CN217062374U - 电芯极组、电芯、电芯模组、动力电池包及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及动力电池技术领域,具体提供一种电芯极组、电芯、电芯模组、动力电池包及车辆,旨在解决现有的长电芯生产效率低、良品率低的问题。本实用新型提供的电芯极组,其具有长度方向,电芯极组至少包括第一极芯和第二极芯,第一极芯和第二极芯沿长度方向排布且并联连接。本实用新型提供的电芯极组,利用长度较短的极芯并联形成长度较长的极芯,进而用于形成长度较长的电芯,对于每个较短的极芯的制备过程而言,能够降低对叠片设备的要求,有效提升叠片的速率,进而提升长电芯的加工速率,同时可以有效提升较长的极芯的良品率。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域,具体提供一种电芯极组、电芯、电芯模组、动力电池包及车辆。
背景技术
目前,极片尺寸较长的电芯只能采用叠片的形式,而且由于极片较长,相应的叠片设备目前尚不成熟,叠片的速率受到很大的限制,良品率也会受到一定的限制。此外,由于极片的长度过长,导致其过流能力受到一定的限制,从而限制了电池的快充能力。
实用新型内容
本实用新型旨在解决或至少缓解上述技术问题,即至少解决现有的长电芯生产效率低、良品率低的问题。
在第一方面,本实用新型提供了一种电芯极组,所述电芯极组具有长度方向,所述电芯极组至少包括第一极芯和第二极芯,所述第一极芯和所述第二极芯沿所述长度方向排布且并联连接。
本实用新型提供的电芯极组,利用长度较短的极芯并联形成长度较长的极芯,进而用于形成长度较长的电芯,对于每个较短的极芯的制备过程而言,能够降低对叠片设备的要求,有效提升叠片的速率,进而提升长电芯的加工速率,同时可以有效提升较长的极芯的良品率。
对于上述的电芯极组,在一些可行的实施方式中,所述电芯极组包括:第一极芯,其包括至少一个第一正极片、至少一个第一负极片,以及位于所述第一正极片和所述第一负极片之间的第一隔膜,所述第一正极片连接有正极耳和第一正极连接极耳,所述第一负极片连接有第一负极连接极耳;第二极芯,其包括至少一个第二正极片、至少一个第二负极片,以及位于所述第二正极片和所述第二负极片之间的第二隔膜,所述第二正极片连接有第二正极连接极耳,所述第二负极片连接有负极耳和第二负极连接极耳;其中,所述第一正极连接极耳和所述第二正极连接极耳连接,所述第一负极连接极耳与所述第二负极连接极耳连接,以便:借助该连接使得所述第一极芯和所述第二极芯并联连接。
这样,提供了电芯极组的一种构造方式。
对于上述的电芯极组,在一些可行的实施方式中,所述第一极芯和所述第二极芯为卷绕结构。
对于上述的电芯极组,在一些可行的实施方式中,沿其卷绕方向观察,所述第一极芯还包括连接至所述第一正极片的末端的第一正极未涂敷集流体和连接至所述第一负极片的末端的第一负极未涂敷集流体,所述第二极芯还包括连接至所述第二正极片的末端的第二正极未涂敷集流体和连接至所述第二负极片的末端的第二负极未涂敷集流体。
这样,通过设置未涂敷集流体作为电子的快速流通通道,能够有效提升相应电芯的充电能力。
对于上述的电芯极组,在一些可行的实施方式中,所述第一极芯和所述第二极芯为叠片结构。
对于上述的电芯极组,在一些可行的实施方式中,沿叠片方向观察,所述第一极芯还包括设置于其两侧的第一正极未涂敷集流体和第一负极未涂敷集流体,所述第一正极未涂敷集流体与所述第一正极片连接,所述第一负极未涂敷集流体与所述第一负极片连接,所述第二极芯还包括设置于其两侧的第二正极未涂敷集流体和第二负极未涂敷集流体,所述第二正极未涂敷集流体与所述第二正极片连接,所述第二负极未涂敷集流体与所述第二负极片连接。
对于上述的电芯极组,在一些可行的实施方式中,所述第一正极未涂敷集流体和所述第二正极未涂敷集流体中的至少一个为铝箔;并且/或者
所述第一负极未涂敷集流体和所述第二负极未涂敷集流体中的至少一个为铜箔。
对于上述的电芯极组,在一些可行的实施方式中,所述电芯极组还包括并联连接至所述第一极芯和所述第二极芯之间的至少一个第三极芯。
