CN217606992U - 电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电芯及电池，电芯包括沿预设方向依次交替排布的多个正极片和多个负极片，所述电芯的端面具有与所述正极片连接的正极集流体和与所述负极片连接的负极集流体，所述正极集流体和所述负极集流体中的至少一者为多个，其中，电性相同的多个集流体在所述端面处相互靠拢贴合以形成贴合部，所述贴合部的端部连接有与所述端面平行的延伸部，所述延伸部用于与导电件连接。通过这种首先将集流体归拢到一起后再与导电片连接的方式，可以防止集流体被导电件拉扯而断裂，从而可以提升电芯的安全性能。并且，可以将原本垂直于端面延伸的集流体引导成平行于端面，大大提升了电池内部的空间利用率，避免电芯体积过大而降低了电池的能量密度。

Description

电芯及电池

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体地，涉及一种电芯及电池。

背景技术

锂离子电池在穿戴设备、数码产品以及电动汽车等领域均有广泛的应用。随着锂离子电池的发展，人们对电池的能量密度和倍率性能的要求越来越高。基于此，越来越多的锂离子电池采用了多极耳或全极耳结构。相关技术中，这种电池的多极耳或全极耳通常为分别连接到同一个导电件，当对电池做撞击测试或跌落测试时，导电件会拉扯各个极耳，容易导致极耳发生断裂。此外，导电件在电池的两端向外伸出会占用一部分空间，这会导致电池的整体体积增大，从而降低了电池的能量密度。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种电芯及电池，以至少部分地解决相关技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种电芯，包括沿预设方向依次交替排布的多个正极片和多个负极片，所述电芯的端面具有与所述正极片连接的正极集流体和与所述负极片连接的负极集流体，所述正极集流体和所述负极集流体中的至少一者为多个，其中，电性相同的多个集流体在所述端面处相互靠拢贴合以形成贴合部，所述贴合部的端部连接有与所述端面平行的延伸部，所述延伸部用于与导电件连接。

可选地，所述电芯配置为方形电芯，并具有沿所述预设方向间隔的第一侧面和第二侧面，所述贴合部形成在靠近所述第一侧面的位置处，所述延伸部构造为从所述贴合部朝向所述第二侧面延伸。

可选地，所述延伸部在所述端面上的正投影的外轮廓不超过所述端面的外轮廓。

可选地，所述延伸部与所述贴合部构造为一体，或者所述延伸部焊接在所述贴合部上，或者所述延伸部通过导电胶粘接在所述贴合部上。

可选地，所述电性相同的多个集流体之间通过压合的方式贴合连接，或者以焊接的方式贴合连接，或者通过导电胶粘接的方式贴合连接。

可选地，所述导电件安装在所述延伸部的靠近所述端面的一侧。

可选地，所述导电件配置为朝向所述电芯的垂直于所述排布方向的一侧伸出于所述延伸部。

可选地，所述导电件包括用于与所述正极集流体连接的正极导电件和用于与所述负极集流体连接的负极导电件，所述正极导电件和所述负极导电件的伸出于所述延伸部的方向相同。

可选地，所述导电件的靠近所述端面的一侧覆盖有第一绝缘件，以及/或者所述延伸部的远离所述端面的一侧覆盖有第二绝缘件。

可选地，所述正极集流体和所述负极集流体的数量分别为多个，所述正极集流体和所述负极集流体位于所述电芯的相对的端面上，多个所述正极集流体的第一延伸部和多个所述负极集流体的第二延伸部的延伸方向相同。

可选地，每个所述正极片具有一个所述正极集流体，每个所述负极片具有一个所述负极集流体。

可选地，所述电芯构造为由所述正极片、所述负极片和夹设在所述正极片和所述负极片之间的隔膜卷绕形成的卷芯。

根据本公开第二方面，还提供一种电池，该电池包括本公开提供的电芯。

通过上述技术方案，当电极片具有多个集流体时，可以将多个集流体靠拢贴合成贴合部，并在贴合部的端部连接延伸部，通过延伸部与导电件连接，进而通过导电件与外部器件连接。通过这种首先将集流体归拢到一起后再与导电件连接的方式，可以防止在对电池做撞击测试或跌落测试时集流体被导电件拉扯而断裂，从而可以提升电芯的安全性能。并且，通过设置平行于端面延伸的延伸部，可以将原本垂直于端面延伸的集流体引导成平行于端面，从而减小电芯在垂直于端面的方向上的尺寸，大大提升了电池内部的空间利用率，避免电芯体积过大而降低了电池的能量密度。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施方式提供的正极片的示意图；

