CN215731783U - 电池和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电池和电子装置，可以提高电芯的安全性，电池包括电极组件和收容电极组件的壳体，电极组件第一极片、第一极耳以及第一绝缘层，第一极片包括第一集流体，在第一方向上，第一集流体包括第一端部，第一极耳与第一端部连接，第一绝缘层设置于所述第一端部和/或所述第一极耳，所述第一绝缘层包括产气材料。

Description

电池和电子装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池和电子装置。

背景技术

极耳是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，由于工艺等因素，极耳会存在毛刺。极耳在发生内插等情形时，极耳毛刺会刺穿隔离膜导致短路，降低电芯的安全性能。

实用新型内容

基于此，为了解决或改善现有技术的问题，本申请提供一种电池和电子装置，可以提高电芯的安全性。

本申请提供一种电池，电池包括电极组件和收容电极组件的壳体，电极组件包括第一极片、第一极耳以及第一绝缘层，第一极片包括第一集流体，在第一方向上，第一集流体包括第一端部，第一极耳与第一端部连接，第一绝缘层设置于第一端部和/或第一极耳，第一绝缘层包括产气材料。

本申请通过在极片和/或极耳设置具备绝缘和产气性质的第一绝缘层，一方面，可以降低极耳毛刺刺穿隔离膜等造成的短路风险，另一方面，如遇高温情况，第一绝缘层产生的气体能够增大压强，冲破壳体，使得电池的电解液等有机溶剂挥发，使电芯提前失效，能够提醒更换电池，并且电解液等有机溶剂挥发有利于电池散热，降低电芯起火的风险。因此，本申请实施例中的电池有利于提高电芯安全性。

其中一个实施例中，第一绝缘层设置于第一极耳的第一端，在第一极耳的延伸方向上，第一极耳的第一端靠近第一端部。

其中一个实施例中，其中，设于第一极耳第一端的第一绝缘层与设于第一端部的第一绝缘层连接。有利于集中产气。

其中一个实施例中，第一绝缘层还设置于壳体的内侧表面。能跟极耳和/或极片处的第一绝缘层一起产生更多的气体。

其中一个实施例中，壳体内侧的第一绝缘层设置于壳体内侧的第一部区域，在第一方向上，壳体与第一极耳同侧的一端为壳体的第一部。能跟极耳和/或极片处的第一绝缘层在壳体头部空间产生更多的气体。

其中一个实施例中，第一极耳垂直于第一方向的投影，未超出壳体内侧的第一绝缘层的两端。有利于集中产气，从而形成更大的压强。

其中一个实施例中，在第一方向上，设置于第一集流体的第一绝缘层的宽度小于或等于第一集流体宽度的20％。第一绝缘层设置于部分第一集流体上，以免第一绝缘层过宽影响电芯的能量密度。

其中一个实施例中，在第一方向上，设置于极耳上的第一绝缘层的宽度小于或等于极耳宽度的95％。

其中一个实施例中，产气材料包括碳酸盐，碳酸盐包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸纳、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢镁、碳酸氢钾或碳酸氢钙中的至少一种。

其中一个实施例中，电池还包括第一胶粘层，设置于电极组件的第一部，在第一方向上，电极组件与第一极耳同侧的一端为电极组件的第一部。通过第一胶粘层的胶粘作用，可以使得电芯头部有相对密封的空间，有利于在第一绝缘层产气时形成更大的压强。

其中一个实施例中，第一胶粘层为双面胶或热熔胶。

其中一个实施例中，第一胶粘层的宽度小于或等于第一集流体宽度的30％。

本申请还提出一种电子装置，包括如上任一实施例中的电池。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解的是，下面描述中的附图仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为一个实施例中电池的侧视结构示意图；