这样,提供了电芯极组的另一组实施方式。通过这样设置,有利于实现任意尺寸的电芯以及包含该电芯的电池,从而满足不同用户的需求。
对于上述的电芯极组,在一些可行的实施方式中,所述第三极芯包括至少一个第三正极片和至少一个第三负极片,所述第三正极片面向所述第一极芯的一侧连接有第三正极连接极耳,面向所述第二极芯的一侧连接有第四正极连接极耳,所述第三负极片面向所述第一极芯的一侧连接有第三负极连接极耳,面向所述第二极芯的一侧连接有第四负极连接极耳,其中,所述第一极芯的第一正极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第三正极连接极耳连接,所述第一极芯的第一负极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第三负极连接极耳连接,所述第二极芯的第二正极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第四正极连接极耳连接,所述第二极芯的第二负极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第四负极连接极耳连接,以便:借助该连接使得所述第一极芯、所述第二极芯和至少一个所述第三极芯并联。
在第二方面,本实用新型还提供一种电芯,所述电芯包括前述任一项技术方案所述的电芯极组。
可以理解的是,电芯除包括前述任一项技术方案所述的电芯极组外,还包括用于封装电芯极组的外壳,以及填充在外壳内的电解液等。
在第三方面,本实用新型还提供一种电芯模组,所述电芯模组包括封装框架,以及封装在所述封装框架内的多个如前述任一项技术方案所述的电芯。
可以理解的是,电芯模组为多个电芯串联或并联后形成的组合。
在第四方面,本实用新型还提供一种动力电池包,所述动力电池包配置有前述任一项技术方案所述的电芯模组。
可以理解的是,动力电池包除包括数个电芯模组外,还包括BMS(batterymanagement system,电池管理系统)和热管理系统等。
在第五方面,本实用新型还提供一种车辆,所述车辆配置有前述任一项技术方案所述的动力电池包。
可以理解的是,配置动力电池包的车辆可以是纯电动车,也可以是混合动力车。本领域技术人员可以理解的是,由于上述的电芯、电芯模组、动力电池包和车辆配置有前述的电芯极组,因此具备前述的电芯极组的所有的技术效果,在此不再赘述。
方案1.一种电芯极组,其特征在于,所述电芯极组具有长度方向,所述电芯极组至少包括第一极芯和第二极芯,所述第一极芯和所述第二极芯沿所述长度方向排布且并联连接。
方案2.根据方案1所述的电芯极组,其特征在于,所述电芯极组包括:第一极芯,其包括至少一个第一正极片、至少一个第一负极片,以及位于所述第一正极片和所述第一负极片之间的第一隔膜,所述第一正极片连接有正极耳和第一正极连接极耳,所述第一负极片连接有第一负极连接极耳;第二极芯,其包括至少一个第二正极片、至少一个第二负极片,以及位于所述第二正极片和所述第二负极片之间的第二隔膜,所述第二正极片连接有第二正极连接极耳,所述第二负极片连接有负极耳和第二负极连接极耳;其中,所述第一正极连接极耳和所述第二正极连接极耳连接,所述第一负极连接极耳与所述第二负极连接极耳连接,以便:借助该连接使得所述第一极芯和所述第二极芯并联连接。
方案3.根据方案2所述的电芯极组,其特征在于,所述第一极芯和所述第二极芯为卷绕结构。
方案4.根据方案3所述的电芯极组,其特征在于,沿其卷绕方向观察,所述第一极芯还包括连接至所述第一正极片的末端的第一正极未涂敷集流体和连接至所述第一负极片的末端的第一负极未涂敷集流体,所述第二极芯还包括连接至所述第二正极片的末端的第二正极未涂敷集流体和连接至所述第二负极片的末端的第二负极未涂敷集流体。
方案5.根据方案2所述的电芯极组,其特征在于,所述第一极芯和所述第二极芯为叠片结构。