图2是本公开一示例性实施方式提供的负极片的示意图；

图3是本公开一示例性实施方式提供的正极片和负极片叠加后的示意图；

图4是图3的右视图；

图5是本公开一示例性实施方式提供的正极片与负极片卷绕成卷芯后的示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本公开一示例性实施方式提供的电芯的结构示意图；

图8是本公开一示例性实施方式提供的图7中的剖视图A；

图9是图8中A处的局部放大图；

图10是图7中B处的局部放大图。

附图标记说明

10-正极片，11-正极集流体，12-正极活性部，20-负极片，21-负极集流体，22-负极活性部，30-贴合部，31-第一贴合部，32-第二贴合部，40-延伸部，41-第一延伸部，42-第二延伸部，50-导电件，61-第一绝缘件，62-第二绝缘件，70-隔膜，100-端面，101-第一端面，102-第二端面，201-第一侧面，202-第二侧面。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是根据图面方向进行定义的“内、外”是指相应零部件本身轮廓的内和外，此外，需要说明的是，所使用的术语如“第一、第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

参照图7至图10，本公开实施例提供一种电芯，包括沿预设方向依次交替排布的多个正极片10和多个负极片20。参照图1至图4，图1示出的是正极片10的平面示意图，图2示出的负极片20的平面示意图，图3示出的是正极片10和负极片20排布后的平面示意图，其中，被正极片10遮挡的负极片20用虚线示出，图4示出了正极片10与负极片20排布后的侧视图。根据图中可知，正极片10和负极片20可以按照较大的一面(下文简称为“大面”)相对的方式进行排布，即按照垂直于图1-图3的图面的方向进行排布。将排布后的多个正极片10和多个负极片20进行卷绕从而形成图5所示的裸电芯，或者通过堆叠的方式形成叠片式的裸电芯。所形成的电芯的端面100具有与正极片10连接的正极集流体11和与负极片20连接的负极集流体21，这里，正极集流体11和负极集流体可以分别通过在对箔材涂布时边缘处预留空白箔材的方式形成。正极集流体11和负极集流体21中的至少一者为多个，例如，第一种情况为：正极集流体11具有多个，负极集流体21具有一个；第二种情况为：正极集流体11具有一个，负极集流体21具有多个；第三种情况为：正极集流体11和负极集流体21均具有多个。其中，电性相同的多个集流体在端面100处相互靠拢贴合以形成贴合部30，贴合部30的端部连接有与端面100平行的延伸部40，延伸部40用于与导电件50连接。这里，电性相同的多个集流体指的是在第一种情况下的多个正极集流体11，在第二种情况下的多个负极集流体21，在第三种情况下的多个正极集流体11和多个负极集流体21。即当电性相同的集流体具有多个时，可以将同一种电性的多个集流体构造为上述的具有贴合部30和延伸部40的形式。

通过上述技术方案，当电极片具有多个集流体时，可以将多个集流体靠拢贴合成贴合部30，并在贴合部30的端部连接延伸部40，通过延伸部40与导电件50连接，进而通过导电件50与外部器件连接。通过这种首先将集流体归拢到一起后再与导电件50连接的方式，可以防止在对电池做撞击测试或跌落测试时集流体被导电件50拉扯而断裂，从而可以提升电芯的安全性能。并且，通过设置平行于端面100延伸的延伸部40，可以将原本垂直于端面100延伸的集流体引导成平行于端面100，从而减小电芯在垂直于端面的方向上(即图8的图面所示的上下方向)的尺寸，大大提升了电池内部的空间利用率，避免电芯体积过大而降低了电池的能量密度。

根据本公开的一种实施方式，电芯可以构造为卷芯，该卷芯可以通过依次叠设的正极片10、隔膜70(位于正极片10和负极片20之间)以及负极片20通过卷绕的方式而形成。卷芯的生产效率更高，制作工艺更加简单。