图2为一个实施例中电池的主视结构示意图；

图3为一个实施例中多极耳的第一极片的主视结构示意图；

图4为另一个实施例中多极耳的第一极片的主视结构示意图；

图5为一个实施例中单极耳的第一极片的主视结构示意图；

图6为再一个实施例中多极耳的第一极片的主视结构示意图；

图7为一个实施例中图3中圆圈内的局部极耳的侧视结构示意图；

图8为另一个实施例中图6中圆圈内的局部极耳的侧视结构示意图；

图9为另一个实施例中电池的侧视结构示意图；

图10为再一个实施例中电池的侧视结构示意图；

图11为又一个实施例中电池的侧视结构示意图；

图12为另一个实施例中电池的主视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而非全部实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如背景技术所述，极耳在发生内插等情形时，极耳毛刺会刺穿隔离膜导致短路甚至发生着火，会降低电芯的安全性能。

本申请实施例提出一种电池和用电设备，可以提高电芯的安全性。本申请实施例中所提到的电池，可以是二次电池，例如锂离子电池。

请参阅图1和图2，其分别为一个实施例中电池的侧视结构和主视结构示意图，该实施例的电池，包括电极组件和收容电极组件的壳体40，电极组件包括第一极片10、第一极耳50和第一绝缘层30。第一极片10包括第一集流体，在第一方向上，第一集流体包括第一端部，第一极耳50与第一端部连接，第一绝缘层30包括产气材料，用于绝缘及用于在高于预设温度的环境下产气。如图3、图4和图5所示，第一绝缘层30设置于第一端部和/或第一极耳50上。

通常，电芯跌落时容易导致极耳向极片处内插导致短路。例如，电池跌落时，如使隔离膜收缩，会导致前述短路情况。另外，电芯在使用过程中如果极耳断裂较多，那么能够联通的极耳数量少，会使得极耳处的产热较高，容易使得电芯处于高温环境，如不及时散热会发生着火风险。以上情况均容易造成电芯安全性能降低。

本申请实施例，通过在第一端部和/或第一极耳50设置第一绝缘层30，一方面，由于第一绝缘层30具备绝缘性质，可以降低极耳内插导致的短路风险，另一方面，由于第一绝缘层30还包括产气材料，如遇高温环境，产生的气体可以增大壳体40内的压强，从而冲破壳体40，有利于电池散热，降低电芯起火的风险。因此，本申请实施例中的电池有利于提高电芯安全性。

在一些实施例中，请参阅图1，第一极片10为极片101和/或极片102。其中，极片101为阴极极片，极片102为阳极极片，或者，极片101为阳极极片，极片102为阴极极片。第一极片10可以为多个。第一极片10可以为单极耳极片或多极耳极片。

在一些实施例中，极片101、极片102均可为卷绕结构，或者，也均可为叠片式结构。进一步地，在一些实施例中，极片101、极片102均为卷绕结构，且均采用多极耳极片。或者，极片101、极片102均为叠片式结构，且均采用单极耳极片。

在一些实施例中，第一绝缘层30的产气材料包括碳酸盐，碳酸盐包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸纳、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢镁、碳酸氢钾或碳酸氢钙中的至少一种。

在一些实施例中，请参阅图1，电极组件还可包括隔离膜20，隔离膜20位于极片101和极片102之间。

在一些实施例中，第一极耳50的数量可以为一个或多个，对于多极耳的第一极片，第一极片上的各个极耳均可为第一极耳，于此，更有利于提高电池的安全性能。

如图3、图4和图5所示，在一些实施例中，第一极耳50可以是在第一极片10上形成的，突出第一极片10设置。突出的第一极耳50可以再通过连接件跟外部的转接极耳连接。在另一些实施例中，如图6所示，第一极耳50可以是通过焊接等电性连接方式跟第一极片10连接的第一极耳50，该第一极耳50的部分区域延伸至第一极片10内，跟第一极片10重叠。示例性的，该第一极耳50可以采用转接极耳80。

请参阅图7，其为一个实施例中图3中圆圈内的第一极耳50的局部结构的侧视示意图，该第一极耳50的局部结构包括金属基材501，第一绝缘层30设置于金属基材501的两面。