方案6.根据方案5所述的电芯极组,其特征在于,沿叠片方向观察,所述第一极芯还包括设置于其两侧的第一正极未涂敷集流体和第一负极未涂敷集流体,所述第一正极未涂敷集流体与所述第一正极片连接,所述第一负极未涂敷集流体与所述第一负极片连接,所述第二极芯还包括设置于其两侧的第二正极未涂敷集流体和第二负极未涂敷集流体,所述第二正极未涂敷集流体与所述第二正极片连接,所述第二负极未涂敷集流体与所述第二负极片连接。
方案7.根据方案4或6所述的电芯极组,其特征在于,所述第一正极未涂敷集流体和所述第二正极未涂敷集流体中的至少一个为铝箔;并且/或者所述第一负极未涂敷集流体和所述第二负极未涂敷集流体中的至少一个为铜箔。
方案8.根据方案4或6所述的电芯极组,其特征在于,所述电芯极组还包括并联连接至所述第一极芯和所述第二极芯之间的至少一个第三极芯。
方案9.根据方案8所述的电芯极组,其特征在于,所述第三极芯包括至少一个第三正极片和至少一个第三负极片,所述第三正极片面向所述第一极芯的一侧连接有第三正极连接极耳,面向所述第二极芯的一侧连接有第四正极连接极耳,所述第三负极片面向所述第一极芯的一侧连接有第三负极连接极耳,面向所述第二极芯的一侧连接有第四负极连接极耳,其中,所述第一极芯的第一正极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第三正极连接极耳连接,所述第一极芯的第一负极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第三负极连接极耳连接,所述第二极芯的第二正极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第四正极连接极耳连接,所述第二极芯的第二负极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第四负极连接极耳连接,以便:借助该连接使得所述第一极芯、所述第二极芯和至少一个所述第三极芯并联。
方案10.一种电芯,其特征在于,所述电芯包括方案1至9中任一项所述的电芯极组。
方案11.一种电芯模组,其特征在于,所述电芯模组包括封装框架,以及封装在所述封装框架内的多个如方案10所述的电芯。
方案12.一种动力电池包,其特征在于,所述动力电池包配置有方案11所述的电芯模组。
方案13.一种车辆,其特征在于,所述车辆配置有方案12所述的动力电池包。
附图说明
下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式,附图中:
图1为本实用新型实施例1提供的电芯极组的展开结构示意图;
图2为本实用新型实施例1提供的电芯极组的卷绕结构示意图;
图3为本实用新型实施例2提供的电芯极组的展开结构示意图;
图4为本实用新型实施例2提供的电芯极组的叠片结构示意图;
附图标记列表:
1、电芯极组;
10、第一极芯;100、第一正极片;101、第一负极片;102、正极耳;103、第一正极连接极耳;104、第一负极连接极耳;105、第一正极未涂敷集流体;106、第一负极未涂敷集流体;107、正极未涂敷集流体极耳;108、第一正极未涂敷集流体连接极耳;109、第一负极未涂敷集流体连接极耳;
20、第二极芯;200、第二正极片;201、第二负极片;202、负极耳;203、第二正极连接极耳;204、第二负极连接极耳;205、第二正极未涂敷集流体;206、第二负极未涂敷集流体;207、第二正极未涂敷集流体连接极耳;208、第二负极未涂敷集流体连接极耳;209、负极未涂敷集流体极耳;
30、第三极芯;300、第三正极片;301、第三负极片;302、第三正极连接极耳;303、第四正极连接极耳;304、第三负极连接极耳;305、第四负极连接极耳;306、第三正极未涂敷集流体;307、第三负极未涂敷集流体。
具体实施方式
首先需要说明的是,下述实施方式仅用于解释本实用新型的技术原理,并非旨在限制本实用新型的保护范围。
其次,为了更好地说明本实用新型,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本实用新型同样可以实施。
