还包括保护电路板，所述保护电路板包括：

第一电路板，所述第一电路板设于所述折叠面上并连接输出端；

第二电路板，与所述第一电路板柔性连接，所述袋还包括分别连接所述第一侧壁和第二侧壁的第三侧壁，所述第二电路板设于所述第三侧壁。

11.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求8-10任意一项所述的电池。

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