CN216435937U - 一种电芯和电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电芯和电池，电芯包括极片和极耳，其中，极片包括集流体和设置在集流体上的涂层，涂层上开设有避让槽，以暴露集流体，在集流体与避让槽相对的部位形成有极耳槽，极耳槽邻近极片第一侧的边缘设置。在极片第一侧边缘向内凹陷形成有凹槽，凹槽延伸至极耳槽，其中，极耳槽包括底壁和两个相对的侧壁，且两个侧壁之间的距离大于等于极耳槽的宽度，极耳一端穿过凹槽与极耳槽连接。凹槽可以使极耳槽与极片第一侧边缘之间的涂层全部去除掉。有效减少或避免涂层对极耳焊接产生不利的影响，提高了极耳与集流体之间焊接的可靠性和牢固性，提高电池的性能。

Description

一种电芯和电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯和电池。

背景技术

电池是一种将化学能转化为电能的元器件，在日常的生活和工作中具有非常广泛的应用。例如，锂离子电池，常应用于手机、相机、笔记本以及平板等各种电子设备中，以为电子设备提供电源。在人们的生活和工作中占据非常重要的地位。

目前，锂离子电池的电芯包括极片和极耳，其中，极片包括集流体和设置在集流体上的涂膏，涂膏用于在电解液中发生化学反应，以生成电能，而极耳与集流体连接，以将电流引出。为满足极耳与集流体的焊接，通常会将集流体上一部分涂膏洗掉，以在极片上形成清洗槽，从而将集流体暴露出来，以使集流体可以与极耳实现焊接。另外，在生产过程中，通常会在一大片极片上同时清洗出多个清洗槽，然后再将大片极片裁剪成符合尺寸的小条极片。

然而，在裁剪过程中可能由于工艺误差等原因会严重影响到极耳与集流体之间焊接的牢固性和可靠性，从而降低电池的性能。

实用新型内容

本实用新型提供一种电芯和电池，以解决现有极片中，清洗槽与极片边缘之间具有残留涂膏，从而严重影响极耳与集流体之间焊接的牢固性和可靠性的问题。

本申请第一方面提供一种电芯，包括极片和极耳，所述极片包括集流体和设置在所述集流体上的涂层；

所述涂层上开设有避让槽，以暴露所述集流体，所述集流体上与所述避让槽相对的部位形成有极耳槽，所述极耳槽邻近所述极片第一侧的边缘设置；

所述极片第一侧的边缘向内凹陷形成凹槽，所述凹槽延伸至所述极耳槽，所述凹槽包括两个相对的侧壁，两个所述侧壁之间的距离大于等于所述极耳槽的宽度，所述极耳一端与所述极耳槽连接。

这样通过形成的凹槽就将第一侧边缘与极耳槽之间的涂层全部去除掉，从而减少或避免了极耳槽和第一侧边缘之间的涂层对极耳的焊接产生的不利影响，有效提高了极耳与集流体之间连接的可靠性和牢固性，提升了电池的性能。

并且凹槽两个侧壁之间的距离大于等于极耳槽的宽度，当极耳一端穿过凹槽与极耳槽连接时，极耳与两侧的涂层之间保留有较大的距离，进一步减小或避免了涂层对极耳焊接产生不利的影响，有效提高了极耳与集流体之间焊接的可靠性和牢固性，提高电池的性能。