在本实用新型的描述中,术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示方向或位置关系的术语是基于实际应用时的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所要保护的设备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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,本实用新型中的“未标示”表示附图中对相应的结构有示意但未进行标注,“未图示”表示附图中未对相应的结构进行示意。
下面参照附图对本实用新型提供的电芯极组进行说明。
实施例1
本实施例提供的电芯极组由两个短极芯并联形成长电芯极组结构。具体地,该电芯极组包括第一极芯和第二极芯,第一极芯和第二极芯沿电芯极组的长度方向(图中的左右方向)排布且并联连接。第一极芯和第二极芯均采用卷绕工艺制成卷绕结构。
参照图1和图2,图1为本实用新型实施例1提供的电芯极组的展开结构示意图;图2为本实用新型实施例1提供的电芯极组的卷绕结构示意图。
如图1所示,第一极芯10包括第一正极片100和第一负极片101,第一正极片100和第一负极片101沿其卷绕方向具有一定的长度。在卷绕之前,将第一正极片100和第一负极片101之间通过第一隔膜(未图示)隔开以防短路。为方便观察和说明,图1中将原本叠置于第一正极片100下方(或上方)的第一负极片101置于第一正极片100的右侧。
在第一极芯10中,第一正极片100的左侧连接有若干正极耳102,右侧连接有若干第一正极连接极耳103,正极耳102与第一正极连接极耳103在数量和位置方面具有对应关系。第一负极片101的右侧连接有第一负极连接极耳104,当第一正极片100与第一负极片101叠置后,第一正极连接极耳103与第一负极连接极耳104相邻且错位设置,方便后续与第二极芯20的连接。
继续参照图1,第二极芯20包括第二正极片200和第二负极片201,第二正极片200和第二负极片201沿其卷绕方向具有一定的长度。在卷绕之前,将第二正极片200和第二负极片201之间通过第二隔膜(未图示)隔开以防短路。为方便观察和说明,图1中将原本叠置于第二正极片200下方(或上方)的第二负极片201置于第二正极片200的右侧。
在第二极芯20中,第二正极片200的左侧连接有若干第二正极连接极耳203。第二负极片201的右侧连接有若干负极耳202,第二负极片201的左侧连接有若干第二负极连接极耳204,当第二正极片200与第二负极片201叠置后,第二正极连接极耳203与第二负极连接极耳204相邻且错位设置,且第二正极连接极耳203的位置与第一正极连接极耳103的位置对应,第二负极连接极耳204的位置与第一负极连接极耳104的位置对应。
如图2所示,图中示出了卷绕后的第一极芯10与卷绕后的第二极芯20连接后的结构,以及制成电芯后电芯在充电过程中电子的流向。具体地,首先将卷绕后的第一极芯10的若干个第一正极连接极耳103焊接在一起,以及将卷绕后的第二极芯20的若干个第二正极连接极耳203焊接在一起,然后将已焊接的若干第一正极连接极耳103和已焊接的若干第二正极连接极耳203进一步焊接在一起。同理,第一极芯10的若干个第一负极连接极耳104和第二极芯20的若干个第二负极连接极耳204连接。本实施例中的极耳与极耳之间的连接通过超声波焊接技术进行焊接,可以理解的是,还可以采用其他焊接技术,如激光焊。
这样一来,利用长度较短的第一极芯10和第二极芯20并联后形成的电芯极组1可以构造形成长度较长的电芯,而对于每个长度较短的极芯的制备过程而言,由于其长度尺寸(非卷绕尺寸)减小,可以有效提升极芯的叠片速率,以及提升良品率。
可以理解的是,由于第一极芯10和第二极芯20并联连接,构成的长度较长的电芯极组1对应的电芯的输出电压不变而容量增加。
