CN215732092U - 电芯组件、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了电芯组件、电池及用电设备，涉及锂电池技术领域。一种电芯组件，包括转接件和极耳结构，极耳结构由多个极耳叠层设置而成，极耳包括基膜和设置于基膜的两侧的导电层，基膜的两侧的导电层的极性相同。转接件与每层导电层的至少部分截面电性连接，以实现电流的引出。该结构极耳叠层设置即可，不需要对每个极耳进行转接焊，简化了工艺流程，降低了转接焊工艺对极耳的损坏，提高了产品的制程优率，降低了电芯的不良率，降低了极耳结构的厚度，提高了电池的能量密度。

Description

电芯组件、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及电芯组件、电池及用电设备。

背景技术

目前，锂离子电池的电芯采用复合集流体作为集流体。由于复合集流体中间采用的是高分子薄膜，其形成的绝缘层使得两侧金属镀层无法导通。一般采用转接焊工艺实现电流的引出。转接焊增加了加工成本，增加了工艺流程。

实用新型内容

本申请的目的在于提供电芯组件、电池及用电设备，该电芯组件无需采用转接焊即可实现电流的引出。

第一方面，本申请实施例提供了一种电芯组件，包括转接件和极耳结构，极耳结构由多个极耳叠层设置而成，极耳包括基膜和设置于基膜的两侧的导电层，基膜的两侧的导电层的极性相同。转接件与每层导电层的至少部分截面电性连接，以实现电流的引出。

本申请提供的电芯组件通过转接件与极耳的导电层的截面电性连接，实现每层导电层上的电流的引出。该结构极耳叠层设置即可，不需要对每个极耳进行转接焊，简化了工艺流程，降低了转接焊工艺对极耳的损坏，提高了产品的制程优率，降低了电芯的不良率，降低了极耳结构的厚度，提高了电池的能量密度。

在一种可能的实现方式中，极耳由其根部向外延伸的方向为其长度方向，极耳的宽度方向与其长度方向垂直，极耳结构在宽度方向上的端面和/或在长度方向上的端面分别与转接件电性连接。

该结构使得每层导电层的三侧同时进行电流的引出，过流面积较大，有助于增大过流量。

在一种可能的实现方式中，转接件在极耳结构的厚度方向上具有两端，转接件在极耳的宽度方向上的尺寸为转接件的厚度，转接件的厚度由两端向中心逐渐减小。

在引出电流的过程中，电流通过转接件的两端传输至连接件，因此越靠近转接件的两端需要的过流面积越大。该结构增大了转接件的两端的尺寸，有助于提高过流量。

在一种可能的实现方式中，还包括连接件，连接件分别与极耳结构的表面、转接件电性连接。在一种可能的实现方式中，极耳结构的侧面设有连接件，转接件在极耳结构的厚度方向上的端面与连接件电性连接。

该结构使得连接件与导电层贴合设置，能够直接引出两侧的导电层上的电流，同时引出转接件上的电流。

在一种可能的实现方式中，转接件在极耳结构的厚度方向上的两端伸出极耳结构，转接件与连接件的三个端面电性连接。

该结构作为一种实现方式使得转接件、连接件在与极耳结构接触、电性连接的同时，能够与彼此接触，结构简单，占用空间体积小。

在一种可能的实现方式中，极耳由其根部向外延伸的方向为其长度方向，极耳结构在长度方向上的端部与转接件电性连接。

在每个极耳的尺寸相同时，该结构使得极耳的导电层上的电流的传输方向和传输距离相同，有助于保证电流的引出，能量密度的损失较少。

在一种可能的实现方式中，转接件为金属材质。

极耳的导电层一般为金属层，为了保证电流的传输，转接件采用金属材质。金属件可以为实心结构，也可以由金属粉末压制而成。金属件可以通过电镀形成，也可以将金属粉末烧结成型或激光粉末烧结。

第二方面，提供了一种电池，包括上述电芯组件、顶盖以及外壳。电芯组件放置于外壳的内部，顶盖与电芯组件电连接。该电池具有较好的能量密度。

第三方面，提供了一种用电设备，包括上述电池。该用电设备的电池能量密度较大，有助于延长用电时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电芯组件的第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电芯的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的电芯组件的第二视角的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的第一种电芯组件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第二种电芯组件的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第三种电芯组件的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的第四种电芯组件的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的第五种电芯组件的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的第六种电芯组件的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的第七种电芯组件的结构示意图。