在一种可能实现的方式中，所述凹槽的形状为

型，所述极耳槽面向所述凹槽一端的界线为线型。

在一种可能实现的方式中，所述凹槽的侧壁与所述极片第一侧的边缘通过第一过渡段连接；

所述第一过渡段的形状至少包括：弧形。

在一种可能实现的方式中，所述凹槽的侧壁与所述极耳槽面向所述凹槽的一端之间具有夹角，所述夹角的度数范围为：30°-150°。

在一种可能实现的方式中，所述极耳槽面向所述凹槽的一端上形成有凸起部。

在一种可能实现的方式中，所述凸起部与所述凹槽的侧壁通过第二过渡段连接，所述第二过渡段的形状至少包括圆弧形或椭圆弧形。

在一种可能实现的方式中，所述凸起部的形状至少包括梯形、三角形、圆弧形或椭圆弧形。

在一种可能实现的方式中，所述极耳槽面向所述凹槽的一端至所述极片第一侧边缘的距离为：1mm-5mm。

在一种可能实现的方式中，所述第一过渡段的弧长为四分之一椭圆弧长，所述椭圆的长轴范围为2mm-10mm，所述椭圆的短轴范围为2mm-10mm；

或者，所述第一过渡段的弧长为四分之一圆弧长，所述圆的半径范围为1mm-5mm。

本申请第二方面提供一种电池，至少包括壳体和上述任一所述的电芯，所述电芯设置在所述壳体内。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种大片极片的结构示意图；

图2为图1中大片极片裁剪后形成的小条极片的结构示意图；

图3为现有的一种极片的结构示意图；

图4为现有的一种极片与极耳的连接示意图；

图5为本申请实施例提供的一种极片与极耳的连接示意图；

图6为本申请实施例提供的一种极片的结构示意图；

图7为图6中区域A的放大图；

图8为本申请实施例提供的一种凸起部为梯形的极片结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种凸起部为三角形的极片结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种凸起部为圆形的极片结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种凸起部为梯形的另一种极片结构示意图；

图12为图11中区域B的放大图；

图13为本申请实施例提供的一种凸起部为三角形的另一种极片结构示意图；

图14为本申请实施例提供的一种凸起部为圆形的另一种极片结构示意图。

附图标记说明：

100-电芯；

10-极片；

11-集流体；

111-极耳槽；

1111-凸起部；

12-涂层；

121-避让槽；

131-侧壁；

132-第一过渡段；

133-第二过渡段；

200-大片极片；

210-清洗槽；

220-小条极片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为现有技术中一种大片极片的结构示意图，图2为图1中大片极片裁剪后形成的小条极片的结构示意图，图3为现有的一种极片的结构示意图，图4为现有的一种极片与极耳的连接示意图。

随着锂离子电池技术的不断发展，人们对锂离子电池的快速充电能力提出了更高的要求。锂离子电池的电芯通常包括极片和极耳，其中，极耳可以设置在极片长度的3/4、1/3或1/2位置处，以将极耳中置，极耳中置的电芯具有较低的内阻，从而提升锂离子电池的快速充电能力。而为便于实现极耳的中置，生产中较为常见的方式为，将极片集流体上的一部分涂膏清洗掉，也即在部分集流体上方形成清洗槽，暴露出集流体，使极耳与该暴露的集流体焊接连接，实现极耳在极片上的设置。

例如，生产中，可以在一大片极片200上清洗出多个清洗槽210(例如图1所示)，然后再将大片极片200裁剪成符合尺寸的小条极片220(例如图2所示)。为便于极耳与集流体的焊接，通常裁剪后形成的小条极片220上，清洗槽210应尽可能的位于小条极片220的其中一侧(例如第一侧221)边缘。

然而，在裁剪的过程中，由于工艺误差等原因，极易使小条极片220上的清洗槽210与第一侧221边缘之间还具有残留的涂膏，这部分残留涂膏会严重影响到极耳与集流体之间焊接的牢固性和可靠性，从而降低电池的性能。

参见图3所示，为便于实现极耳300与集流体的连接，可以通过裁剪的方式在极片220的第一侧221上形成圆弧形的凹槽230，以去除第一侧221与清洗槽210之间的部分残留涂膏，将集流体的侧边暴露出来。然而，剪除形成圆弧形的凹槽230，凹槽230两侧仍会留有部分残留涂膏，不能很好的将上述两者之间的残留涂膏去除掉，留有的涂膏仍然会影响极耳与集流体之间的结合牢度。

结合图4所示，尤其是当极耳300的宽度较宽时，位于凹槽230两侧的残留涂膏仍会对极耳300的焊接造成影响。若想将两侧的涂膏均裁剪掉，就需要形成更宽更深的凹槽230，这样大大减小暴露出来的集流体的面积，也会降低极耳300与集流体之间连接的牢固性和可靠性。

基于上述问题，本申请提供的一种电芯和电池，能够有效去除掉清洗槽与极片一侧边缘之间的残留涂膏，增加极耳与集流体之间的可焊接面积，从而有效提高极耳与集流体之间连接的可靠性和牢固性。

