CN218333920U - 卷绕式电芯结构、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池技术领域，提供一种卷绕式电芯结构、电池单体、电池及用电装置，其中，卷绕式电芯组件包括：依次叠设并卷绕的正极片、隔膜和负极片，正极片的卷绕末端形成正极耳，负极片的卷绕末端形成负极耳，负极耳和正极耳分别形成电芯结构的上端面和下端面；正极转接片和负极转接片，正极转接片设于电芯结构的下端面并与正极耳电连接，负极转接片设于电芯结构的上端面并与负极耳电连接；其中，正极耳和负极耳的宽度不小于电芯结构宽度的3/4，正极转接片和负极转接片的宽度不小于极耳的宽度。通过本申请的技术方案，能够提高降低电芯内阻，提高电流导通面积，并有助于提高电芯的散热能力和使用寿命。

Description

卷绕式电芯结构、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种卷绕式电芯结构、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

目前，锂电池的结构主要有叠片式和卷绕式。其中，大多数卷绕式的锂电池的正极耳和负极耳都位于电池的同侧，导致电池之间串、并联的连接不便，且通常正极耳和负极耳都较窄，电流导通面积较小，电芯内阻较大，进而导致电芯在大倍率充电模式下内部发热较大，影响电池的使用寿命。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种卷绕式电芯结构、电池单体、电池及用电装置，用以提高降低电芯内阻，提高电流导通面积，并有助于提高电池的散热能力和使用寿命。

第一方面，本申请实施例提供了一种卷绕式电芯结构，包括：依次叠设并卷绕的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的卷绕末端形成正极耳，所述负极片的卷绕末端形成负极耳，所述负极耳和所述正极耳分别形成所述电芯结构的上端面和下端面；正极转接片和负极转接片，所述正极转接片设于所述电芯结构的下端面并与所述正极耳电连接，所述负极转接片设于所述电芯结构的上端面并与所述负极耳电连接；其中，所述正极耳和所述负极耳的宽度不小于所述电芯结构宽度的3/4，所述正极转接片和所述负极转接片的宽度不小于所述正极耳和所述负极耳的宽度。

在上述实现过程中，卷绕式电芯结构包括正极柱、隔膜及负极片，隔膜设置于正极片和负极片之间，然后再进行卷绕设置，并使正极片的卷绕末端在电芯结构的下表面形成一体连接的正极耳，负极片的卷绕末端在电芯结构的上表面形成一体连接的负极耳。正极耳上电连接有正极转接片，负极耳上电连接有负极转接片，通过将正极耳和负极耳的宽度设置成不小于电芯结构宽度的3/4，且将正极转接片和负极转接片的宽度设置为不小于正极耳和负极耳的宽度，且不大于电芯结构的宽度，从而可有效提高电流导通面积，以有效降低内阻，并提高电池充电过程中的散热能力，进而可有效提高电池使用的安全性。

在一种可能的实现方式中，所述负极转接片的宽度方向的一端向另一端凹陷形成有缓冲槽。

在上述实现过程中，通过在负极转接片的宽度方向的一端向另一端形成缓冲槽，则当电池的盖板与电芯结构及壳体装配时，缓冲槽可提供盖板压设时的缓冲空间，防止电芯结构因盖板下压程度较大时造成损坏，从而提高了电芯结构在装配过程中的安全性。

在一种可能的实现方式中，所述正极转接片与所述正极耳相焊接；所述负极转接片与所述负极耳相焊接。

在上述实现过程中，正极转接片位于正极耳的下方，并与正极耳相焊接，负极转接件位于负极耳的上方，并与负极耳相焊接，保证了正极耳与正极转接片、负极耳与负极转接片之间连接的可靠性，从而保证电流流通的可靠性。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括：壳体，所述壳体的顶部具有开口；和如第一方面实施例中任一项所述的电芯结构，所述电芯结构通过所述开口设于所述壳体内；盖板，用于盖设在所述电芯结构的上方，并与所述壳体密封连接，且所述盖板的上表面设有正极柱和负极柱；其中，所述正极柱与所述盖板电连接，所述负极柱与所述盖板绝缘连接。