请参阅图8，其为另一个实施例中图6中圆圈内的第一极耳50的局部结构的侧视示意图，该第一极耳50的局部结构延伸至第一极片内，包括金属基材501，第一绝缘层30设置于第一极耳50的其中一面，第一极耳50的另一面与第一极片10电性连接。进一步地，在第一极耳50的延伸方向上，第一极耳50超出第一极片10的部分区域，两面均可设有第一绝缘层30。该第一极耳50可以是转接极耳80。

关于第一绝缘层30在第一极耳50的位置，在一些实施例中，第一绝缘层30设置于第一极耳50的第一端，在第一极耳50的延伸方向上，第一极耳50的第一端靠近第一集流体的第一端部。第一极耳50的第二端可为空箔区，在第一极耳50的延伸方向上，所述第一极耳的第二端远离第一集流体的第一端部。于此，既有利于降低第一极耳50内插导致的短路风险，保留空箔区又方便第一极耳50与外部器件电性连接。在另一些实施例中，如图3至图6所示，第一绝缘层30也可以设置于第一极耳50的第一端并延伸至第一极耳50中部区域，更有利于降低第一极耳50内插导致的短路风险。在另一些实施例中，第一绝缘层30也可以设置于第一极耳50中部区域，第一极耳50的第一端可以未设置第一绝缘层30。由于第一极耳50发生内插时，中部区域毛刺自由度更高于底部区域(即第一极耳50第一端的区域)，因此第一绝缘层30设置于第一极耳50中部区域也有利于降低第一极耳50内插导致的短路风险。

在一些实施例中，在第一方向上，设置于第一极耳50上的第一绝缘层30的宽度小于或等于第一极耳50宽度的95％，以保留一定的空箔区方便与外部器件电性连接。如图3所示，该第一方向指图中箭头方向。在一些实施例中，第一方向为第一极片10的宽度方向。在一些实施例中，第一方向与第一极耳50的延伸方向一致。

前述实施例描述了第一绝缘层30在第一极耳50上的几种情况。具体实现时，由于第一极耳50位于壳体40的第一部，壳体40的第一部即在第一方向上，壳体与第一极耳同侧的一端，也即壳体40的头部，因此在第一极耳50上设置第一绝缘层30，在高温情况时产生的气体有利于增大电芯头部空间的压强，从而冲破壳体40。

关于第一绝缘层30在第一集流体的位置，在一些实施例中，请参阅图4，在第一方向上，第一绝缘层30设置于第一集流体的第一端部，即与第一极耳50同侧的第一集流体的边缘。由于与极耳同侧的极片边缘，较容易接触到极耳毛刺，因此，在该位置设置第一绝缘层30更有利于降低极耳内插导致短路的风险。此外，第一端部靠近壳体40的第一部，壳体40的第一部即在第一方向上，壳体与第一极耳同侧的一端，也即壳体40的头部，因此，在第一端部设置第一绝缘层30，在高温情况时产生的气体有利于增大壳体40头部空间的压强，从而冲破壳体40。

在一些实施例中，第一绝缘层30设置于部分第一集流体上，以免第一绝缘层30过宽影响电芯的能量密度。示例性的，在第一方向上设置于第一集流体的第一绝缘层30的宽度小于或等于第一集流体宽度的20％。如图4所示，该第一方向指图中箭头方向。

在一些实施例中，如图4所示，第一绝缘层30可同时在第一极耳50和第一集流体设置，于此，更有利于降低极耳内插导致短路的风险。第一绝缘层30分别在第一极耳50和第一集流体的具体设置方式参见前述，在此不再重复限定。

在一些实施例中，如图4所示，第一绝缘层30在第一极耳50和第一集流体上均有设置，且设于第一极耳50上的第一绝缘层30与设于第一集流体上的第一绝缘层30连接。于此，第一绝缘层30的产气位置更为集中，更有利于增大该集中位置处的压强。

在一些实施例中，如图9所示，第一绝缘层30还设置于壳体40内侧。于此，能跟第一极耳50和/或第一集流体处的第一绝缘层30一起产生更多的气体。

进一步的，在一些实施例中，如图9所示，第一绝缘层30设置于壳体40的内侧且设置于壳体40内侧的第一部区域，在第一方向上，壳体40与第一极耳50同侧的一端为壳体40的第一部，即壳体40的头部。于此，在高温情况下能跟第一极耳50和/或第一极片10处的第一绝缘层30在壳体40的头部空间产生更多的气体。