图5为本申请实施例提供的一种极片与极耳的连接示意图，图6为本申请实施例提供的一种极片的结构示意图，图7为图6中区域A的放大图。

本申请实施例提供一种电芯，该电芯可以应用于电池中，如锂离子电池等。参加图5所示，该电芯100包括极片10和极耳20，其中，极片10包括集流体11和设置在集流体11上的涂层12，涂层12可以是活性物质层。

其中，参见图6所示，在涂层12上开设有避让槽121，以将集流体11暴露，在集流体11上与避让槽121相对的部位形成有极耳槽111，具体的，可以通过清洗的方式洗去部分涂层12，从而在集流体11上方形成贯穿涂层12的避让槽121，使部分集流体11暴露出来形成极耳槽111，极耳20可以与极耳槽111焊接连接，以实现极耳20与集流体11的连接。

为便于极耳20与集流体11之间的焊接，可以使避让槽121尽可能的接近极片10的第一侧14的边缘，从而使极耳槽111邻近第一侧14的边缘设置。

极片10的第一侧14的边缘向内凹陷形成有凹槽13，也即凹槽13为第一侧14的集流体11和涂层12共同向内凹陷而形成。凹槽13延伸至极耳槽111，具体的，可以通过裁剪的方式，在第一侧14的边缘向内裁剪并延伸至极耳槽111以形成凹槽13，其中，凹槽13可以包括有底壁和相对的两个侧壁，两个侧壁均为线型，具体的，凹槽13的两个侧壁可以均为直线型，并且两个侧壁之间的距离大于等于极耳槽111的宽度。这样通过形成的凹槽13就将第一侧14边缘与极耳槽111之间的涂层12全部去除掉，从而减少或避免了极耳槽111和第一侧14边缘之间的涂层12对极耳20的焊接产生的不利影响，有效提高了极耳20与集流体11之间连接的可靠性和牢固性，提升了电池的性能。

并且凹槽13的两个侧壁之间的距离大于等于极耳槽111的宽度，当极耳20一端穿过凹槽13与极耳槽111连接时，极耳20与两侧的涂层12之间保留有较大的距离，进一步减小或避免了涂层12对极耳20焊接产生不利的影响，有效提高了极耳20与集流体11之间焊接的可靠性和牢固性，提高电池的性能。

同时，与在第一侧221裁剪圆弧形的凹槽230(参照图3所示)相比，该凹槽13可以将极耳槽111与极片10第一侧14边缘之间的涂层12全部去除掉，能够有效的提升极耳20与集流体11之间的连接牢度。而且由于凹槽13的两个侧壁之间的距离大于等于极耳槽111的宽度，当极耳20较宽时，增加凹槽13和极耳槽111的宽度即可满足极耳20的焊接区域需求，这样凹槽13的深度就不受极耳20宽度的影响。也就不会导致极耳槽111面积的减小，也即不会减少极耳20与集流体11之间的可焊接面积，进一步保证了极耳20与集流体11之间焊接连接的可靠性和牢固性，减少或避免极耳20与集流体11之间发生断裂或撕裂的情况，提高电池的性能。

继续参见图6所示，极片10的第一侧14边缘内凹形成凹槽13，如通过裁剪的方式在第一侧14边缘内凹剪去部分极片10以形成凹槽13，则极耳槽111(也即部分集流体11)面向凹槽13的一侧即形成了凹槽13的底壁。

其中，凹槽13的形状可以为

型，极耳槽111面向凹槽13一端的界线可以为线型，也即凹槽13为方形凹槽。这样可以保证凹槽13的形成能够有效的除掉极片10第一侧14边缘与极耳槽111间的涂层12。同时与形成圆弧形的凹槽230(参见图3所示)相比，凹槽13宽度的增加与凹槽13的深度没有关系，可以避免增加凹槽13宽度而导致极耳槽111面积的减小，进一步提高了极耳20与集流体11之间连接的牢固性和可靠性。

