CN217485477U - 一种裸电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种裸电芯及电池，涉及储能技术领域。该裸电芯包括层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片，所述第一极片与所述第二极片极性相反，所述第一极片和所述第二极片均包括涂覆区和未涂覆区，所述第一极片的未涂覆区上至少部分覆盖有第一金属箔材，和/或所述第二极片的未涂覆区上至少部分覆盖有第二金属箔材。采用上述形式，能够提升连接的稳定性，并提升连接的过流能力和使用时的可靠性。

Description

一种裸电芯及电池

技术领域

本申请涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种裸电芯及电池。

背景技术

随着电动汽车市场的进一步扩大和对续航里程要求的不断提升，整车企业对动力电池在能量密度、制造成本、循环寿命和产品附加属性等方面都提出了更高的要求。目前，锂电池凭借能量密度高、电压高、工作温度范围宽及寿命长等优点在众多种类的电池中脱颖而出。随着锂离子电池的广泛应用，大容量、倍率性能好的锂离子电池已成为行业内发展的趋势。

锂电池的主要结构通常由外壳、电池卷芯和电池盖板构成。现有技术中，一般使用揉极耳的方式，将较高的极耳通过机械搓揉的形式揉成较矮的一个实体。这种方式极耳揉平容易出现金属屑，并且无法控制各处的均一性，揉成的实体也存在较多空隙，长期受力时仍会发生明显变形，焊接时可能出现虚焊。若连接处连接不好或连接失效，将导致发热严重，造成电池温度过高，严重时导致电池失效，影响电池的安全性和循环寿命。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种裸电芯及电池，能够提升连接的稳定性，并提升连接的过流能力和使用时的可靠性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种裸电芯，包括层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片，所述第一极片与所述第二极片极性相反，所述第一极片和所述第二极片均包括涂覆区和未涂覆区，所述第一极片的未涂覆区上至少部分覆盖有第一金属箔材，和/或所述第二极片的未涂覆区上至少部分覆盖有第二金属箔材。

可选地，所述第一金属箔材与所述涂覆区具有预设距离时，所述第一金属箔材的厚度一致；所述第二金属箔材与所述涂覆区具有预设距离时，所述第二金属箔材的厚度一致。

可选地，所述第一金属箔材与所述涂覆区接触时，所述第一金属箔材的厚度渐变设置，且朝向所述涂覆区的一端厚度最薄；所述第二金属箔材与所述涂覆区接触时，所述第二金属箔材的厚度渐变设置，且朝向所述涂覆区的一端厚度最薄。

可选地，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片，且所述第一金属箔材的材料与所述第一极片未涂覆区的材料一致，所述第二金属箔材的材料与所述第二极片未涂覆区的材料一致。

可选地，所述第一极片的未涂覆区与所述第一金属箔材之间通过焊接或者粘接的形式连接；所述第二极片的未涂覆区与所述第二金属箔材之间通过焊接或者粘接的形式连接。

可选地，所述第一金属箔材和所述第二金属箔材分别设置为单层时，所述第一金属箔材位于所述第一极片的一侧，所述第二金属箔材位于所述第二极片的一侧。

可选地，所述第一金属箔材和所述第二金属箔材分别设置为双层时，所述第一金属箔材位于所述第一极片的相对两侧，所述第二金属箔材位于所述第二极片的相对两侧。

可选地，所述第一极片的涂覆区涂覆有第一活性物质层，所述第一活性物质层的厚度与所述第一金属箔材的厚度一致；所述第二极片的涂覆区涂覆有第二活性物质层，所述第二活性物质层的厚度与所述第二金属箔材的厚度一致。

本申请实施例的另一方面，提供一种电池，包括壳体，所述壳体包括相对设置的盖板组件和底板，以及位于所述盖板组件和所述底板之间的主体部，所述壳体内设置有如上所述任一项所述的裸电芯。

可选地，所述第一极片和所述第一金属箔材共同卷绕后与所述盖板组件连接，所述第二极片和所述第二金属箔材共同卷绕后与所述底板或所述盖板组件连接。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的裸电芯，通过将第一极片、隔膜和第二极片层叠设置的同时，在第一极片的未涂覆区上至少部分覆盖第一金属箔材，并在第二极片的未涂覆区上至少部分覆盖第二金属箔材，在共同卷绕时，能够使裸电芯端部具有第一金属箔材和/或第二金属箔材处形成密实的集流体端部，能持续承受较大外力而不变形，焊接时可形成可靠的焊点，从而提升连接的过流能力和连接可靠性。

