CN216055078U - 电芯以及具有其的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯以及具有其的电池，电芯包括：外壳、极芯，外壳上设有极柱；极芯设于外壳内，极芯为多个负极片、隔膜、正极片层叠形成的叠片结构，正极片和负极片中的至少一个被设置成：具有位于叠片结构的同一端的极耳，位于叠片结构的同一端的多个极耳通过焊接聚拢，且被焊接处划分为分散部和汇合部，多个极耳的汇合部层叠形成转接片，转接片用于与外壳或极柱电连接。由此，将各个极片的极耳从一端引出汇聚到一起，并通过焊接方式固定，汇聚后形成的转接片用于与外壳的端部连接或者与设置在外壳端部的极柱连接，避免了负极片与正极片接触造成短路。而且，节省成本同时增加了电芯内部空间，有利于电芯注液。

Description

电芯以及具有其的电池

技术领域

本实用新型涉及充电储能领域，尤其是涉及一种电芯以及具有其的电池。

背景技术

动力电池的极芯在制造过程中需要避免正极片与负极片接触，以防造成短路。由于极耳折弯受力，电芯端部的极耳伸出部位极易造成正负极片接触，造成短路风险。

已有的设计中，通常设置侧隔圈夹住极耳的根部，让极耳的自由部分在侧隔圈所形成的空间内，避免极耳的自由部分挤压极耳根部，造成极耳根部的正负极片接触而短路。

上述设计虽然解决了极耳根部的短路风险，但是侧隔圈的存在占用了电池内部空间，使容纳电解液的空间减小，造成后续电解液注液困难，同时侧隔圈的存在增加了制造成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种降低短路风险、对电芯内部空间利用更合理、便于注液的电芯。

根据本实用新型第一方面实施例的电芯包括：外壳、极芯，所述外壳上设有极柱；所述极芯设于所述外壳内，所述极芯为多个负极片、隔膜、正极片层叠形成的叠片结构，所述正极片和所述负极片中的至少一个被设置成：具有位于所述叠片结构的同一端的极耳，位于所述叠片结构的同一端的多个所述极耳通过焊接聚拢，且被焊接处划分为分散部和汇合部，所述多个极耳的汇合部层叠形成转接片，所述转接片用于与外壳或极柱电连接。

由此，将各个极片的极耳从一端引出汇聚到一起，并通过焊接方式固定，汇聚后形成的转接片用于与外壳的端部连接或者与设置在外壳端部的极柱连接，由于极耳的焊接处被紧密固定，能够防止分散部挤压叠片结构所造成的极片向下弯曲，避免了负极片与正极片接触造成短路。而且，省去了约束零件，节省成本同时增加了电芯内部空间，有利于电芯注液。

在一些实施例中，所述正极片的极耳从所述叠片结构的一端引出并且通过超声波焊接连接；和/或所述负极片的极耳从所述叠片结构的另一端引出并且通过超声波焊接连接。

在一些实施例中，所述焊接处形成有多个焊印，多个焊印将多个所述正极片的极耳或者多个所述负极片的极耳压实并粘合，多个焊印在所述转接片的宽度方向分布。

在一些实施例中，还包括柔性缠绕件，所述柔性缠绕件缠绕在所述极耳的焊接处，以对所述焊接处进行包裹。

在一些实施例中，所述极耳的根部的折弯角≥60°。

在一些实施例中，所述焊接处、所述转接片的厚度为0.15mm-0.6mm。

在一些实施例中，所述电芯为矩形电芯，所述极柱包括负极柱和正极柱，所述负极柱通过引出片与所述极芯的转接片连接，所述负极片的极耳从所述叠片结构的一端引出并且与所述负极柱连接，所述负极耳的转接片在所述负极柱与所述叠片结构之间的空间内弯折，所述正极片的极耳从所述叠片结构的另一端引出并且与所述外壳的一端连接，所述外壳的另一端与正极柱连接。

在一些实施例中，所述外壳设有端盖组件，所述端盖组件包括还包括绝缘盖板、以及位于所述绝缘盖板的一侧的金属盖板，所述负极柱穿过所述绝缘盖板、所述金属盖板以与所述负极片的极耳连接；

