CN215869498U - 电池裸电芯及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池裸电芯，包括至少一层正极极片、至少一层负极极片，每层所述正极极片与所述负极极片间隔设置并通过隔离膜层叠连接；所述每层正极极片由多个并排正极极片单元组成；所述每层负极极片由多个并排负极极片单元组成；所述多个并排正极极片单元之间设有第一间隙。本实用新型还公开了一种动力电池。本实用新型旨在改善电解液浸润电极以提高电池的电化学性能。

Description

电池裸电芯及动力电池

技术领域

本实用新型涉及电池结构领域，尤其涉及一种电池裸电芯及动力电池。

背景技术

目前，为了提升动力电池的电化学性能、同时降低制造成本，采用电芯至电池包CTP(Cell to Pack)、刀片电池等结构，这类技术有一个共同点：将单体动力电池做大以简化模组及电池包结构件，但这类技术也有一个共同缺陷，即电池内部存在电解液浸润效率低以及电解液中成份扩散距离不一致，从而容易引起电池内部浓差极化和电流密度不均匀等问题；同时，基于作为电池集流体的铜箔、铝箔不导通电解液，而采用穿孔铜箔、穿孔铝箔的结构设置实现导通电解液，在极片涂布、辊压工序损失制造良品率，在辊压工序需要降低极片压实密度引起动力电池能量密度降低等问题。因此有必要开发一种结构，解决电解液浸润问题、同时降低制造成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种电池裸电芯及动力电池，旨在解决现有电池的电解液浸润效率低从而提高电池的电化学性能的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电池裸电芯，包括至少一层正极极片、至少一层负极极片，每层所述正极极片与所述负极极片间隔设置并通过隔离膜层叠连接；

所述每层正极极片由多个并排正极极片单元组成；

所述每层负极极片由多个并排负极极片单元组成；

所述多个并排正极极片单元之间设有第一间隙。

优选地，所述隔离膜呈Z字型层叠连接。

优选地，所述多个正极极片单元之间尺寸相同，所述多个负极极片单元之间尺寸相同，且正极极片单元宽度小于负极极片单元宽度。

优选地，所述正极极片单元与对应的负极极片单元居中对齐设置。

优选地，处于同一层的并排正极极片单元的数量大于等于2，处于同一层的并排负极极片单元的数量大于等于2。

优选地，处于同一垂直方向的不同层的正极极片单元对应的正极极耳在水平方向的投影重合，处于同一垂直方向的不同层的负极极片单元对应的负极极耳在水平方向的投影重合，且负极极耳与正极极耳的位置不在同一侧。

优选地，隔离膜层叠的层数大于等于3。

优选地，所述多个并排负极极片单元之间设有第二间隙，所述第二间隙尺寸小于所述第一间隙尺寸。

此外，为了实现上述目的，本实用新型还提供一种动力电池，包括正极导电端子、负极导电端子以及上述任一项所述的电池裸电芯，所述电池裸电芯的正极极耳与对应的正极导电端子焊接连接，所述电池裸电芯的负极极耳与对应的负极导电端子焊接连接。

优选地，还包括铝塑膜，所述铝塑膜一侧具有与所述电池裸电芯匹配的铝塑膜凹型槽。

本实用新型的上述技术方案中，该电池裸电芯包括至少一层正极极片、至少一层负极极片，每层所述正极极片与所述负极极片间隔设置并通过隔离膜层叠连接；所述每层正极极片由多个并排正极极片单元组成；所述每层负极极片由多个并排负极极片单元组成；所述多个并排正极极片单元之间设有第一间隙；所述多个并排负极极片单元之间设有第二间隙。进而基于上述电池裸电芯的结构，可以实现电解液在正极极片的第一间隙及负极极片的第二间隙进行流通，进而缩短了电解液扩散的距离，避免了电池裸电芯内部不同位置的电解液的浓差极化，最终实现提高电池的电化学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例电池裸电芯结构示意图；

图2为本实用新型实施例动力电池的的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	隔离膜	20	负极极片
30	正极极片	21	负极极片单元
				31	正极极片单元	123	电池裸电芯
40	正极导电端子	50	负极导电端子
				60	铝塑膜	61	铝塑膜凹型槽
62	铝塑膜顶封边	63	铝塑膜侧封边
				64	铝塑膜二封边

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1至图2，图2所示本实用新型提供一种动力电池的实施例的结构示意图，所述动力电池包括正极导电端子40、负极导电端子50以及电池裸电芯123，所述电池裸电芯123的正极极耳与对应的正极导电端子40焊接连接，所述电池裸电芯123的负极极耳与对应的负极导电端子50焊接连接。