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池的结构示意图之一；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本申请实施例提供的电池的结构示意图之二；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为本申请实施例提供的第一金属箔材和第二金属箔材卷绕形式的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第一金属箔材(第二金属箔材)的侧视图之一；

图7为本申请实施例提供的第一金属箔材(第二金属箔材)的侧视图之二；

图8为本申请实施例提供的第一金属箔材(第二金属箔材)的侧视图之三。

图标：110-壳体；112-底板；120-盖板组件；130-第一极片；132-第一金属箔材；140-第二极片；142-第二金属箔材；150-涂覆区；160-未涂覆区。

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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1至图5，本实施例提供一种裸电芯，包括层叠设置的第一极片130、隔膜和第二极片140，第一极片130与第二极片140极性相反，第一极片130和第二极片140均包括涂覆区150和未涂覆区160，第一极片130的未涂覆区160上至少部分覆盖有第一金属箔材132，和/或第二极片140的未涂覆区160上至少部分覆盖有第二金属箔材142。

具体的，由于第一极片130和第二极片140的箔材较薄，在卷绕过程中容易破裂受损，而且卷绕完成之后，在分别与盖板组件120和壳体110的底板112连接过程中，容易受力变形，影响连接的稳定性，特别是在焊接过程中，容易形成虚焊，导致连接处发热严重，影响电池的使用稳定性和使用寿命。

在本申请实施例的方案中，通过在第一极片130的未涂覆区160上至少部分覆盖第一金属箔材132，并在第二极片140的未涂覆区160上至少部分覆盖第二金属箔材142，在第一极片130、隔膜和第二极片140卷绕时，第一金属箔材132和第二金属箔材142也卷绕至裸电芯内，且第一金属箔材132和第二金属箔材142分别位于裸电芯的相对两端。也可以根据实际需要位于裸电芯的同一端，此时，需要在第一金属箔材132和第二金属箔材142处分别设置缺口，以使卷绕后的第一金属箔材132和第二金属箔材142所在区域分别位于卷芯同一端的相对两边，以保证稳定的连接。

第一金属箔材132与第一极片130卷绕之后，形成第一集流体端部，第二金属箔材142与第二极片140卷绕之后，形成第二集流体端部。为了保证卷绕后的集流体端部整齐密实，可使第一金属箔材132与第一极片130的边沿对齐，且第二金属箔材142与第二极片140的边沿对齐。这样一来，避免因端部不整齐影响连接的稳定性。可以理解的，在实际的实施过程中，可能对齐时存在一定的误差，可以在卷绕后对两端进行修整，以保证平齐的端部结构。

本申请实施例提供的裸电芯，通过将第一极片130、隔膜和第二极片140层叠设置的同时，在第一极片130的未涂覆区160上至少部分覆盖第一金属箔材132，并在第二极片140的未涂覆区160上至少部分覆盖第二金属箔材142，在共同卷绕时，能够使裸电芯端部具有第一金属箔材132和/或第二金属箔材142处形成密实的集流体端部，能持续承受较大外力而不变形，焊接时可形成可靠的焊点，从而提升连接的过流能力和连接可靠性。

其中，第一极片130的涂覆区150用于涂覆第一活性物质层，第二极片140的涂覆区150用于涂覆第二活性物质层，可以理解的，第一活性物质层和第二活性物质层可分别为正极活性物质层和负极活性物质层，通过上述第一活性物质层和第二活性物质层，以便于电池更好的存储电能，以保证电池的可靠充放电。另外，通过在第一极片130和第二极片140上设置未涂覆区160，在第一极片130的未涂覆区160可以形成第一极耳，并在第二极片140的未涂覆区160形成第二极耳。通过在第一极耳处设置第一金属箔材132，并在第二极耳处设置第二金属箔材142，在卷绕形成裸电芯之后，第一极耳和第二极耳处就会形成密实的集流体端部，以便于焊接形成可靠的焊点，以保证接的可靠性。

在本申请的可选实施例中，如图6所示，第一金属箔材132与涂覆区150具有预设距离时，第一金属箔材132的厚度一致；第二金属箔材142与涂覆区150具有预设距离时，第二金属箔材142的厚度一致。