图标：100-电芯组件；110-极耳结构；111-极耳；113-基膜；115-导电层；117-端面；119-侧面；120-转接件；121-第一凹部；130-连接件；131-第二凹部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

目前，锂离子电池一般采用复合集流体代替金属箔材集流体，由于复合集流体具有绝缘的高分子层，因此无法采用传统的焊接方式，一般需要进行转接焊。转接焊会在每一个极耳的两侧焊接两个金属箔材，这会增加加工成本和工艺流程。同时，在超声焊接过程中会产生金属碎屑，容易损坏电芯，降低电芯的良率。

本申请通过在复合集流体极耳的截面上设置转接件，将极耳中的所有导电层上的电流汇集到转接件上，进而引出电流。该电流转接方式不需要对极耳进行转接焊工艺，简化了工艺流程。并且减少极耳在转接焊时产生的金属碎屑，提高产品的良率。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。

请参照图1、图2和图3，图1和图3分别为本实施例提供的电芯组件100的第一视角和第二视角的结构示意图，图2为电芯的结构示意图。

本实施例提供了一种电芯组件100，包括第一极性极片、第二极性极片及设置于第一极性极片和第二极性极片之间的隔膜。第一极性极片、隔膜和第二极性极片可以卷绕设置形成电芯，也可以堆叠设置。本申请实施例中的第一极性极片和第二极性极片均为含有复合集流体的极片。复合集流体包括基膜113和设置于基膜113的两侧的导电层115，基膜113的两侧的导电层115的极性相同，即当极耳111叠层设置以及导电层115之间连通时不会发生短路情况。复合集流体中的基膜113的材质可以为聚对苯二甲酸亚乙酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚萘二甲酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯以及聚砜及其衍生物中的至少一种。基膜113两侧的导电层115的材质可以为Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合物(合金)中的至少一种。

本申请中的第一极性极片具有至少一个极耳结构110，第二极性极片具有至少一个极耳结构110。电芯组件100包括至少两个转接件120和至少两个极耳结构110(包括至少一个第一极性极片的极耳结构110和至少一个第二极性极片的极耳结构110)，下面以其中一个极耳结构110与转接件120为例进行说明。

极耳结构110由多个极耳111叠层设置而成。需要说明的是，本申请中的极耳结构110由相同极性的极片的极耳111组成。每层极耳111包括基膜113和设置于基膜113的两侧的导电层115。本申请不需要对极耳111进行转接焊，极耳结构110中的每层极耳111依次叠层设置，相邻的两个极耳111相互贴合。转接件120与每层导电层115的至少部分截面电性连接，以实现电流的引出。需要说明的是，本申请中的电性连接表示电流导通。

本申请实施例中的转接件120为金属件，如金属片或金属块。金属可以为Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合物(合金)中的至少一种。进一步地，金属件可以为实心结构，也可以由金属粉末压制而成。金属件可以通过电镀形成，也可以将金属粉末烧结成型或激光粉末烧结，本申请对转接件120的材质和工艺不进行限定。

极耳111由极片的本体延伸而出，本申请实施例中的极耳111为方形结构。多层极耳111叠层得到的极耳结构110为矩形体，则极耳结构110具有三个端面117。极耳111由其根部向外延伸的方向为其长度方向，极耳111的宽度方向与其长度方向垂直。极耳结构110在其长度方向上具有一个端面117，在其宽度方向上具有两个端面117。每个端面117均露出每层导电层115的截面，转接件120与极耳结构110的至少一个端面117电性连接。在本申请的其他实施例中，极耳111可以为圆形、多边形或不规则形状等，本申请对其不进行限定。

在本申请的部分实施例中，极耳结构110中的每层极耳111的尺寸相同，使得极耳结构110的端面117为平面结构，转接件120与极耳结构110电连接的作用面为平面。在本申请的其他实施例中，极耳结构110的端面117可以为梯形结构或不规则结构，则转接件120与极耳结构110连接的作用面为相对应的结构，使得转接件120能够与极耳结构110中的每层导电层115电性连接，实现电流的引出。

