CN218101631U - 一种复合极耳、圆柱电池以及电动车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种复合极耳、圆柱电池以及电动车，其中，复合极耳仅包括位于一侧的第一金属层以及位于另一侧的第二金属层，第一金属层与第二金属层面接触。圆柱电池包括钢制的罐体，罐体内设置有电极组件；电极组件包括负极组件；负极组件包括铝制的负极集流体，负极集流体通过负极极耳与罐体电连接；负极极耳为上述的复合极耳；负极极耳的第一金属层与负极集流体焊接连接，负极极耳的第二金属层与罐体焊接连接。本申请所提供的圆柱电池采用本申请所提供的复合极耳作为负极极耳实现负极集流体与罐体之间的电连接，能够避免将负极极耳与罐体或负极集流体进行焊接的过程中所出现的虚焊问题，提高了电池的良品率。

Description

一种复合极耳、圆柱电池以及电动车

技术领域

本申请涉及圆柱电池领域，具体而言，涉及一种复合极耳、圆柱电池以及电动车。

背景技术

随着电动汽车、智能电网时代的真正到来，全球的锂资源已经无法有效满足市场的巨大需求，导致原材料价格飙升，增大电池的成本，严重阻碍新能源事业的发展。钠离子电池的出现将为能源清洁化和交通电动化提高全新的解决方案。钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。值得一提的是，钠资源分布极为广泛，成本较为低廉，所以大规模发展钠离子电池具有非常重要的战略意义。在钠离子电池体系中，由于钠离子不与铝形成合金，所以负极也可以采用更为低廉的铝箔作为集流体。

钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体。由于铝的熔点较低，铝极耳无法直接焊接到圆柱钢壳上。

实用新型内容

本申请实施例的目的之一在于提供一种复合极耳，用以实现通过焊接将极耳与钢制的罐体焊接。

本申请的目的之一采用如下的技术方案实现：

一种复合极耳，仅包括位于一侧的第一金属层以及位于另一侧的第二金属层，所述第一金属层与所述第二金属层面接触连接；所述第一金属层为铝，所述第二金属层为铜或镍。

上述技术方案所提供的复合极耳，一面为铝材质，另一面为镍材质，铝的熔点较低，镍的熔点较高，因此，上述技术方案所提供的符合极耳能够用于连接熔点相差较大的两种材质。且极耳一侧表面为铝，另一侧表面为镍，在焊接时，仅需要保证采用极耳正确的侧面与待焊接件进行焊接，即可实现较好的连接效果，不会出现虚焊以及焊接不良的情况。

进一步地，所述极耳的宽度在3～6mm范围内，所述极耳的厚度在0.06～0.12mm范围内，所述第一金属层与所述第二金属层的厚度之比在1:9～9:1范围内。

进一步地，所述第一金属层与所述第二金属层的厚度之比在1:1～1:3范围内。

第一金属层与第二金属层的厚度比在上述范围内，极耳与正、负极集流体、与圆柱电池的钢壳的焊接力更大，焊接效果更好。

本申请的目的之二在于提供一种圆柱电池，采用如下的技术方案实现：

一种圆柱电池，包括钢制的罐体，所述罐体内设置有电极组件；所述电极组件包括负极组件；所述负极组件包括铝制的负极集流体，所述负极集流体通过负极极耳与所述罐体电连接；所述负极极耳为上述的一种复合极耳；所述负极极耳的第一金属层与所述负极集流体焊接连接，所述负极极耳的第二金属层与所述罐体焊接连接。

上述技术方案中所提供的圆柱电池采用本申请所提供的复合极耳作为负极极耳实现负极集流体与罐体之间的电连接，能够避免将负极极耳与罐体或负极集流体进行焊接的过程中所出现的虚焊问题，提高了电池的良品率。

进一步地，所述电极组件还包括正极组件，所述正极组件与所述负极组件卷绕成圆柱状，所述正极组件与所述负极组件之间设置有绝缘层；

所述罐体顶部开口；所述罐体内还设置有位于所述电极组件上方的绝缘支架，所述绝缘支架设置于所述罐体的开口位置处；所述绝缘支架上连接有盖帽，所述盖帽为金属结构件，所述盖帽通过所述绝缘支架与所述罐体绝缘连接；所述盖帽与所述正极组件电连接。