本公开实施例中，参照图8至图10，正极集流体11和负极集流体21的数量可以分别为多个，通过将正极和负极均设置多个集流体，可以将电流传输从原有的依次通过各个电极片再到集流体变成了从各电极片直接到相应的集流体，从而可以缩短电流传输路径，以能够提升电池在大电流下的循环性能，有利于实现大倍率快充。其中，正极集流体11和负极集流体21可以位于电芯的相对的端面100上，例如，在图8至图10中，正极集流体11位于第一端面101上，负极集流体21可以位于与第一端面101相对的第二端面102上，通过这种方式，可以将正极集流体11和负极集流体21有效隔离开，以避免接触而发生短路。本公开实施例中，为了便于描述，下文均将以正极集流体11和负极集流体21的数量均为多个为例进行描述，但应当理解的是，这并不会对本公开的保护范围进行限制。

为了更好地提升电池的循环性能，参照图9和图10，可以使每个正极片10具有一个正极集流体11、每个负极片20具有一个负极集流体21，即本公开实施例中的电芯构造为全极耳电芯，全极耳的尺寸大，载流能力更强，并可以保证每个电极片都可以直接与相应的集流体传输电流，从而缩短电流传输路径，还可以使得集流体的电流密度更加均匀，有效改善电池极化、降低电池内阻和发热量，电池安全性能也更好。另外，制备全极耳无需对集流体箔材进行模切，简化制备工序、降低制作成本。同时，还可以避免因模切产生的箔材毛刺，降低电池内短路的风险，从而进一步提高电池安全性能。

本公开实施例中，电性相同的多个集流体之间可以通过焊接的方式贴合连接。例如，多个正极集流体11相互靠拢后通过焊接的方式进行连接，多个负极集流体21相互靠拢后通过焊接的方式进行连接。在其他实施方式中，多个电性相同的集流体之间也可以通过导电胶的方式进行连接。通过将多个集流体焊接或粘接的方式连接，使得贴合部30具有较强的连接强度，从而可以避免导电件50拉扯集流体而导致集流体断裂损坏，以提高电池的安全性能。在其他实施例中，为了简化制造工序，也可以通过将多个集流体压合的方式叠设贴合在一起，从而可以节省在各个集流体之间进行连接的步骤。

本公开实施例中，延伸部40与贴合部30可以构造为一体，延伸部40和贴合部30处的各个集流体之间均可以通过上述的焊接或粘接的方式进行连接。或者在其他实施例中，延伸部40可以为单独的部件焊接在贴合部30上，例如，可以将延伸部40设置成与贴合部30相同的材料。这里，延伸部40的横截面尺寸可以设置成能够覆盖贴合部30的各个集流体，以保证电流可以直接传输到各个集流体，缩短电流传输路径，提高电流传输效率。

参照图7，本公开实施例中的电芯可以配置为卷绕形成或堆叠形成的方形电芯。参照图8至图10，该方形电芯可以具有沿预设方向(即图8至图10图面的左右方向)间隔的第一侧面201和第二侧面202。在一种实施例中，贴合部30可以形成在靠近第一侧面201的位置处，即多个集流体向靠近第一侧面201的方向靠拢贴合，使得贴合部30更靠近第一侧面201，延伸部40可以构造为从贴合部30朝向第二侧面202延伸。通过这种设置方式，可以使得延伸部40尽可能地从靠近第一侧面201的一侧向第二侧面202延伸，从而尽可能地避免延伸部40延伸超过第二侧面202，以起到最小化电芯在预设方向上的尺寸从而减小电芯整体体积的作用，提高了电芯能量密度，保证了电芯的性能。在其他实施例中，也可以为了便于各集流体之间的贴合，而使贴合部30形成在端面位于第一侧面201和第二侧面202的中间位置处，这样，还可以使靠近两侧的集流体尺寸相同，而无需为了使集流体从一侧向另一侧靠拢而将集流体尺寸设置的较大。

根据本公开的一种实施例，延伸部40在端面100上的正投影的外轮廓可以不超过端面100的外轮廓。以图9为例进行说明，延伸部40在端面100上的正投影指的是将延伸部40以图面中的方向从上向下进行投影，即是说，在图9的图面中，延伸部40的左侧不会向左超过第一侧面201，延伸部40的右侧不会向右超过第二侧面202，以此使得电芯在左右方向上的最大尺寸即为第一侧面201和第二侧面202之间的距离，而不会受到延伸部40的影响。这种设置方式，可以合理地运用电芯的占用空间，以最小化电芯的整体体积。

