CN218274704U - 电芯以及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池领域，公开了一种电芯以及电池。所述电芯包括隔膜以及交替布置的第一极片(10)和第二极片(20)，所述隔膜设置于相邻的所述第一极片和所述第二极片之间，所述第一极片的顶部间隔地设置有第一极耳(11)和第二极耳(12)，所述第二极片的顶部中间设置有第三极耳(21)，所述第三极耳间隔地位于所述第一极耳和所述第二极耳之间。本实用新型中的电芯通过设置第一极耳、第二极耳与第三极耳，可在电池内部形成具有两个回路的充电机构，利用双回路的并联分流原理达到充电过程中降低极耳的产热量，减小电池温升，提升电池充电能力的目的，该电芯的生产不需要引入额外设备，电池能量密度亦不会受到影响。

Description

电芯以及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体地涉及一种电芯。在此基础之上，还涉及一种电池。

背景技术

锂离子电池是目前综合性能最好的电池体系，具有比能量高、循环寿命长、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染等特点，迅速发展成为新一代储能电源，并广泛的应用于信息技术、电动车和混合动力车、航空航天等领域。其中方形电池作为动力电池三种封装(方形、软包、圆柱)形式之一，具有封装可靠度高、系统能量效率高、结构较为简单、单体容量大、系统构成相对简单、成本较低等一系列优势。随着电动汽车产业迅速发展，作为动力电源，锂离子电池的安全、能量密度、充电速度等的需求持续大幅增长。而现有电池在充电时存在极柱端发热量大、电芯温升高等问题，无法满足系统对电池温度的要求；另一方面充电时较大的温升也存在严重安全隐患。因此，如何平衡安全、能量密度、充电速度三者之间的关系成为急需解决的问题。

现有技术中，CN109980262A以及CN110085776A公开了的一种方形电池及裸电芯体，通过在一个壳体内设置两个具有并联关系的裸电芯体，达到轻量化设计及提高电池模组的能量密度的目的。然而，该电芯体中间的焊接位会浪费大量的壳体内空间，从而严重影响能量密度的进一步提升；且裸电芯体的制作过程需要将隔膜裁切成一定长度的单片再进行折叠、放入正负极片中间，此工艺在实际生产过程中不利于自动化的推进，会严重影响良率及生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的电池在充电时存在极柱端发热量大问题，提供一种电芯，该电芯具有能够降低充电过程中极耳的产热量的优点。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种电芯，所述电芯包括隔膜以及交替布置的第一极片和第二极片，所述隔膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间，所述第一极片的顶部间隔地设置有第一极耳和第二极耳，所述第二极片的顶部中间设置有第三极耳，所述第三极耳间隔地位于所述第一极耳和所述第二极耳之间。

可选地，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片；或者，所述第一极片为负极片，所述第二极片为正极片。

可选地，所述隔膜以Z字型往复折叠地延伸为隔离所述第一极片和所述第二极片。

本实用新型第二方面提供一种电池，所述电池包括上述的电芯以及用于容纳所述电芯的壳体。

可选地，所述电池包括连接于所述电芯的连接组件，所述连接组件包括连接于所述第一极耳的第一连接片，连接于所述第二极耳的第二连接片以及连接于所述第三极耳的第三连接片。

可选地，多个所述第一极耳经整形、预焊后再通过超声焊接连接至所述第一连接片；多个所述第二极耳经整形、预焊后再通过超声焊接连接至所述第二连接片；多个所述第三极耳经整形、预焊后再通过超声焊连接至所述第三连接片。