所述负极集流体呈片状，所述负极集流体的两侧设置有负极活性物质；所述负极集流体在卷绕方向的两端为别为卷绕起始端与卷绕结束端；所述负极集流体的卷绕起始端与卷绕结束端均包括未涂敷部，所述未涂敷部为所述负极集流体表面未设置所述负极活性物质的区域；

所述负极组件还包括第一负极极耳、第二负极极耳；所述第一负极极耳与所述第二负极极耳设置于所述负极集流体不同端的所述未涂敷部。

进一步地，所述第一负极极耳设置于所述负极集流体一侧的卷绕起始端的所述未涂敷部；所述第二负极极耳设置于所述负极集流体另一侧的卷绕结束端的所述未涂敷部；所述第一负极极耳与所述第二负极极耳均弯折成L型；所述第一负极耳的第一金属层与所述第二负极极耳的第一金属层相互接触；所述第二负极极耳的第二金属层与所述罐体的底部接触连接。

第一负极极耳与第二负极极耳通过第一金属层相互接触，能够便于实现第一负极极耳与第二负极极耳的焊接，确保第一负极极耳与第二负极极耳之间的可靠连接，以增加工电流通过的横截面积，减小圆柱电池的内阻。

进一步地，所述所述第二负极极耳焊接于所述罐体底部。

进一步地，在所述所述负极集流体卷绕的轴向方向上，所述负极集流体两侧面的上部与下部均具有所述未涂敷部。

通过在负极集流体的上部与下部设置未涂敷部，能够避免电池内部出现短路。

进一步地，所述罐体内设置有绝缘垫片，所述绝缘垫片位于所述负极集流体卷绕形成的圆柱体下部，所述第一负极极耳穿过所述绝缘垫片后与所述第二负极极耳接触。

通过设置绝缘垫片，能够避免电极组件中的正极组件与负极组件通过负极极耳或罐体实现导通，导致电池出现短路的情况。

本申请的目的之三在于提供一种电动车，采用如下技术方案实现：

一种电动车，包括上述的一种圆柱电池。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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复合极耳的剖视图；

图2为本申请实施例提供的圆柱电池的结构示意图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为负极组件的结构示意图；

图5为正极组件与负极组件卷绕之后的结构示意图。

图标：10-复合极耳；11-第一金属层；12-第二金属层；2000-电池；2100-罐体；2200-负极组件；2210-负极集流体；2211-负极活性物质；2212-未涂敷部；2220-第一负极极耳；2230-第二负极极耳；2300-绝缘支架；2400-盖帽。

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。

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。

本申请的发明人提供了一种电动车，采用圆柱钠离子电池2000组成的模组提供电力进行驱动。

发明人发现在生产圆柱钠离子电池2000的过程中，采用现有的铝制的负极极耳将负极集流体2210中收集的电荷转移至钢制的罐体2100时，由于铝的熔点低于罐体2100材质的熔点，因此，难以实现将铝制的负极极耳与罐体2100通过焊接实现可靠连接，降低了电池2000生产过程中的良品率。

基于此，本申请的发明人提供了一种圆柱电池2000，包括钢制的罐体2100，以及位于钢制罐体2100内部的电极组件，电极组件包括负极组件2200，负极组件2200包括铝制的负极集流体2210，负极集流体2210通过负极极耳实现与罐体2100的电连接。

其中发明人所提供的负极极耳为复合极耳10，如图1所示，仅包括相互贴合的第一金属层11与第二金属层12，第一金属层11为铝，第二金属层12为铜或镍。即，无论在复合极耳10的长度方向上还是宽度方向上，负极极耳10的一侧均为铝，另一侧均为铜或镍。复合极耳10中的第一金属层11与第二金属层12可以通过直接压合的方式进行连接，也可以通过电镀的方式进行连接。