所述电芯还包括侧板，所述侧板在所述极芯和所述绝缘盖板的外侧与两者连接。

在一些实施例中，所述绝缘盖板具有定位凸柱，所述侧板具有安装孔，所述定位凸柱穿过所述安装孔，且所述定位凸柱的端部具有止抵在所述侧板的表面的止挡凸缘。

在一些实施例中，还包括胶带，所述胶带粘贴在所述侧板和所述叠片结构外。

在一些实施例中，所述侧板还具有与所述叠片结构相对的流通孔。

在一些实施例中，所述侧板的长度为所述电芯长度的1/20-1/2。

根据本实用新型第二方面实施例的动力电池，包括所述的电芯。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电芯的局部剖视示意图。

图2是根据本实用新型实施例的电芯的立体拆分示意图。

图3是图2中A区域的局部放大示意图。

图4是根据本实用新型实施例的电芯的局部示意图(外壳未示出)。

图5是根据本实用新型实施例的电芯的绝缘盖板与侧板的装配示意图。

图6是图5中B区域的局部放大示意图。

图7是根据本实用新型实施例的电芯的侧板的示意图。

图8是根据本实用新型实施例的电芯的绝缘盖板的示意图。

附图标记：

电芯100，

外壳10，

极芯20，正极片21，负极片22，负极片的极耳221，隔膜23，叠片结构d，焊接处e，分散部f，汇合部g，转接片h，

端盖组件30，绝缘盖板31，定位凸柱311，主板体312，延伸部313，金属盖板32，顶端的端盖组件30a，底端的端盖组件30b，引出片33，铝盖板34，碟片35，陶瓷盖板36，铝帽37，

极柱40，正极柱40a，负极柱40b，

侧板50，安装孔51，流通孔52，

胶带60，

保护膜70。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图8描述根据本实用新型实施例的电芯100。

如图1所示，根据本实用新型第一方面实施例的电芯100包括：外壳10、极芯20。外壳10上设有极柱40，极芯20设于外壳10内，极芯20为多个正极片21、隔膜23、负极片22层叠形成的叠片结构d。

具体而言，外壳10可以是铝材或者其他具有导电性能的金属，外壳10内形成有容纳极芯20和电解液的容纳空间。负极片22、隔膜23、正极片21可以沿电芯100的厚度方向依次层叠，多个正极片21、多个负极片22交叉分布，且相邻的正极片21与负极片22之间被隔膜23隔开。

正极片21和负极片22中的至少一个被设置成：具有位于叠片结构d的同一端的极耳，位于叠片结构d的同一端的多个极耳通过焊接聚拢，且被焊接处e划分为分散部f和汇合部g，多个极耳的汇合部层叠形成转接片h，转接片h用于与外壳10或极柱40电连接。

换言之，正极片21与负极片22的主体部分均位于中部且一端设有导电的箔材，如铜箔、铝箔或银箔中的任一种，正极片21的端部的导电箔材作为正极片21的极耳，也可以简称为正极耳；负极片22的端部的导电箔材作为负极片22的极耳221，也可以简称为负极耳。

以负极片22的极耳221为例，正极片21的主体部分、隔膜23、负极片22的主体部分沿电芯100的厚度方向形成叠片结构d，多个负极片22的极耳221从叠片结构d的一端引出并且大体在电芯100的厚度的中间位置聚拢，且聚拢的位置采用焊接方式连接到一起，叠片结构d与焊接处e之间为分散部f，汇合部g叠加形成的转接片h位于焊接处e的背离所述叠片结构d的一端。

由此，将各个极片的极耳从一端引出汇聚到一起，并通过焊接方式固定，汇聚后形成的转接片h用于与外壳10的端部连接或者与设置在外壳10端部的极柱40连接，由于极耳的焊接处e被紧密固定，能够防止分散部f挤压叠片结构d所造成的极片向下弯曲，避免了负极片22与正极片21接触造成短路。而且，省去了约束零件，节省成本同时增加了电芯100内部空间，有利于电芯100注液。

在一些实施例中，叠片结构d外可以包覆保护膜70，正极的转接片可以与外壳10连接(不仅结构上彼此连接，而且能够电导通)，然后通过外壳10、端盖与设在端盖上的正极的极柱电连接；负极的转接片可以与设置在外壳10一端的端盖上的负极柱40b连接(不仅结构上彼此连接，而且能够电导通)。