更进一步的，在一些实施例中，如图9所示，第一极耳50垂直于第一方向的投影，未超出壳体40内侧的第一绝缘层30的两端。即，壳体40内侧的第一绝缘层30位置上是靠近第一极耳50的。于此，使得壳体40上的第一绝缘层30跟第一极耳50处的第一绝缘层30在位置上更为集中，有利于在产气时形成更大的压强。

在一些实施例中，如图9、图10、图11、图12所示，电池还包括第一胶粘层60，设置于电极组件的第一部，在第一方向上，电极组件与第一极耳同侧的一端为电极组件的第一部。通过第一胶粘层60的胶粘作用，可以提高壳体第一部处即壳体头部空间的密封性，有利于在第一绝缘层30产气时形成更大的压强。

示例性的，在第一方向上，第一胶粘层60的宽度小于或等于第一极片10宽度的30％，以免胶粘层过宽影响电芯的能量密度。

在一些实施例中，第一胶粘层60为热熔胶或双面胶，示例性的，热熔胶可以是丙烯酸酯类胶、聚氨酯类胶、乙烯-醋酸乙烯类胶、环氧树脂胶或酚醛树脂类胶等。

在一些实施例中，如图1、9、10、11所示，壳体40设有开口，外设的极耳转接80通过开口与壳体40内的第一极耳50电性连接，可以采用电气连接件90来实现前述电性连接。另一些实施例中，如图11所示，第一极耳50为转接极耳时，转接极耳可通过开口直接与壳体40内的第一极片10连接。进一步的，如图1、9、10、11、12所示，本申请实施例中的电池还包括密封胶70，用于密封该开口，提高壳体40的密封性。

本申请实施例还提出一种电子装置，包括如上任一实施例中的电池。

需要说明的是，电子装置可以以各种形式来实施。例如，本申请中描述的电子装置可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种电池，包括电极组件和收容所述电极组件的壳体，其中，所述电极组件包括：

第一极片，包括第一集流体，在第一方向上，所述第一集流体包括第一端部；

第一极耳，与所述第一端部连接；以及

第一绝缘层，设置于所述第一端部和/或所述第一极耳，所述第一绝缘层包括产气材料。

2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述第一绝缘层设置于所述第一极耳的第一端，在所述第一极耳的延伸方向上，所述第一极耳的第一端靠近所述第一端部。

3.根据权利要求2所述的电池，其中，设于所述第一极耳的第一端的第一绝缘层与设于所述第一端部的第一绝缘层连接。

4.根据权利要求1所述的电池，其中，所述第一绝缘层还设置于所述壳体的内侧表面。

5.根据权利要求4所述的电池，其中，所述壳体的内侧表面的所述第一绝缘层设置于所述壳体的内侧表面的第一部，在所述第一方向上，所述壳体与所述第一极耳同侧的一端为所述壳体的第一部。

6.根据权利要求1所述的电池，其中，所述第一极耳垂直于所述第一方向的投影未超出所述壳体内侧的所述第一绝缘层的两端。

7.根据权利要求2所述的电池，其中，在所述第一方向上，设置于所述第一集流体的所述第一绝缘层的宽度小于或等于所述第一集流体宽度的20％。

8.根据权利要求3所述的电池，其中，在所述第一方向上，设置于所述极耳的所述第一绝缘层的宽度小于或等于所述极耳宽度的95％。

9.根据权利要求1所述的电池，其中，所述电池还包括第一胶粘层，设置于所述电极组件的第一部，在所述第一方向上，所述电极组件与所述第一极耳同侧的一端为所述电极组件的第一部。

10.根据权利要求9所述的电池，其中，所述第一胶粘层为双面胶或热熔胶。

11.根据权利要求9所述的电池，其中，在所述第一方向上，所述第一胶粘层的宽度小于或等于所述第一集流体宽度的30％。

12.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的电池。

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