参照图9和图10，本公开实施例中，导电件50可以安装在延伸部40的靠近端面100的一侧。这样，导电件50的安装可以有效利用延伸部40与端面100之间的空间，使得电芯内结构布置紧凑，节省安装空间，减小电芯的整体体积。在其他实施例中，也可以将导电件50安装在延伸部的远离端面100的一侧，本公开对此不作限定。

继续参照图9和图10，本公开实施例中，为了避免导电件50与其他电性不同的结构发生接触，导电件50的靠近端面100的一侧可以覆盖有第一绝缘件61，例如贴设绝缘胶布，以避免发生短路现象。也可以在延伸部40的远离端面100的一侧覆盖有第二绝缘件62，第二绝缘件62可以为绝缘胶布，该侧的第二绝缘件62一方面可以防止导电件50与其他电器件接触而发生短路现象，另一方面，由于该侧更靠近用于封装电芯的外壳处，在集流体与导电件50焊接后，会存在焊接毛刺，这些焊接毛刺容易刺破外壳而引起漏液、漏气或吸水等安全风险，因此通过在该侧设置第二绝缘件62可以避免刺破外壳，提高电池的安全性能。本公开实施例中，参照图9和图10，远离端面100的一侧的第二绝缘件62可以从延伸部40覆盖至贴合部30，并从贴合部30延伸至电芯的大面上，以通过第二绝缘件62起到固定电芯和集流体的作用，降低集流体被拉扯损坏的风险。

参照图7，导电件50可以配置为朝向电芯的垂直于预设方向的一侧伸出于延伸部40。例如，当导电件50如上所述设置在延伸部40的靠近端面100的一侧时，导电件50可以从延伸部40的位置处向垂直于预设方向的一侧(即图8至图10的垂直于图面的方向)引出，也即是从与上述的大面相邻的一侧引出，从该侧引出的导电件50位于电芯的非大面的一侧，更便于导电件50与其他外部件的连接。

导电件50可以包括用于与正极集流体11连接的正极导电件和用于与负极集流体21连接的负极导电件，正极导电件与负极导电件的伸出于延伸部40的方向可以设置成相同。例如，正极导电件和负极导电件均可以以图7所示的方向引出。通过将正极导电件和负极导电件同侧引出，一方面便于导电件50可以在一侧与外部部件连接，节省空间，以提高空间利用率从而提高电池的能量密度；另一方面可以使其引出方向与传统的软包电芯的引出方向一致，这样，无需另外开设用于安装该种电芯的生产线，从而可以节省生产成本。

根据本公开实施例的第二方面，还提供一种电池，该电池包括上述的电芯，电芯可以设置在壳体中，例如，当电芯构造为方形电芯时，其可以封装在方形壳体中，导电件50会从壳体中引出，用于与壳体外部的器件连接。该电池具有上述电芯的所有有益效果，这里不再赘述。

下面结合附图详述本公开实施例中电芯及电池的制备方法。首先，本公开实施例中电芯除包括上述的正极片10和负极片20外，还包括隔离在正极片10和负极片20之间的隔膜70(仅在图4中示出，在其他视图中已省略)，这三者可以通过卷绕的方式形成电芯，或者可以通过堆叠的方式形成电芯，并且结合电解液形成一种化学物质的电芯。其中，正极片的制备方法为：将正极活性材料、导电剂和粘接剂混合制成正极浆料，再把正极浆料连续涂布在正极箔材上，以形成图1所示的正极活性部12，并且在正极箔材一侧边缘留有空白箔材不涂布浆料，以形成图1所示的正极集流体11；其中，正极集流体11的材料可以采用金属箔材(例如铝箔、多孔铝箔)或者高分子/金属复合集流体(例如铝/聚合物/铝)，正极活性材料可以包括但不限于镍钴锰酸锂类、镍钴铝酸锂类、磷酸铁锂类、锰酸锂类以及钴酸锂类正极活性材料。负极片的制备方法为：将负极活性材料、导电剂和粘接剂混合制成负极浆料，再把负极浆料连续涂布在负极箔材上，以形成图2所示的负极活性部22，并且在负极箔材一侧边缘留有空白箔材不涂布浆料，以形成图2所示的负极集流体21。其中，负极集流体21的材料可以采用金属箔材(例如铜箔、多孔铜箔)或者高分子/金属复合集流体(例如铜/聚合物/铜)，负极活性材料可以包括但不限于人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、硅、硅碳化合物负极活性材料。这里，正、负极片活性浆料中的粘结剂可以为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素纳、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯或丁苯橡胶中的至少一种。正、负极片活性浆料中的导电剂可以为导电炭黑、碳纳米管、导电石墨或石墨烯中的至少一种。正、负极片浆料中的各组分百分比可根据实际需要调整。