在一些实施例中，正极片21的极耳从叠片结构d的一端引出并且通过超声波焊接连接。在另一些实施例中，负极片22的极耳221从叠片结构d的另一端引出并且通过超声波焊接连接。由此，超声波焊接在焊接处e形成的焊印把极耳根部压实粘合在一起，防止极耳自由部分挤压极片所造成的极片向下弯曲、折弯角变小的现象发生，避免极片与正极片21接触造成短路。

可选地，焊接处e形成有多个焊印，多个焊印将多个正极片21的极耳或者多个负极片22的极耳221压实并粘合，多个焊印在转接片h的宽度方向分布。具体地，多个焊印可以呈一字型或人字形分布，或者焊印设置多条，焊印可以呈多点分布，比如在中部和两端均焊接。

由此，采用上述焊接形式，对多个极耳的焊接更牢固，也是转接片h的各个汇合部g贴合更紧密。

进一步地，电芯100还包括柔性缠绕件(图中未示出)，柔性缠绕件缠绕在极耳的焊接处e，以对焊接处e进行包裹。具体而言，柔性缠绕件可以是包覆在焊接处e的绝缘材料，比如柔性材料为PEP胶带60，这样，允许减少焊印的面积，通过柔性缠绕件进行辅助加固，使焊接处e以及汇合部g的贴合更紧密。

为了进一步避免发生短路，可以控制极耳的根部的折弯角≥60°。具体地，极耳的根部指的是极耳与正极片21/负极片22的主体部分衔接的区域，折弯角是指极耳的切线方向与主体部分的端面所呈的夹角。由此，通过增大极耳根部的折弯角，以减少位于同一端的各个极耳的过度弯曲所造成的正负极接触短路。

在一些实施例中，焊接处e、转接片h的厚度为0.15mm-0.6mm。在一个具体示例中，负极耳层数可以是39层，每层极耳的厚度范围在0.0045mm-0.008mm之间，相应地汇聚后的正极片21的极耳的焊接处e、转接片h的厚度处于0.15mm-0.6mm范围内。由此，焊接处e、转接片h的厚度均较薄，不仅方便焊接，而且避免了转接片h产生松散、内部的各个汇合部g贴合不紧密。

如图1、2所示，电芯100为矩形电芯100，极柱40包括负极柱40b和正极柱40a，负极柱40b通过引出片33与极芯20的转接片h连接，负极片22的极耳221从叠片结构d的一端引出并且与负极柱40b连接，负极耳的转接片h在负极柱40b与叠片结构d之间的空间内弯折，正极片21的极耳(图中未示出)从叠片结构d的另一端引出并且与外壳10的一端连接，外壳10的另一端与正极柱40a连接。由此，正极柱40a与负极柱40b设置在同一端，方便电芯100在电池内的电连接与布置。

在图3、4所示的实施例中，外壳10设有端盖组件30，端盖组件30包括顶端的端盖组件30a和底端的端盖组件30b，顶端的端盖组件30a包括还包括绝缘盖板31以及位于绝缘盖板31的一侧的金属盖板32，负极柱40b穿过绝缘盖板31、金属盖板32以与负极片22的极耳221连接。电芯100还包括侧板50，侧板50在极芯20和绝缘盖板31的外侧与两者连接。

由此，侧板50与极芯20固定在一起，可以支撑极芯20、防止极芯20向上窜动挤压负极片22，使折弯角减小，避免正负极片22接触所造成的电池短路。而且，侧板50只通过胶带60固定极芯20端部，极芯20中部没有侧板50包覆，节省侧板50成本的同时，增加了电芯100内部空间，有利于电芯100注液。

此外，顶端的端盖组件30a还包括铝盖板34、碟片35、陶瓷盖板36以及铝帽37。

如图5、6、8所示，绝缘盖板31具有定位凸柱311，侧板50具有安装孔51，定位凸柱311穿过安装孔51，且定位凸柱311的端部具有止抵在侧板50的表面的止挡凸缘(图中未示出)。具体而言，绝缘盖板31包括主板体312和延伸部313，延伸部313位于主板体312背离金属盖板32的一侧，两个延伸部313与主板体312之间形成有用于容纳转接片h的空间。定位凸柱311可以是绝缘盖板31一体形成的柱状结构，安装时先将侧板50贴靠于极芯20和绝缘盖板31的侧面，绝缘盖板31的定位凸柱311穿过侧板50的安装孔51，之后对定位凸柱311的端部热熔形成止挡凸缘。由此，实现了对侧板50的固定，侧板50与极芯20和绝缘盖板31同时固定，可以有效防止机芯在电池内部窜动。