继续参见图7所示，其中，极耳槽111面向凹槽13的一端至极片10第一侧14边缘的距离D1可以为1mm-5mm。这样可以有效去除掉极耳槽111与第一侧14边缘之间的涂层12，能够有效避免涂层12对极耳20焊接所产生的不利影响，从而进一步保证极耳20与集流体11之间焊接连接的可靠性和稳定性。

在本申请实施例中，继续参见图7所示，凹槽13的侧壁131与极片10的第一侧14的边缘通过第一过渡段132连接，其中，第一过渡段132的形状至少包括弧形，例如，第一过渡段132的形状可以是圆弧形或椭圆弧形，也即第一过渡段132的一端与极片10第一侧14的边缘相切，另一端与凹槽13的侧壁131相切。这样可以有效减少极片10上的尖角结构，防止极片10在卷绕过程中因尖角结构而发翻折问题，同时，还能够防止发生尖角结构刺穿或划伤隔膜的情况，有效提高了电池的稳定性和可靠性。

具体的，凹槽13的侧壁131长度D2的范围可以为0-5mm，第一过渡段132的弧长可以是四分之一椭圆弧长，四分之一椭圆弧长一端与极片10第一侧14的边缘相切，另一端与凹槽13的侧壁131相切。其中，椭圆长轴的取值范围可以是2mm-10mm，椭圆的短轴取值范围可以是2mm-10mm。可以进一步增强极片上拐角处的弧度，进一步避免尖角结构刺穿或划伤隔膜。

或者，第一过渡段132的弧长还可以是四分之一圆弧长，四分之一圆弧长的一端与极片10第一侧14的边缘相切，另一侧与凹槽13的侧壁131相切。其中，圆的半径取值范围可以是1mm-5mm，可以进一步增强极片上拐角处的弧度，进一步避免尖角结构刺穿或划伤隔膜。

继续参见图7所示，凹槽13的侧壁131与极耳槽111面向凹槽13的一端之间具有夹角α，该夹角α的度数范围可以为30°-150°。

图8为本申请实施例提供的一种凸起部为梯形的极片结构示意图，图9为本申请实施例提供的一种凸起部为三角形的极片结构示意图，图10为本申请实施例提供的一种凸起部为圆形的极片结构示意图。

在本申请实施例中，参见图8所示，凹槽13的形状还可以为异形结构，例如，在极耳槽111面向凹槽13的一端上可以形成凸起部1111。这样在保证将第一侧14便于与极耳槽111之间的涂层12全部去除的基础上，凸起部1111可以有效增大极耳20与集流体11之间的可焊接面积，进一步提高极耳20与集流体11之间焊接连接的可靠性和牢固性，提高电池的性能。

其中，凸起部1111可以位于极耳槽111的中部位置处，极耳20与极耳槽111焊接时，极耳20覆盖在凸起部1111上，这样可以进一步保证极耳20焊接时与两侧涂层12之间留有较大的距离，有助于进一步提升极耳20与集流体11之间的连接牢度。

具体的，继续参见图8所示，凸起部1111的形状可以梯形，其中，梯形的凸起部1111的上底边与极耳槽111宽度之间的比值可以为0.05-0.95，梯形的高可以为1mm-5mm。

或者，参见图9所示，凸起部1111的形状还可以为三角形，三角形顶角β的取值范围可以为30°-150°，三角形的高可以为1mm-5mm。

或者，参见图10所示，凸起部1111的形状还可以为圆弧形，例如，该圆弧形可以是圆形周长的一半，或者是四分之一等。

或者，凸起部1111的形状还可以是椭圆弧形，该椭圆弧形的弧长可以是椭圆周长的二分之一，或者，还可以小于椭圆周长的二分之一，椭圆长轴的延伸方向与极耳槽111宽度的的延伸方向相平行，且椭圆的长轴与极耳槽111宽度之间的比值可以为1-2，椭圆短轴的取值范围为1mm-5mm。

或者，凸起部1111的形状还可以是其他具有凸出结构的形状。

图11为本申请实施例提供的一种凸起部为梯形的另一种极片结构示意图，图12为图11中区域B的放大图，图13为本申请实施例提供的一种凸起部为三角形的另一种极片结构示意图，图14为本申请实施例提供的一种凸起部为圆形的另一种极片结构示意图。