在本申请的其他实施例中，极耳结构110中的每层极耳111的尺寸可以不相同，如极耳111的尺寸沿极耳结构110的厚度方向逐渐增大，使得极耳结构110的端面117为阶梯型结构。相对应的，转接件120与极耳结构110电连接的作用面为阶梯型结构或平面，保证转接件120与每层导电层115的截面电性连接即可。

本申请实施例中，转接件120通过与极耳结构110中的导电层115接触实现电性连接，接触面积越大越有利于电流的引出。作为一种实现方式，转接件120与导电层115通过导电粘接剂连接，导电粘接剂一方面能够固定连接转接件120与极耳结构110，另一方面可以填补转接件120与导电层115的截面之间存在的缝隙，增大转接件120与导电层115的截面之间的连接面积，增大接触面积。在本申请的其他实施例中，可以通过电镀的方式在极耳结构110的端面电镀一层转接件120，以引出电流。也可以通过等离子喷涂的方式在极耳结构110的端面喷涂金属粉末等以形成一层转接件120。也可以通过激光熔覆的方式将金属熔覆于极耳结构110的端面，以形成转接件120。

在本申请的部分实施例中，转接件120与极耳结构110的长度方向上的端面117贴合，或转接件120与极耳结构110的宽度方向上的一个端面117贴合。极耳结构110通过一个端面117与转接件120贴合，以将每层导电层115上的电流引出。作为另一种实现方式，极耳结构110在宽度方向上的两个端面117与转接件120贴合，实现电性连接。或极耳结构110在宽度方向上的一个端面117和其长度方向上的端面117与转接件120贴合。该结构使得极耳结构110的两个端面同时进行电流的引出。作为又一种实现方式，转接件120与极耳结构110的三个端面117电连接。该结构能够进一步增大过流量。

本申请实施例中的转接件120的结构为矩形体，转接件120在极耳结构110的厚度方向上的尺寸不小于极耳结构110的厚度，该结构使得转接件120能够与每层导电层115贴合、电性连接。当极耳结构110的三个端面117同时与转接件120连接时，转接件120可以为U型结构，即通过一个转接件120实现电流的引出，不限制电流的传输方向，电流可以从导电层115的任意一个方向传输至转接件120。

在本申请的部分实施例中，转接件120可以直接与电池的极柱连接，以将引出的电流传送至极柱。在本实施例中，电芯组件100还包括连接件130，连接件130分别与极耳结构110的表面、转接件120电性连接，连接件130的另一端与电芯组件100的顶盖连接，通过连接件130将转接件120上的电流传送至极柱。

具体的，极耳结构110除了三个端面117外还具有两个侧面119，两个侧面119均为导电层115的表面。转接件120设置于极耳结构110的端面117，连接件130设置于极耳结构110的两个侧面119，转接件120在极耳结构110的厚度方向上的两端分别与两个连接件130电性连接。该结构使得连接件130与导电层115贴合设置，能够直接引出极耳结构110两侧的导电层115上的电流，同时引出转接件120上的电流。本申请中的连接件130为金属箔材，本申请对其不做限定。

请参照图4和图5，图4和图5分别为转接件为致密金属和颗粒金属的电芯组件的结构示意图。作为一种实现方式，转接件120在极耳结构110的厚度方向上的两端伸出极耳结构110，即转接件120在极耳结构110的厚度方向上的尺寸大于极耳结构110的厚度。连接件130在极耳结构110的宽度方向上的尺寸与极耳结构110的宽度相同，该结构使得转接件与连接件的三个端面电性连接。

在引出电流的过程中，电流通过转接件120的两端传输至连接件130，因此越靠近转接件120的两端需要的过流面积越大。请参照图6，为了保证过流量，转接件120在极耳111的宽度方向上的尺寸为转接件120的厚度，转接件120的厚度由转接件120在极耳结构110的厚度方向上的两端向中心逐渐减小。由于转接件120的两端与连接件130连接，因此转接件120的两端的过流量较大。增大转接件120的两端的尺寸有助于提高过流量。