进一步地,对于现有的整体式结构的长极芯而言,由于极芯的长度较长,导致电流在长极芯内部的流通不均匀,使得其过流能力受到很大限制,进而导致充电能力受限。为进一步解决该问题,本实施例中的第一极芯10和第二极芯20还分别设置有能够为电子流通提供快速流通通道的未涂敷集流体,在充电过程中,部分电子经由未涂敷的集流体形成的通道快速流通,从而提升电芯的过流能力。
具体地,如图1中所示,沿第一极芯10和第二极芯20的卷绕方向(自上而下)观察,在第一极芯10的第一正极片100的末端连接有第一正极未涂敷集流体105,在第一极芯10的第一负极片101的末端连接有第一负极未涂敷集流体106,其中第一正极未涂敷集流体105采用铝箔制成,第一负极未涂敷集流体106采用铜箔制成。第一正极未涂敷集流体105的左端连接有正极未涂敷集流体极耳107,第一正极未涂敷集流体105的右端连接有第一正极未涂敷集流体连接极耳108,第一正极未涂敷集流体连接极耳108的位置与第一正极连接极耳103的位置对应。第一负极未涂敷集流体106的右端连接有第一负极未涂敷集流体连接极耳109,第一负极未涂敷集流体连接极耳109的位置与第一负极连接极耳104的位置对应。
在第二极芯20的第二正极片200的末端连接有第二正极未涂敷集流体205,在第二极芯20的第二负极片201的末端连接有第二负极未涂敷集流体206,其中第二正极未涂敷集流体205采用铝箔制成,第二负极未涂敷集流体206采用铜箔制成。第二正极未涂敷集流体205的左端连接有第二正极未涂敷集流体连接极耳207,第二负极未涂敷集流体206的右端连接有负极未涂敷集流体极耳209,第二负极未涂敷集流体206的左端连接有第二负极未涂敷集流体连接极耳208,第二负极未涂敷集流体连接极耳208的位置与第二负极连接极耳204的位置对应。
在将第一极芯10与第二极芯20卷绕形成图2的极组结构后,卷绕状态下的第一极芯10中,首先,正极未涂敷集流体极耳107与若干正极耳102焊接在一起;第一正极未涂敷集流体连接极耳108与若干第一正极连接极耳103焊接在一起;第一负极未涂敷集流体连接极耳109与若干第一负极连接极耳104焊接在一起。卷绕状态下的第二极芯20中,首先,第二正极未涂敷集流体连接极耳207与若干第二正极连接极耳203焊接在一起;第二负极未涂敷集流体连接极耳208连接与若干第二负极连接极耳204连接焊接在一起;第二正极未涂敷集流体连接极耳207焊接在一起;负极未涂敷集流体极耳209与若干负极耳202焊接在一起。然后,将焊接后的第一正极连接极耳103与第二正极连接极耳203焊接,将焊接后的第一负极连接极耳104和第二负极连接极耳204焊接,实现带有未涂敷集流体的第一极芯10与第二极芯20的并联连接。上述的由第一极芯10和第二极芯20构成的电芯极组1在设置外壳(未图示)并充注电解液后制成电芯,其中正极耳102连接到外壳设置的正极柱(未图示)上,负极耳202连接到外壳设置的负极柱(未图示)上,当正极柱和负极柱连接外电路后,即可进行电芯的充电和放电过程。
如图2所示,图中示出了电芯充电过程中电子的流通路径。图中D1示出了电子从正极流出的路径,D2示出了电子从外电路流入负极的路径。
具体地,D1中的细线展示的是电子从正极片流出的路径,其起始于第二极芯20的第二正极片200,经由第二正极连接极耳203和第一正极连接极耳103构造出的通道流向第一正极片100,再由第一正极片100和连接至第一正极片100的正极耳102流出进入外电路。D1中的粗线展示了第一正极片100和第二正极片200中的一部分电子经由未涂敷的正极未涂敷集流体(包括第一正极未涂敷集流体105和第二正极未涂敷集流体205)快速流出的路径。
D2中的细线展示的是电子从外电路流入负极片的路径,外电路中的电子首先经负极耳202进入第二负极片201,经由第二负极连接极耳204和第一负极连接极耳104构造出的通道流向第一负极片101,进入第一负极片101和第二负极片201的电子与从正极片经过隔膜和电解液迁移至负极片的锂离子结合,形成电流回路,实现充电目的。D2中的粗线展示的是一部分电子经由负极未涂敷集流体(包括第一负极未涂敷集流体106和第二负极未涂敷集流体206)快速流入的路径。