如图1所示实施例，本实用新型提供一种电池裸电芯的实施例的结构示意图，所述电池裸电芯123包括至少一层正极极片30、至少一，每层所述正极极片30与所述负极极片20间隔设置并通过隔离膜10层叠连接；所述每层正极极片30由多个并排正极极片单元31组成；所述每层负极极片20由多个并排负极极片21单元组成；所述多个并排正极极片单元31之间设有第一间隙。具体地，所述多个并排负极极片单元21之间可以是正常接触，且各负极极片单元21之间不重叠。进而，基于电池裸电芯123中正极极片30、负极极片20以及隔离膜10的结构设置，实现电解液在正极极片30之间的间隙进行流通，进而缩短了电解液扩散的距离，避免了电池裸电芯123内部不同位置的电解液的浓差极化，最终实现提高电池的电化学性能。

进一步地，所述多个正极极片单元31之间尺寸相同，所述多个负极极片单元21之间尺寸相同，且正极极片单元31宽度小于负极极片单元21宽度。

进一步地，所述正极极片单元31与对应的负极极片单元21居中对齐设置。

具体地，设置正极极片单元31活性材料区尺寸小于负极极片单元21活性材料区尺寸，优选地，在宽度方向上小3mm、长度方向上小4mm。并且，所述正极极片单元31与对应的负极极片单元21居中对齐设置。进而正极极片单元31之间存有第一间隙。

进一步地，所述隔离膜呈Z字型层叠连接。

具体地，在具体对电池裸电芯123进行叠片组装时，依照隔离膜-负极极片-隔离膜-正极极片-隔离膜的顺序进行叠放，进而使得隔离膜10呈Z字型，以3片正极极片单元31、负极极片单元21为例，先放隔离膜10，接着放置3片负极极片单元21，折回隔离膜10，接着放置3片正极极片31，折回隔离膜10，进而将将负极极片20、正极极片30层叠在一起，形成裸电芯123。多个正/负极极片单元通过隔离膜进行层叠，有效提高电池裸电芯在叠片工序的生产效率，同时也降低电池裸电芯的制造成本。

进一步地，处于同一层的并排正极极片单元的数量大于等于2，处于同一层的并排负极极片单元的数量大于等于2。

具体地，基于同一层的正极极片单元31之间的第一间隙，进而于同一层的并排正极极片单元的数量大于等于2。

进一步地，处于同一垂直方向的不同层的正极极片单元31对应的正极极耳在水平方向的投影重合，处于同一垂直方向的不同层的负极极片单元21对应的负极极耳在水平方向的投影重合，且负极极耳与正极极耳的位置不在同一侧。

进一步，隔离膜层叠的层数大于等于3。

具体地，组成所述正极极片30的层数与所述负极极片20的层数相同且层数大于等于1，进而用于隔离正极极片与负极极片的隔离膜交替层叠的层数大于等于3。同时，每层正极极片30的正极极片单元31都连接有对应的正极极耳，且处于同一垂直方向不同层的正极极片单元31的正极极耳在对应的正极极片单元所处位置是一样的，进而在同一垂直方向的不同层的正极极片单元31的正极极耳在水平方向的投影都是重合的；同理，组成每层负极极片20的负极极片单元21都连接有对应的负极极耳，且处于同一垂直方向不同层的负极极片单元21的负极极耳在对应的负极极片单元所处位置是一样的，进而在同一垂直方向的不同层的负极极片单元21的负极极耳在水平方向的投影都是重合的。

此外，正极极片单元31的正极极耳与负极极片单元21的负极极耳是位于电池裸电芯的两侧。在具体的电池组装过程中，通过将处于同一垂直方向上的多个正极极耳同时与动力电池中对应的正极导电端子40焊接在一起，以及将处于同一垂直方向上的多个负极极耳同时与动力电池中对应的正极导电端子50焊接在一起，其中所述正极导电端子40的数量是与电池裸电芯123中组成正极极片30的正极极片单元31的数量是匹配的，以及所述负极导电端子50的数量是与电池裸电芯123中组成负极极片20的负极极片单元21的数量也是匹配的。优选地，如图2所示，将所述正极导电端子数量为3，所述负极导电端子的数量为3。

进一步地，所述多个并排负极极片单元之间设有第二间隙，所述第二间隙尺寸小于所述第一间隙尺寸。具体地，为了实现裸电芯内部电解液更好的流通目的，将多个并排负极极片单元之间设有第二间隙，同时为提高能量密度负极间间隙要小一些，因此要求所述第二间隙尺寸小于所述第一间隙尺寸。

进一步地，如图2所示，所述动力电池包括还包括铝塑膜60，所述铝塑膜60一侧具有与所述电池裸电芯123匹配的铝塑膜凹型槽61。

具体地，在具体的电池组装过程中，通过热压方式将铝塑膜60与正极导电端子40封装在一起，将铝塑膜60与负极导电端子50封装在一起，形成铝塑膜顶封边62，并热压上层、下层铝塑膜60形成铝塑膜侧封边63，进而得到半成品动力电池，并进一步地进行真空高温烘烤去除内部水份，冷却后从铝塑膜气囊边添加电解液、热压封装铝塑膜气囊边形成铝塑膜二封边64。