通过上述方式，可以得到边缘为集流体的正极片10和负极片20。然后将正极片10、负极片20经过辊压、模切分切后，以图3和图4所示的方向摆放并结合隔膜70进行卷绕形成图5所示的卷芯，图6为图5的俯视图，其中只保留了正极集流体11的部分，其他结构均省略。卷绕完成后，对集流体进行贴合弯折，例如在图6中，将正极集流体11在靠近第一侧面201的位置处相互靠拢贴合，以形成上述的贴合部30，然后将贴合后的集流体向第二侧面202的方向弯折，以形成延伸部40，或在贴合部30上焊接朝向第二侧面202延伸的延伸部40，或在贴合部30上用导电胶粘接朝向第二侧面202延伸的延伸部40，从而使集流体构造为图7所示的形状。然后，在延伸部40上焊接导电件50，使导电件50从一侧引出，如图7所示。最后，将焊接完导电件50的电芯进行封装、注液、化成、二次封口、分容后安装到壳体中得到电池，电池例如为锂离子电池。

其中，本公开实施例中，处于简化生产工序的目的，可以不对集流体的贴合部30进行裁切，在实际应用中，也可以根据实际需要，在贴合部30形成前对集流体进行裁切，例如可以将图6图面方向上的上半部分或下半部分的集流体裁切，只保留一半的集流体，然后进行贴合。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (13)

1.一种电芯，其特征在于，包括沿预设方向依次交替排布的多个正极片和多个负极片，所述电芯的端面具有与所述正极片连接的正极集流体和与所述负极片连接的负极集流体，所述正极集流体和所述负极集流体中的至少一者为多个，其中，电性相同的多个集流体在所述端面处相互靠拢贴合以形成贴合部，所述贴合部的端部连接有与所述端面平行的延伸部，所述延伸部用于与导电件连接。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯配置为方形电芯，并具有沿所述预设方向间隔的第一侧面和第二侧面，所述贴合部形成在靠近所述第一侧面的位置处，所述延伸部构造为从所述贴合部朝向所述第二侧面延伸。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述延伸部在所述端面上的正投影的外轮廓不超过所述端面的外轮廓。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述延伸部与所述贴合部构造为一体，或者所述延伸部焊接在所述贴合部上，或者所述延伸部通过导电胶粘接在所述贴合部上。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电性相同的多个集流体之间通过压合的方式贴合连接，或者以焊接的方式贴合连接，或者通过导电胶粘接的方式贴合连接。

6.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述导电件安装在所述延伸部的靠近所述端面的一侧。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述导电件配置为朝向所述电芯的垂直于所述预设方向的一侧伸出于所述延伸部。

8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述导电件包括用于与所述正极集流体连接的正极导电件和用于与所述负极集流体连接的负极导电件，所述正极导电件与所述负极导电件的伸出于所述延伸部的方向相同。

9.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述导电件的靠近所述端面的一侧覆盖有第一绝缘件，以及/或者所述延伸部的远离所述端面的一侧覆盖有第二绝缘件。

10.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述正极集流体和所述负极集流体的数量分别为多个，所述正极集流体和所述负极集流体位于所述电芯的相对的端面上。

11.根据权利要求10所述的电芯，其特征在于，每个所述正极片具有一个所述正极集流体，每个所述负极片具有一个所述负极集流体。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的电芯，其特征在于，所述电芯构造为由所述正极片、所述负极片和夹设在所述正极片和所述负极片之间的隔膜卷绕形成的卷芯。

13.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求1-12中任一项所述的电芯。

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