可选地，所述电池包括连接于所述第一连接片的第一极柱，连接于所述第二连接片的第二极柱以及连接于所述第三连接片的第三极柱。

可选地，所述电池包括位于所述电芯上方的顶盖，所述顶盖上形成有避让孔以使得所述第一极柱、所述第二极柱以及所述第三极柱穿过。

可选地，所述电池包括位于所述顶盖上方的紧固件，所述紧固件分别设置接于所述第一极柱的外侧、所述第二极柱的外侧以及所述第三极柱的外侧。

可选地，所述第一极柱、所述第二极柱和所述第三极柱分别通过激光焊接连接至所述第一连接片、所述第二连接片和所述第三连接片。

通过上述技术方案，本实用新型中的电芯通过设置第一极耳、第二极耳与第三极耳，可在电池内部形成具有两个回路的充电机构，利用双回路的并联分流原理达到充电过程中降低极耳的产热量，减小电池温升，提升电池充电能力的目的。此外，本实用新型中电芯的生产不需要引入额外设备，不会增加工艺难度、不会影响叠片效率、电池能量密度亦不会受到任何影响。

附图说明

图1是本实用新型中第一极片的示意图；

图2是本实用新型中第二极片的示意图；

图3是本实用新型中电池制作过程示意图；

图4是本实用新型中电池的示意图。

附图标记说明

10-第一极片；11-第一极耳；12-第二极耳；20-第二极片；21-第三极耳；31-第一连接片；32-第二连接片；33-第三连接片；41-第一极柱；42-第二极柱；43-第三极柱；50-顶盖。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限制本实用新型。如无特殊说明，本实用新型中所描述的“多个”是指两个或两个以上。

如图1和图2所示，本实用新型第一方面提供一种电芯，该电芯包括隔膜以及交替布置的第一极片10和第二极片20，所述隔膜设置于相邻的所述第一极片10和所述第二极片20之间，所述第一极片10的顶部间隔地设置有第一极耳11和第二极耳12，所述第二极片20的顶部中间设置有第三极耳21，所述第三极耳21间隔地位于所述第一极耳11和所述第二极耳12之间。其中，隔膜用于防止第一极片10和第二极片20接触后短路。并且，第一极耳11和第二极耳12面积相等且小于第三极耳21的面积。

本实用新型中的电芯通过设置第一极耳11、第二极耳12与第三极耳21，可在电池内部形成具有两个回路的充电机构，实现充电电流的分流，利用双回路的并联分流原理达到充电过程中降低极耳的产热量，减小电池温升，提升电池充电能力的目的。此外，本实用新型中电芯的生产不需要引入额外设备，不会增加工艺难度、不会影响叠片效率、电池能量密度亦不会受到任何影响。

可以理解的是，第一极片10和第二极片20上可以设置多个极耳，比如第一极片10上设置4个极耳，第二极片20上设置2个极耳，第二极片20上的极耳位于第一极片10上相邻两个极耳之间，从而在电池内部形成具有多个回路的充电机构。

作为一种实施方式，所述第一极片10为正极片，所述第二极片20为负极片；或者，所述第一极片10为负极片，所述第二极片20为正极片。所述电芯可以包括多个隔膜以及多个交替布置的第一极片10和第二极片20。

在本实用新型的一种实施方式中，所述隔膜以Z字型往复折叠地延伸为隔离所述第一极片10和所述第二极片20。

本实用新型第二方面提供一种电池，所述电池包括上述的电芯，以及用于容纳所述电芯的壳体。

具体地，参照图3，所述电芯制作完成后极耳与极片在同一平面内，使用所述电芯制作电池的过程中，需要将极耳弯折，使得极耳垂直于极片。

如图3所示，所述电池包括连接于所述电芯的连接组件，所述连接组件包括连接于所述第一极耳11的第一连接片31，连接于所述第二极耳12的第二连接片32以及连接于所述第三极耳21的第三连接片33。

在一种实施方式中，第一连接片31、第二连接片32和第三连接片33包括两个分别连接于极耳的横片，以及连接于两个横片之间的纵片，其中，在第一连接片31中，所述纵片连接于所述横片的左侧，在第二连接片32中，所述纵片连接于所述横片的右侧，在第三连接片33中，所述纵片连接于所述横片的中心。