在本申请实施例中，参见图11所示，以凸起部1111的形状为梯形为例，凸起部1111与凹槽13的侧壁131之间可以通过第二过渡段133连接。参见图12所示，第二过渡段133的一端可以与凸起部1111的侧边相切，另一端与凹槽13的侧壁131相切。这样可以有效提高凸起部1111与凹槽13侧壁131之间的连接强度，减少或避免极耳槽111在与凹槽13侧壁131之间的连接部位发生撕裂，有效提高了凸起部1111结构的牢固性和可靠性，进一步提高了极耳20与集流体11之间连接的可靠性和牢固性。

相应的，参见图13所示，凸起部1111的形状为三角形，三角形的凸起部与凹槽的侧壁131之间也具有第二过渡段133。参见图14所示，凸起部1111的形状为圆弧形，圆弧形的凸起部1111与凹槽13的侧壁131之间也具有第二过渡段133。

其中，第二过渡段133的形状可以为圆弧形，圆弧形的弧长可以是圆形周长的一部分，具体的，圆弧形的弧长可以根据凸起部1111与凹槽13的侧壁131之间的夹角设定，例如，当凸起部1111与凹槽13的侧壁131之间的夹角为90°时，圆弧形的弧长可以是圆形周长的四分之一，圆弧形的半径范围可以为1mm-4mm。

或者，第二过渡段133的形状还可以为椭圆弧形，椭圆弧形的弧长也可以是椭圆周长的一部分，具体的，椭圆弧形的弧长可以根据凸起部1111与凹槽13的侧壁131之间的夹角设定，椭圆弧形的长轴范围可以为4mm-7mm，短轴的范围可以为2mm-5mm。

或者，该第二过渡段133的形状也可以是其他具有一定弧度的结构。

这里需要说明的是，本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

本申请实施例还提供一种电池，该电池可以是锂离子电池，或者也可以是其他类型的电池，该电池可以应用于多种电子设备中，以为电子设备供电。

其中，该电池至少包括壳体和上述的电芯100，其中，电芯100设置在壳体内。在壳体内还可以设置有电解液，电芯100的涂层12可以在电解液中发生化学反应，以生成电能，而极耳20可以将电池内的电流引出，以与其他电路结构连接，从而使电池具有供电的功能。

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”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，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括极片和极耳，所述极片包括集流体和设置在所述集流体上的涂层；

所述涂层上开设有避让槽，以暴露所述集流体，所述集流体上与所述避让槽相对的部位为极耳槽，所述极耳槽邻近所述极片第一侧的边缘设置；

所述极片第一侧的边缘向内凹陷形成凹槽，所述凹槽延伸至所述极耳槽，所述凹槽包括两个相对的侧壁，两个所述侧壁之间的距离大于等于所述极耳槽的宽度，所述极耳一端与所述极耳槽连接。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述凹槽的形状为

型，所述极耳槽面向所述凹槽一端的界线为线型。

3.根据权利要求1或2所述的电芯，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述极片第一侧的边缘通过第一过渡段连接；

所述第一过渡段的形状至少包括：弧形。

4.根据权利要求1或2所述的电芯，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述极耳槽面向所述凹槽的一端之间具有夹角，所述夹角的度数范围为：30°-150°。

5.根据权利要求1或2所述的电芯，其特征在于，所述极耳槽面向所述凹槽的一端上形成有凸起部。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述凸起部与所述凹槽的侧壁通过第二过渡段连接，所述第二过渡段的形状至少包括圆弧形或椭圆弧形。

7.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述凸起部的形状至少包括梯形、三角形、圆弧形或椭圆弧形。

8.根据权利要求1或2所述的电芯，其特征在于，所述极耳槽面向所述凹槽的一端至所述极片第一侧边缘的距离为：1mm-5mm。

9.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述第一过渡段的弧长为四分之一椭圆弧长，所述椭圆的长轴范围为2mm-10mm，所述椭圆的短轴范围为2mm-10mm；

或者，所述第一过渡段的弧长为四分之一圆弧长，所述圆的半径范围为1mm-5mm。

10.一种电池，其特征在于，至少包括壳体和上述权利要求1-9任一所述的电芯，所述电芯设置在所述壳体内。

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