可见,在第一极芯10和第二极芯20上设置未涂敷的集流体之后,能够构造出供电子快速流通的过流通道,进而提升电芯的快充能力。
可以理解的是,本实施例中的第一极芯10和第二极芯20也可以制成叠片结构,叠片结构的电芯极组与卷绕结构的电芯极组在极芯与极芯的连接方式方面相同,不同之处在于单个极芯自身的构造方式不同,具体也可以参照实施例2中的叠片结构。
实施例2
本实施例提供的电芯极组1由三个长度较短的极芯并联形成长度较长的电芯极组1。具体地,该电芯极组1包括第一极芯10、第二极芯20和第三极芯30,第一极芯10、第三极芯30和第二极芯20沿电芯极组1的长度方向(图中的左右方向)顺次自右向左排布且并联连接。本实施例中,第一极芯10、第二极芯20和第三极芯30均采用叠片工艺制成叠片结构,叠片结构的电芯极组1可以制成刀片电池。
参照图3和图4,图3为本实用新型实施例2提供的电芯极组的展开结构示意图;图4为本实用新型实施例2提供的电芯极组的叠片结构示意图。
如图3所示,位于图3中靠右的一列为展开状态下的第一极芯10。具体地,第一极芯10包括两片第一正极片100(图中呈黑色)和三片第一负极片101(图中呈灰色),第一正极片100和第一负极片101在其左右方向上具有一定的长度。在进行叠片的过程中,第一正极片100和第一负极片101之间需要通过第一隔膜(未图示)隔开以防短路。为方便观察和说明,图3中将原本沿垂直于纸面的方向顺次叠置的第一正极片100和第一负极片101沿平行于纸面的方向平摊开来,第二极芯20和第三极芯30同理。
在第一极芯10中,第一正极片100的右侧连接有正极耳102,左侧连接有第一正极连接极耳103,正极耳102和第一正极连接极耳103沿第一极芯10的长度方向(左右方向)设置于第一正极片100的两端。第一负极片101的左侧连接有第一负极连接极耳104。在将第一正极片100和第一负极片101叠置后,各个第一正极片100连接的第一正极连接极耳103的位置相对应,各个第一负极片101连接的第一负极连接极耳104的位置相对应,且第一正极连接极耳103与第一负极连接极耳104相邻且错位设置,错位状态如图4中所示,方便后续与第三极芯30的连接。
继续参照图3,位于图3中靠左的一列为展开状态下的第二极芯20。第二极芯20包括第二正极片200和第二负极片201,第二正极片200和第二负极片201的数量和叠置方式与第一极芯10相同。在进行叠片的过程中,第二正极片200和第二负极片201之间需要通过第二隔膜(未图示)隔开以防短路。
在第二极芯20中,每个第二正极片200的右侧连接有第二正极连接极耳203,第二负极片201的左侧连接有负极耳202,右侧连接有第二负极连接极耳204,负极耳202和第二负极连接极耳204沿第二极芯20的长度方向(左右方向)连接到第二负极片201的两端。在将第二正极片200和第二负极片201叠置后,第二正极连接极耳203与第二负极连接极耳204相邻且错位设置,错位状态如图4中所示,方便后续与第三极芯30的连接。
第三极芯30与第一极芯10和第二极芯20的结构略有不同,第三极芯30用于连接第一极芯10和第二极芯20。
具体地,如图3所示,图中中间的一列为展开状态下的第三极芯30,第三极芯30包括第三正极片300和第三负极片301,其数量与叠置方式与第一极芯10和第二极芯20相同。第三正极片300面向第一极芯10的一侧连接有第三正极连接极耳302,面向第二极芯20的一侧连接有第四正极连接极耳303。第三负极片301面向第一极芯10的一侧连接有第三负极连接极耳304,面向第二极芯20的一侧连接有第四负极连接极耳305。在将各第三正极片300和第三负极片301叠置并通过第三隔膜隔开后形成第三极芯30。