具体的，当第一金属箔材132与涂覆区150具有预设距离时，第一金属箔材132位于未涂覆区160的部分区域，在当前状态下，卷绕形成裸电芯时，能够防止第一金属箔材132剐蹭到第一活性物质层导致掉粉，影响电池性能。同样的，当第二金属箔材142与涂覆区150具有预设距离时，第二金属箔材142位于未涂覆区160的部分区域，在当前状态下，卷绕形成裸电芯时，能够防止第二金属箔材142剐蹭到第二活性物质层导致掉粉，影响电池性能。此时，第一金属箔材132的厚度可以设置为一致的，且第二金属箔材142也可以设置为一致的。

在本申请的可选实施例中，第一金属箔材132与涂覆区150接触时，第一金属箔材132的厚度渐变设置，且朝向涂覆区150的一端厚度最薄；第二金属箔材142与涂覆区150接触时，第二金属箔材142的厚度渐变设置，且朝向涂覆区150的一端厚度最薄。

具体的，当第一金属箔材132与涂覆区150接触时，第一金属箔材132位于未涂覆区160的全部区域，在当前状态下，卷绕形成裸电芯时，第一活性物质层可能受卷绕时的挤压力向第一金属箔材132所在位置移动。此时，由于第一金属箔材132朝向涂覆区150一端的厚度最薄，部分第一活性物质进入第一金属箔材132所在区域也不会受影响。同样的，当第二金属箔材142与涂覆区150接触时，第二金属箔材142位于未涂覆区160的全部区域，在当前状态下，卷绕形成裸电芯时，第二活性物质层可能受卷绕时的挤压力向第二金属箔材142所在位置移动。此时，由于第二金属箔材142朝向涂覆区150一端的厚度最薄，部分第二活性物质进入第二金属箔材142所在区域也不会受影响。

如图7和图8所示，第一金属箔材132和第二金属箔材142的侧面可设置为直角梯形或等腰梯形的结构形式，在卷绕过程中，可以有部分的活性物质进入较薄区域处，在卷绕裸电芯时，能够保证整体的平整性和密实程度，从而保证卷绕质量和连接处的可靠性。

在本申请的可选实施例中，第一极片130为正极片，第二极片140为负极片，且第一金属箔材132的材料与第一极片130未涂覆区160的材料一致，第二金属箔材142的材料与第二极片140未涂覆区160的材料一致。

采用上述形式，能够使连接处形成稳定的连接关系，以保证电连通的稳定性。

在本申请的可选实施例中，第一极片130的未涂覆区160与第一金属箔材132之间通过焊接或者粘接的形式连接；第二极片140的未涂覆区160与第二金属箔材142之间通过焊接或者粘接的形式连接。

具体的，第一极片130与第一金属箔材132之间粘接时，需要使用可导电的粘接剂，以保证可靠的电连接关系。第一极片130与第一金属箔材132之间也可以采用焊接的形式，同样能起到所需的连接作用。同样的，第二极片140与第二金属箔材142之间粘接时，需要使用可导电的粘接剂，以保证可靠的电连接关系。第二极片140与第二金属箔材142之间也可以采用焊接的形式，同样能起到所需的连接作用。通过上述连接，能够保证连接的可靠性，避免连接处发生松脱移位等现象，有利于保证电池使用时的可靠性。

在本申请的可选实施例中，第一金属箔材132和第二金属箔材142分别设置为单层时，第一金属箔材132位于第一极片130的一侧，第二金属箔材142位于第二极片140的一侧。

具体的，在设置过程中，可以采用图3所示的设置形式，也可以设置为其他的形式，另外，第一活性物质层可以和第一金属箔材132位于第一极片130的同一侧，第二活性位置层可以和第二金属箔材142位于第二极片140的同一侧，只要能够保证卷绕时的稳定性即可。

在本申请的可选实施例中，第一金属箔材132和第二金属箔材142分别设置为双层时，第一金属箔材132位于第一极片130的相对两侧，第二金属箔材142位于第二极片140的相对两侧。

具体的，在实际的实施过程中，可以根据电池的体积大小和容量灵活设置第一活性物质层、第二活性物质层、第一金属箔材132和第二金属箔材142实际设置形式，只要能够保证整体结构的稳定性即可。