本实用新型的设置原理是：将宽幅极片设计成并排布置的多片小尺寸极片单元，电解液可以在并排负极极片单元21之间间隙、并排正极极片单元31之间间隙流通，增加了裸电芯123厚度方向的电解液流通通道，缩短了电解液成份扩散距离。

本实用新型的结构设置使得电解液可以通过裸电芯123的四周向裸电芯123的内部扩散，电解液也可以通过在并排负极极片单元21之间间隙、并排正极极片单元31之间间隙从裸电芯123的厚度方向向裸电芯123的内部扩散。

本实用新型中的电池的组装过程，具体以同一层的并排正/负极极片单元的数量为3片进行步骤详述：

步骤1，裸电芯的叠片操作；具体地，先放隔离膜10，接着放置3片负极极片单元21，折回隔离膜10，接着放置3片正极极片单元31，折回隔离膜1，接着放置3片负极极片单元21等，依序按照隔离膜10呈Z字型，将负极极片20、正极极片30层叠在一起，形成裸电芯123。完成叠片后，贴绝缘胶纸固定裸电芯123的多个侧边，防止极片、隔离膜松脱。

步骤2，铝塑膜的封装操作；具体地，将正极导电端子40与裸电芯123的正极极耳焊接在一起，将负极导电端子50与裸电芯123的负极极耳焊接在一起。对焊接位置进行真空除尘、贴绝缘胶纸等常规操作。将铝塑膜60通过冲压成型形成容纳裸电芯123的铝塑膜凹形槽61，四周边经过裁切修边形成设计尺寸。将裸电芯123放入铝塑膜凹形槽61。对齐上、下两层铝塑膜60。通过热压方式将铝塑膜60与正极导电端子40封装在一起，以及将铝塑膜60与负极导电端子50封装在一起，形成铝塑膜顶封边62。继续热压上层、下层铝塑膜60形成铝塑膜侧封边63，进而形成半成品动力电池。

步骤3，半成品动力电池的浸润、化成、老化操作；具体地，将半成品宽幅动力电池置于真空环境下，刺破气囊边铝塑膜，真空抽除半成品宽幅动力电池内部气体，对气囊边铝塑膜进行热压封装，形成铝塑膜二封边64。对铝塑膜侧封边63、铝塑膜二封边64进行切除边角料、折边、烫边、整型，形成本实用新型所述的宽幅动力电池。

以上实施例中，本领域技术人员对于软件控制可以采用现有技术，本实用新型仅保护电池裸电芯及动力电池的结构以及相互的连接关系。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电池裸电芯，其特征在于，包括至少一层正极极片、至少一层负极极片，每层所述正极极片与所述负极极片间隔设置并通过隔离膜层叠连接；

所述每层正极极片由多个并排正极极片单元组成；

所述每层负极极片由多个并排负极极片单元组成；

所述多个并排正极极片单元之间设有第一间隙。

2.根据权利要求1所述的电池裸电芯，其特征在于，所述隔离膜呈Z字型层叠连接。

3.根据权利要求1所述的电池裸电芯，其特征在于，所述多个正极极片单元之间尺寸相同，所述多个负极极片单元之间尺寸相同，且正极极片单元宽度小于负极极片单元宽度。

4.根据权利要求3所述的电池裸电芯，其特征在于，所述正极极片单元与对应的负极极片单元居中对齐设置。

5.根据权利要求1所述的电池裸电芯，其特征在于，处于同一层的并排正极极片单元的数量大于等于2，处于同一层的并排负极极片单元的数量大于等于2。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池裸电芯，其特征在于，处于同一垂直方向的不同层的正极极片单元对应的正极极耳在水平方向的投影重合，处于同一垂直方向的不同层的负极极片单元对应的负极极耳在水平方向的投影重合，且负极极耳与正极极耳的位置不在同一侧。

7.根据权利要求6所述的电池裸电芯，其特征在于，隔离膜层叠的层数大于等于3。

8.根据权利要求6所述的电池裸电芯，其特征在于，所述多个并排负极极片单元之间设有第二间隙，所述第二间隙尺寸小于所述第一间隙尺寸。

9.一种动力电池，其特征在于，包括正极导电端子、负极导电端子以及上述权利要求1至8中任一项所述的电池裸电芯，所述电池裸电芯的正极极耳与对应的正极导电端子焊接连接，所述电池裸电芯的负极极耳与对应的负极导电端子焊接连接。

10.根据权利要求9所述的动力电池，其特征在于，还包括铝塑膜，所述铝塑膜一侧具有与所述电池裸电芯匹配的铝塑膜凹型槽。

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