如图4所示,第一极芯10、第三极芯30与第二极芯20的连接方式具体为:首先,将第一极芯10、第三极芯30与第二极芯20各自的若干极耳叠置后分别焊接在一起,具体可参照实施例1。在将各个极芯自身的极耳焊接后,将第一极芯10的焊接后的第一正极连接极耳103和第三极芯30的焊接后的第三正极连接极耳302焊接在一起,第一极芯10的焊接后的第一负极连接极耳104和第三极芯30的焊接后的第三负极连接极耳304焊接在一起,第二极芯20的焊接后的第二正极连接极耳203和第三极芯30的焊接后的第四正极连接极耳303焊接在一起,第二极芯20的焊接后的第二负极连接极耳204和第三极芯30的焊接后的第四负极连接极耳305焊接在一起。借助该连接,使得第一极芯10、第二极芯20和第三极芯30并联。
需要说明的是,若第三极芯30为多个,则第一极芯10的第一正极连接极耳103和与其相邻的第三极芯30的第三正极连接极耳302连接,第一极芯10的第一负极连接极耳104和与其相邻的第三极芯30的第三负极连接极耳304连接,第二极芯20的第二正极连接极耳203和与其相邻的第三极芯30的第四正极连接极耳303连接,第二极芯20的第二负极连接极耳204和与其相邻的第三极芯30的第四负极连接极耳305连接。
与实施例1相同,本实施例中通过超声波焊接技术实现极耳与极耳之间的连接,进而实现第一极芯10、第二极芯20和第三极芯30的并联。通过这样设置,即将电芯内部原本尺寸较大的极芯通过采用多个尺寸较小的极芯并联的方式进行构造,可以有效解决长极芯叠片率低、良品率低的问题。
进一步地,为了提升构造出的长电芯极组1的过流能力,提升其充电性能,本实施例的部分极芯还连接有未涂敷的集流体。具体地,如图3所示,沿叠片方向(自下而上)观察,第一极芯10还包括与第一正极片100连接的第一正极未涂敷集流体105,第一正极未涂敷集流体105位于第一极芯10的底层;第二极芯20还包括与第二负极片201连接的第二负极未涂敷集流体206,第二负极未涂敷集流体206位于第二极芯20的顶层;第三极芯30还包括与第三负极片301连接的第三负极未涂敷集流体307和与第三正极片300连接的第三正极未涂敷集流体306。
需要说明的是,由于本实施例中的第一负极片的右侧未设置连接未涂敷集流体的极耳,且第二正极片的左侧未设置连接未涂敷集流体的极耳,因而在实际使用过程中,电子不会在第一负极未涂敷集流体和第二正极未涂敷集流体内流通,因此本实施例中的第一极芯10省去了设置第一负极未涂敷集流体和第二正极未涂敷集流体,相应地,图3中右上角和左下角为空白区域。
如图4所示,图中示出了由第一极芯10、第三极芯30和第二极芯20顺次连接形成的电芯极组1制成的电芯在充电过程中电子从正极到达负极的流通路径。图中D1示出了电子从正极流出的路径,D2示出了电子从外电路流入负极的路径。
具体地,D1中的细线展示的是电子从正极片流出的路径,D1中的粗线展示的是一部分电子经由未涂敷的正极未涂敷集流体快速流出的路径。D2中的细线展示的是电子从外电路流入负极片的路径,D2中的粗线展示的是一部分电子经由未涂敷的负极未涂敷集流体快速流入的路径。由于其与实施例1的电子流通路径相似,在此不再赘述。
可以理解的是,第三极芯30的数量可以为多个,多个第三极芯30并联连接到第一极芯10和第二极芯20之间,因而理想状态下可以组成任意长度的电芯极组1,进而获得任意长度的电芯。
可以理解的是,本实施例中的第一极芯、第二极芯和至少一个第三极芯也可以通过卷绕的方式制成卷绕结构。卷绕结构的电芯极组与叠片结构的电芯极组在极芯与极芯连接的连接方式方面相同,不同之处在于单个极芯自身的构造方式不同,具体可以参照实施例1中的卷绕结构。
本实用新型实施例还提供一种电芯,电芯除包括上述实施例中的一个或多个电芯极组外,还包括用于封装电芯极组的外壳,以及填充在外壳内的电解液。在将电芯极组封装在外壳以后,电芯极组的正极耳与外壳设置的正极柱(未图示)连接,电芯极组的负极耳与外壳设置的负极柱(未图示)连接,正极柱和负极柱能够与外电路连接。
本实用新型实施例还提供一种电芯模组,电芯模组由多个电芯和用于封装电芯的封装框架构成,封装框架作为多个电芯统一的边界实现与外电路的连接。