进一步地，多个所述第一极耳11经整形、预焊后再通过超声焊接连接至所述第一连接片31；多个所述第二极耳12经整形、预焊后再通过超声焊接连接至所述第二连接片32；多个所述第三极耳21经整形、预焊后再通过超声焊连接至所述第三连接片33。

更进一步地，所述电池包括连接于所述第一连接片31的第一极柱41，连接于所述第二连接片32的第二极柱42以及连接于所述第三连接片33的第三极柱43。其中，所述第一极柱41、所述第二极柱42和所述第三极柱43分别通过激光焊接连接至所述第一连接片31、所述第二连接片32和所述第三连接片33。在一种实施方式中，所述极柱中形成有内螺纹，后续用于汇流排的固定。

如图4所示，所述电池包括位于所述电芯上方的顶盖50，所述顶盖50上形成有避让孔以使得所述第一极柱41、所述第二极柱42以及所述第三极柱43穿过。

并且，所述电池包括位于所述顶盖50上方的紧固件，所述紧固件分别设置于所述第一极柱41的外侧、所述第二极柱42的外侧以及所述第三极柱43的外侧。其中，所述紧固件优选为聚苯硫醚(PPS)等绝缘材料。所述电池在充放电过程中，在极柱的外侧焊接汇流排，并通过所述汇流排进行充放电。

本实用新型第三方面提供一种电动装置，所述电动装置包括上述的电池。所述电动装置可以为电池动力汽车、油电混合动力汽车、插电式混合动力汽车、增程式电动汽车、电动矿山车、电动物流车或电动叉车中的任意一种。所述电动装置与上述电池和电芯相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括隔膜以及交替布置的第一极片(10)和第二极片(20)，所述隔膜设置于相邻的所述第一极片(10)和所述第二极片(20)之间，所述第一极片(10)的顶部间隔地设置有第一极耳(11)和第二极耳(12)，所述第二极片(20)的顶部中间设置有第三极耳(21)，所述第三极耳(21)间隔地位于所述第一极耳(11)和所述第二极耳(12)之间。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极片(10)为正极片，所述第二极片(20)为负极片；或者，所述第一极片(10)为负极片，所述第二极片(20)为正极片。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述隔膜以Z字型往复折叠地延伸为隔离所述第一极片(10)和所述第二极片(20)。

4.一种电池，其特征在于，所述电池包括根据权利要求1-3中任意一项所述的电芯以及用于容纳所述电芯的壳体。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述电池包括连接于所述电芯的连接组件，所述连接组件包括连接于所述第一极耳(11)的第一连接片(31)，连接于所述第二极耳(12)的第二连接片(32)以及连接于所述第三极耳(21)的第三连接片(33)。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，多个所述第一极耳(11)经整形、预焊后再通过超声焊接连接至所述第一连接片(31)；多个所述第二极耳(12)经整形、预焊后再通过超声焊接连接至所述第二连接片(32)；多个所述第三极耳(21)经整形、预焊后再通过超声焊连接至所述第三连接片(33)。

7.根据权利要求5-6中任意一项所述的电池，其特征在于，所述电池包括连接于所述第一连接片(31)的第一极柱(41)，连接于所述第二连接片(32)的第二极柱(42)以及连接于所述第三连接片(33)的第三极柱(43)。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述电池包括位于所述电芯上方的顶盖(50)，所述顶盖(50)上形成有避让孔以使得所述第一极柱(41)、所述第二极柱(42)以及所述第三极柱(43)穿过。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电池包括位于所述顶盖(50)上方的紧固件，所述紧固件分别设置于所述第一极柱(41)的外侧、所述第二极柱(42)的外侧以及所述第三极柱(43)的外侧。

10.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一极柱(41)、所述第二极柱(42)和所述第三极柱(43)分别通过激光焊接连接至所述第一连接片(31)、所述第二连接片(32)和所述第三连接片(33)。

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