本申请所提供的圆柱电池2000中，负极极耳的第一金属层11可以与铝制的负极集流体2210进行焊接连接，实现负极极耳与负极集流体2210的可靠连接；负极极耳中的第二金属层12熔点与钢制的罐体2100熔点接近，使得负极极耳能够通过焊接实现与罐体2100连接，使得罐体2100与负极极耳可靠连接。避免了目前将负极极耳与罐体2100或负极集流体2210进行焊接的过程中所存在的虚焊问题，提高了电池2000的良品率。本申请所提供的复合极耳10不仅可以用于圆柱电池，还可以用于其它结构形式的电池。

优选地，本申请所提供的负极极耳中的第一金属层11与第二金属层12的厚度比值在1:9～9:1范围内。本申请所提供的负极极耳的厚度范围优选为0.06～0.12mm；本申请所提供的负极极耳的宽度在3～6mm范围内。本申请所提供的负极极耳的长度可根据实际的电池2000结构进行选取。

本申请所提供的圆柱电池2000中，电极组件还包括正极组件，以及绝缘层。绝缘层位于正极组件与负极组件2200之间。正极组件、负极组件2200以及绝缘层均为片状的结构件，通过卷绕形成圆柱状的电极组件。在电极组件的径向方向上，按照正极组件、绝缘层、负极组件2200与绝缘层的顺序交替分布。正极组件通过正极极耳实现与金属制成的盖帽2400电连接；负极组件2200通过本申请所提供的负极极耳实现与罐体2100的电连接。

盖帽2400与罐体2100之间还应进行绝缘处理，示例性地，如图2所示，盖帽2400设置于罐体2100的顶部开口位置处，盖帽2400通过绝缘直接支撑在电极组件上方；并且绝缘支架2300还具有环状的侧壁，盖帽2400位于该环状侧壁内，以实现盖帽2400与罐体2100之间的绝缘。

本申请中所涉及的负极组件2200还包括设置于负极集流体2210两侧面的负极活性物质2211，该负极活性物质2211产生的负电荷被负极集流体2210搜集后通过负极极耳导出。如图4所示，负极活性物质2211并非覆盖负极集流体2210的整个表面，在负极集流体2210的两侧表面均包括未覆盖负极活性物质2211的未涂敷部2212。本申请中的负极集流体2210成矩形片状，未涂敷部2212分布于负极集流体2210的四个侧边，将负极活性物质2211包围在内侧。相应地，正极集流体也为矩形的片状结构，在正极集流体的两侧面设置有正极活性物质，并且在正极集流体两侧面的边缘也设置有未涂敷部，并使未涂敷部将正极活性物质包围。通过在正极集流体以及负极集流体2210上均设置未涂敷部2212，能够避免电池2000的内部出现短路。

在本申请的一些实施方式中，负极组件2200上连接的负极极耳的数量为两个，记为第一负极极耳2220与第二负极极耳2230，第一负极极耳2220与第二负极极耳2230均采用第一金属层11与负极集流体2210接触连接。如图4所示，第一负极极耳2220与第二负极极耳2230相互平行，分别位于负极集流体2210在长度方向上两端的未涂敷部2212，且第一负极极耳2220与第二负极极耳2230的一端伸出负极集流体2210的下侧。

在负极组件2200进行卷绕的过程中，负极集流体2210先进行卷绕的一端为卷绕起始端，另一端为卷绕结束端，卷绕起始端与卷绕结束端分别为负极集流体2210长度方向上的两端。第一负极极耳2220位于负极集流体2210卷绕起始端的未涂敷部2212，第二负极极耳2230位于负极集流体2210卷绕结束端的未涂敷部2212，为了连接的可靠性，可以再采用焊接的方式进行固定。

本申请实施方式所提供的圆柱电池2000中，在负极组件2200卷绕完成后，如图5所示，第一负极极耳2220位于电池2000组件径向方向上的中心位置，第二负极极耳2230位于电池2000组件径向方向上的边缘位置，之后将第一负极极耳2220与第二负极极耳2230被弯折，形成如图2所示的“L”状，并且第一负极极耳2220与第二负极极耳2230相互接触，以增加供电荷通过的横截面积，减小电池2000的内阻。