本实用新型实施例还提供一种动力电池包,动力电池包包括一个或多个电芯模组,以及BMS(battery management system,电池管理系统)和热管理系统等,电池包内的多个电芯模组以串联、并联等方式连接。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种电芯极组,其特征在于,所述电芯极组具有长度方向,所述电芯极组至少包括第一极芯和第二极芯,所述第一极芯和所述第二极芯沿所述长度方向排布且并联连接。
2.根据权利要求1所述的电芯极组,其特征在于,所述电芯极组包括:
第一极芯,其包括至少一个第一正极片、至少一个第一负极片,以及位于所述第一正极片和所述第一负极片之间的第一隔膜,所述第一正极片连接有正极耳和第一正极连接极耳,所述第一负极片连接有第一负极连接极耳;
第二极芯,其包括至少一个第二正极片、至少一个第二负极片,以及位于所述第二正极片和所述第二负极片之间的第二隔膜,所述第二正极片连接有第二正极连接极耳,所述第二负极片连接有负极耳和第二负极连接极耳;
其中,所述第一正极连接极耳和所述第二正极连接极耳连接,所述第一负极连接极耳与所述第二负极连接极耳连接,以便:
借助该连接使得所述第一极芯和所述第二极芯并联连接。
3.根据权利要求2所述的电芯极组,其特征在于,所述第一极芯和所述第二极芯为卷绕结构。
4.根据权利要求3所述的电芯极组,其特征在于,沿其卷绕方向观察,所述第一极芯还包括连接至所述第一正极片的末端的第一正极未涂敷集流体和连接至所述第一负极片的末端的第一负极未涂敷集流体,
所述第二极芯还包括连接至所述第二正极片的末端的第二正极未涂敷集流体和连接至所述第二负极片的末端的第二负极未涂敷集流体。
5.根据权利要求2所述的电芯极组,其特征在于,所述第一极芯和所述第二极芯为叠片结构。
6.根据权利要求5所述的电芯极组,其特征在于,沿叠片方向观察,所述第一极芯还包括设置于其两侧的第一正极未涂敷集流体和第一负极未涂敷集流体,所述第一正极未涂敷集流体与所述第一正极片连接,所述第一负极未涂敷集流体与所述第一负极片连接,
所述第二极芯还包括设置于其两侧的第二正极未涂敷集流体和第二负极未涂敷集流体,所述第二正极未涂敷集流体与所述第二正极片连接,所述第二负极未涂敷集流体与所述第二负极片连接。
7.根据权利要求4或6所述的电芯极组,其特征在于,所述第一正极未涂敷集流体和所述第二正极未涂敷集流体中的至少一个为铝箔;并且/或者
所述第一负极未涂敷集流体和所述第二负极未涂敷集流体中的至少一个为铜箔。
8.根据权利要求4或6所述的电芯极组,其特征在于,所述电芯极组还包括并联连接至所述第一极芯和所述第二极芯之间的至少一个第三极芯。
9.根据权利要求8所述的电芯极组,其特征在于,所述第三极芯包括至少一个第三正极片和至少一个第三负极片,所述第三正极片面向所述第一极芯的一侧连接有第三正极连接极耳,面向所述第二极芯的一侧连接有第四正极连接极耳,所述第三负极片面向所述第一极芯的一侧连接有第三负极连接极耳,面向所述第二极芯的一侧连接有第四负极连接极耳,
其中,所述第一极芯的第一正极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第三正极连接极耳连接,所述第一极芯的第一负极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第三负极连接极耳连接,
所述第二极芯的第二正极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第四正极连接极耳连接,所述第二极芯的第二负极连接极耳和与其相邻的第三极芯的第四负极连接极耳连接,以便:
借助该连接使得所述第一极芯、所述第二极芯和至少一个所述第三极芯并联。
10.一种电芯,其特征在于,所述电芯包括权利要求1至9中任一项所述的电芯极组。
11.一种电芯模组,其特征在于,所述电芯模组包括封装框架,以及封装在所述封装框架内的多个如权利要求10所述的电芯。
12.一种动力电池包,其特征在于,所述动力电池包配置有权利要求11所述的电芯模组。
13.一种车辆,其特征在于,所述车辆配置有权利要求12所述的动力电池包。
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