进一步地，参见图4所示，还包括胶带60，胶带60粘贴在侧板50和叠片结构d外。由此，侧板50通过胶带60与极芯20固定在一起，侧板50与盖板绝缘盖板31配合固定，可有效防止极芯20窜动，挤压极耳。盖板与极芯20之间留有一定的极耳折弯空间，防止极耳折弯时过度受力挤压根部极耳。而且，侧板50与极耳的超声焊印配合使用，可有效防止极耳折弯时根部正负极片22接触的风险。

在一些实施例中，如图7所示，侧板50还具有与叠片结构d相对的流通孔52。这样，侧板50上留有的流通孔52，可以促进电芯100内部电解液和气体流动，有利于电芯100安全性能的提升。

可选地，侧板50的长度为电芯100长度的1/20-1/2。由此，可以采用两个分开式的侧板50分别对顶端的端盖组件30a的绝缘盖板31、底端的端盖组件30b的绝缘盖板31进行固定，也可以在一侧采用一整块侧板50，对顶端的端盖组件30a的绝缘盖板31、底端的端盖组件30b的绝缘盖板31进行固定。

根据本实用新型第二方面实施例的动力电池，包括上述实施例的电芯100。

由此，通过在极耳的焊接处e进行焊接，把极耳的分层的各个分散部f汇聚到一起，将极耳焊接成为一个整体，防止汇合部g的极耳折弯受力把分散部f的分层极耳挤压失效，避免了正负极片22接触造成短路。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳上设有极柱；

极芯，所述极芯设于所述外壳内，所述极芯为多个负极片、隔膜、正极片层叠形成的叠片结构，所述正极片和所述负极片中的至少一个被设置成：具有位于所述叠片结构的同一端的极耳，位于所述叠片结构的同一端的多个所述极耳通过焊接聚拢，且被焊接处划分为分散部和汇合部，所述多个极耳的汇合部层叠形成转接片，所述转接片用于与外壳或极柱电连接。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述正极片的极耳从所述叠片结构的一端引出并且通过超声波焊接连接；和/或

所述负极片的极耳从所述叠片结构的另一端引出并且通过超声波焊接连接。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述焊接处形成有多个焊印，多个焊印将多个所述正极片的极耳或者多个所述负极片的极耳压实并粘合，多个焊印在所述转接片的宽度方向分布。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，还包括柔性缠绕件，所述柔性缠绕件缠绕在所述极耳的焊接处，以对所述焊接处进行包裹。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极耳的根部的折弯角≥60°。

6.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述焊接处、所述转接片的厚度为0.15mm-0.6mm。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电芯，其特征在于，所述电芯为矩形电芯，所述极柱包括负极柱和正极柱，所述负极柱通过引出片与所述极芯的转接片连接，所述负极片的极耳从所述叠片结构的一端引出并且与所述负极柱连接，所述负极片的极耳的转接片在所述负极柱与所述叠片结构之间的空间内弯折，所述正极片的极耳从所述叠片结构的另一端引出并且与所述外壳的一端连接，所述外壳的另一端与正极柱连接。

8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述外壳设有端盖组件，所述端盖组件包括还包括绝缘盖板、以及位于所述绝缘盖板的一侧的金属盖板，所述负极柱穿过所述绝缘盖板、所述金属盖板以与所述负极片的极耳连接；

所述电芯还包括侧板，所述侧板在所述极芯和所述绝缘盖板的外侧与两者连接。

9.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述绝缘盖板具有定位凸柱，所述侧板具有安装孔，所述定位凸柱穿过所述安装孔，且所述定位凸柱的端部具有止抵在所述侧板的表面的止挡凸缘。

10.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，还包括胶带，所述胶带粘贴在所述侧板和所述叠片结构外。

11.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述侧板还具有与所述叠片结构相对的流通孔。

12.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述侧板的长度为所述电芯长度的1/20-1/2。

13.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的电芯。

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