优选地，在一些实施方式中，如图4所示，第一负极极耳2220与第二负极极耳2230分别位于负极集流体2210的不同侧面。此种情况下，第一负极极耳2220与第二负极极耳2230折弯成“L”状之后，如图3所示，第一负极极耳2220与第二负极极耳2230的第一金属层11相互接触，可以通过焊接固定连接；第二负极极耳2230的第二金属层12朝向罐体2100的底部，能够用于与罐体2100焊接连接，确保了罐体2100与电池2000组件负极之间可靠的电连接。

进一步地，在电极组件的下部还设置有绝缘垫片，绝缘垫片上设置有供第一负极极耳2220与第二负极极耳2230穿过的通孔，第一负极极耳2220与第二负极极耳2230穿过垫片后再进行弯折，使得第一负极极耳2220的第二金属层12、第二负极极耳2230的第一金属层11与绝缘垫片接触，避免电池2000组件内部出现短路。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

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)

1.一种复合极耳，其特征在于，仅包括位于一侧的第一金属层第一金属层以及位于另一侧的第二金属层第二金属层，所述第一金属层与所述第二金属层面接触连接；所述第一金属层为铝，所述第二金属层为铜或镍。

2.根据权利要求1所述的一种复合极耳，其特征在于，所述极耳的宽度在3～6mm范围内，所述极耳的厚度在0.06～0.12mm范围内，所述第一金属层与所述第二金属层的厚度之比在1:9～9:1范围内。

3.根据权利要求2所述的一种复合极耳，其特征在于，所述第一金属层与所述第二金属层的厚度之比在1:1～1:3范围内。

4.一种圆柱电池，其特征在于，

包括钢制的罐体，所述罐体内设置有电极组件；

所述电极组件包括负极组件；

所述负极组件包括铝制的负极集流体，所述负极集流体通过负极极耳与所述罐体电连接；所述负极极耳为权利要求1-3任一所述的一种复合极耳；

所述负极极耳的第一金属层与所述负极集流体焊接连接，所述负极极耳的第二金属层与所述罐体焊接连接。

5.根据权利要求4所述的一种圆柱电池，其特征在于，所述电极组件还包括正极组件，所述正极组件与所述负极组件卷绕成圆柱状，所述正极组件与所述负极组件之间设置有绝缘层；

所述罐体顶部开口；所述罐体内还设置有位于所述电极组件上方的绝缘支架，所述绝缘支架设置于所述罐体的开口位置处；所述绝缘支架上连接有盖帽，所述盖帽为金属结构件，所述盖帽通过所述绝缘支架与所述罐体绝缘连接；所述盖帽与所述正极组件电连接。

6.根据权利要求5所述的一种圆柱电池，其特征在于，所述负极集流体呈片状，所述负极集流体的两侧设置有负极活性物质；所述负极集流体在卷绕方向的两端为别为卷绕起始端与卷绕结束端；所述负极集流体的卷绕起始端与卷绕结束端均包括未涂敷部，所述未涂敷部为所述负极集流体表面未设置所述负极活性物质的区域；

所述负极组件还包括第一负极极耳、第二负极极耳；所述第一负极极耳与所述第二负极极耳设置于所述负极集流体不同端的所述未涂敷部。

7.根据权利要求6所述的一种圆柱电池，其特征在于，所述第一负极极耳设置于所述负极集流体一侧的卷绕起始端的所述未涂敷部；

所述第二负极极耳设置于所述负极集流体另一侧的卷绕结束端的所述未涂敷部；

所述第一负极极耳与所述第二负极极耳均弯折成L型；所述第一负极极耳的第一金属层与所述第二负极极耳的第一金属层相互接触；所述第二负极极耳的第二金属层与所述罐体的底部接触连接。

8.根据权利要求7所述的一种圆柱电池，其特征在于，在所述负极集流体卷绕的轴向方向上，所述负极集流体两侧面的上部与下部均具有所述未涂敷部。

9.根据权利要求7所述的一种圆柱电池，其特征在于，所述罐体内设置有绝缘垫片，所述绝缘垫片位于所述负极集流体卷绕形成的圆柱体下部，所述第一负极极耳穿过所述绝缘垫片后与所述第二负极极耳接触。

10.一种电动车，其特征在于，包括权利要求4-9任一所述的一种圆柱电池。

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