请参照图7和图8，图4和图5分别为转接件为致密金属和颗粒金属的电芯组件的结构示意图。作为另一种实现方式，连接件130在极耳结构110的宽度方向上的尺寸大于极耳结构110的宽度，即连接件130从极耳结构110的宽度方向上的两侧伸出，转接件120在极耳结构110的厚度方向上的尺寸与极耳结构110的厚度相等。该结构使得转接件120夹设于两个连接件130之间。

作为又一种实现方式，请参照图9，转接件120在极耳结构110的厚度方向上的尺寸大于极耳结构110的厚度，转接件120在极耳结构110的厚度方向上的两端分别具有第一凹部121，连接件130在极耳结构110的宽度方向上的尺寸大于极耳结构110的宽度，即连接件130在极耳结构110的宽度方向上的两端伸出极耳结构110。转接件120的结构与连接件130的结构相匹配，连接件130的两端设置于转接件120的第一凹部121，使得连接件130设置于两个转接件120之间。该结构增大了连接件130与转接件120的接触面积，有助于电流的传输，有助于提高两者连接面积，进而提高连接稳固性。

请参照图10，在本申请的部分实施例中，连接件130在极耳结构110的宽度方向上的尺寸大于极耳结构110的宽度，连接件130在极耳结构110的宽度方向上的两端分别具有第二凹部131，转接件120在极耳结构110的厚度方向上的尺寸大于极耳结构110的厚度，即转接件120设置于连接件130的第二凹部131。该结构也能够增大连接件130与转接件120的接触面积，有助于电流的传输，有助于提高两者连接面积，进而提高连接稳固性。在本申请的其他实施例中，连接件130和转接件120的结构可以进行适当的改变以满足实际需要。

本申请提供的电芯组件100通过转接件120与极耳111的导电层115的截面电性连接，实现每层导电层115上的电流的引出。该结构不需要对每个极耳111进行转接焊，简化了工艺流程，降低了焊接工艺对极耳111的损坏，提高了产品的制程优率，降低了电芯的不良率，降低了极耳结构110的厚度，提高了电池的能量密度。

本申请还提供了一种电池(图未示)，包括电芯组件100、顶盖以及外壳。电芯组件100放置于外壳的内部，顶盖与电芯组件100电连接。如电芯组件100中的连接件130与顶盖上的正极极柱和负极极柱连接。该电池具有较好的能量密度。

本申请还提供了一种用电设备(图未示)，包括电池，用于供电。例如，电池可以作为电动车的操作电源，用于电动车的启动、运行时的工作用电需求。该用电设备的电池能量密度较大，有助于延长用电时间。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯组件，其特征在于，包括转接件和极耳结构，所述极耳结构由多个极耳叠层设置而成，所述极耳包括基膜和设置于所述基膜的两侧的导电层，所述基膜的两侧的导电层的极性相同；

所述转接件与每层所述导电层的至少部分截面电性连接，以实现电流的引出。

2.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述极耳由其根部向外延伸的方向为其长度方向，所述极耳的宽度方向与所述长度方向垂直，所述极耳结构在所述宽度方向上的端面和/或在所述长度方向上的端面分别与所述转接件电性连接。

3.根据权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，所述转接件在所述极耳结构的厚度方向上具有两端，所述转接件在所述极耳的宽度方向上的尺寸为所述转接件的厚度，所述转接件的厚度由两端向中心逐渐减小。

4.根据权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，还包括连接件，所述连接件分别与所述极耳结构的表面、所述转接件电性连接。

5.根据权利要求4所述的电芯组件，其特征在于，所述极耳结构的侧面设有所述连接件，所述转接件在所述极耳结构的厚度方向上的端面与所述连接件电性连接。

6.根据权利要求5所述的电芯组件，其特征在于，所述转接件在所述极耳结构的厚度方向上的两端伸出所述极耳结构，所述转接件与所述连接件的端面电性连接。

7.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述极耳由其根部向外延伸的方向为其长度方向，所述极耳结构在所述长度方向上的端部与所述转接件电性连接。

8.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述转接件为金属材质。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的电芯组件、顶盖以及外壳，电芯组件放置于外壳的内部，顶盖与电芯组件电连接。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。

Images