在本申请的可选实施例中，第一活性物质层的厚度与第一金属箔材132的厚度一致，第二活性物质层的厚度与第二金属箔材142的厚度一致。

采用上述形式，在卷绕形成裸电芯时，能够使整体更加平顺，避免产生鼓包或者凹陷等情况，有利于保证卷绕的质量。

本申请实施例还公开了一种电池，包括壳体110，壳体110包括相对设置的盖板组件120和底板112，以及位于盖板组件120和底板112之间的主体部，壳体110内设置有前述实施例中的裸电芯。该电池包含与前述实施例中的裸电芯相同的结构和有益效果。上述裸电芯的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。可以理解的，本申请实施例所提供的电池不仅可以应用于圆柱电池，也可以应用于方形电池，本申请实施例对此不做具体限制。

在本申请的可选实施例中，第一极片130和第一金属箔材132共同卷绕后与盖板组件120连接，第二极片140和第二金属箔材142共同卷绕后与底板112或盖板组件120连接。

具体的，当第一金属箔材132与盖板组件120连接，且第二金属箔材142与底板112连接时，盖板组件120包括与第一金属箔材132对应的单极柱；当第一金属箔材132和第二金属箔材142分别与盖板组件120连接时，盖板组件120包括分别与第一金属箔材132和第二金属箔材142对应的双极柱，其中，双极柱的极性相反。

另外，当第一金属箔材132与盖板组件120连接，且第二金属箔材142与底板112连接时，盖板组件120可以作为正极，也可以作为负极，在盖板组件120作为正极的情况下，底板112则作为负极，在盖板组件120作为负极的情况下，底板112则作为正极。当第一金属箔材132和第二金属箔材142分别与盖板组件120连接时，由于第一金属箔材132和第二金属箔材142位于裸电芯的同一侧，为了保证第一金属箔材132和第二金属箔材142能够分别与对应的双极柱连接，需要在第一金属箔材132和第二金属箔材142处分别设置缺口，以使卷绕后的第一金属箔材132和第二金属箔材142所在区域分别位于裸电芯同一端的相对两边，以保证稳定的连接。

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)

1.一种裸电芯，其特征在于，包括层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片，所述第一极片与所述第二极片极性相反，所述第一极片和所述第二极片均包括涂覆区和未涂覆区，所述第一极片的未涂覆区上至少部分覆盖有第一金属箔材，和/或所述第二极片的未涂覆区上至少部分覆盖有第二金属箔材。

2.根据权利要求1所述的裸电芯，其特征在于，所述第一金属箔材与所述涂覆区具有预设距离时，所述第一金属箔材的厚度一致；所述第二金属箔材与所述涂覆区具有预设距离时，所述第二金属箔材的厚度一致。

3.根据权利要求1所述的裸电芯，其特征在于，所述第一金属箔材与所述涂覆区接触时，所述第一金属箔材的厚度渐变设置，且朝向所述涂覆区的一端厚度最薄；所述第二金属箔材与所述涂覆区接触时，所述第二金属箔材的厚度渐变设置，且朝向所述涂覆区的一端厚度最薄。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的裸电芯，其特征在于，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片，且所述第一金属箔材的材料与所述第一极片未涂覆区的材料一致，所述第二金属箔材的材料与所述第二极片未涂覆区的材料一致。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的裸电芯，其特征在于，所述第一极片的未涂覆区与所述第一金属箔材之间通过焊接或者粘接的形式连接；所述第二极片的未涂覆区与所述第二金属箔材之间通过焊接或者粘接的形式连接。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的裸电芯，其特征在于，所述第一金属箔材和所述第二金属箔材分别设置为单层时，所述第一金属箔材位于所述第一极片的一侧，所述第二金属箔材位于所述第二极片的一侧。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的裸电芯，其特征在于，所述第一金属箔材和所述第二金属箔材分别设置为双层时，所述第一金属箔材位于所述第一极片的相对两侧，所述第二金属箔材位于所述第二极片的相对两侧。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的裸电芯，其特征在于，所述第一极片的涂覆区涂覆有第一活性物质层，所述第一活性物质层的厚度与所述第一金属箔材的厚度一致；所述第二极片的涂覆区涂覆有第二活性物质层，所述第二活性物质层的厚度与所述第二金属箔材的厚度一致。

9.一种电池，其特征在于，包括壳体，所述壳体包括相对设置的盖板组件和底板，以及位于所述盖板组件和所述底板之间的主体部，所述壳体内设置有权利要求1-8任一项所述的裸电芯。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述裸电芯的第一极片和第一金属箔材共同卷绕后与所述盖板组件连接，第二极片和第二金属箔材共同卷绕后与所述底板或所述盖板组件连接。

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