在上述实现过程中，本申请第二方面实施例提供的电池单体，因包括第一方面实施例中任一项所述的电芯结构，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。

具体地，盖板与壳体相焊接。

在一种可能的实现方式中，所述负极柱的下表面沿所述盖板的厚度方向贯穿所述盖板，并凸出于所述盖板的下表面。

在上述实现过程中，由于正极柱与盖板电连接，负极柱与盖板绝缘连接，通过将负极柱的下表面凸出于盖板的下表面，以在盖板下方与正极柱所在位置形成高度差，从而可保证正极柱与负极柱不会发生短路。

在一种可能的实现方式中，所述正极转接片与所述壳体电连接，所述负极转接片与所述负极柱电连接。

在上述实现过程中，通过将正极转接片朝向壳体的表面与壳体电连接，负极转接片朝向盖板的表面与负极柱电连接，以实现电流从能够依次通过正极柱、盖板、壳体、正极转接片和正极耳，然后通过负极耳、负极转接片流通至负极柱。

具体地，正极转接片与壳体相焊接，负极转接片与负极柱相焊接。

在一种可能的实现方式中，所述盖板上设有注液孔，所述注液孔通过密封件与所述盖板密封连接。

在上述实现过程中，通过在盖板上设置注液孔，从而能够通过注液孔向电池单体内注入或补入电解液，以保证电池的正常使用。

在一种可能的实现方式中，所述盖板上设有泄压口，且所述泄压口设有防爆结构，所述防爆结构用于在所述电池单体内部的压力达到阈值时执行泄压动作。

在上述实现过程中，通过在盖板上设置泄压口，并在泄压口处设置防爆结构，防爆结构用于在电池单体内部的压力达到预设阈值时执行泄压动作，以保护电池单体的使用安全。

具体地，防爆结构包括与泄压口密封连接的防爆阀和盖设在防爆阀上方的防爆阀保护片。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括第二方面实施例中任一项所述的电池单体。

本申请第三方面实施例提供的电池，因包括第二方面实施例中任一项所述的电池，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果。

第四方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括第三方面实施例提供的电池，所述电池用于为所述用电装置供电。

本申请第四方面实施例提供的用电装置，如汽车、轮船或飞行器等，因包括第三方面实施例中所述的电池，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。

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一种卷绕式电芯结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池单体的分解结构示意图；

图3为本申请实施例提供的盖板与电芯结构装配的一个视角的结构示意图；

图4为图3中A-A向的剖视结构示意图。

图标：10-卷绕式电芯结构；101-负极耳；102-负极转接片；103-正极转接片；104-正极耳；20-电池单体；201-盖板；2011-负极柱；2012-正极柱；2013-防爆结构；2014-注液孔；202-壳体；2021-开口。

具体实施方式

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描述。

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。同时，在本申请的描述中，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。

请参考图1和图4，第一方面，本申请实施例提供了一种卷绕式电芯结构10，包括：依次叠设并卷绕的正极片、隔膜和负极片，正极片的卷绕末端形成正极耳104，负极片的卷绕末端形成负极耳101，负极耳101和正极耳104分别形成电芯结构的上端面和下端面；正极转接片103和负极转接片102，正极转接片103设于电芯结构的下端面并与正极耳104电连接，负极转接片102设于电芯结构的上端面并与负极耳101电连接；其中，正极耳104和负极耳101的宽度不小于电芯结构宽度的3/4，正极转接片103和负极转接片102的宽度不小于正极耳104和负极耳101的宽度。

在上述实现过程中，卷绕式电芯结构10包括正极柱2012、隔膜及负极片，隔膜设置于正极片和负极片之间，然后再进行卷绕设置，并使正极片的卷绕末端在电芯结构的下表面形成一体连接的正极耳104，负极片的卷绕末端在电芯结构的上表面形成一体连接的负极耳101。正极耳104上电连接有正极转接片103，负极耳101上电连接有负极转接片102，通过将正极耳 104和负极耳101的宽度设置成不小于电芯结构宽度的3/4，且将正极转接片103和负极转接片102的宽度设置为不小于正极耳104和负极耳101的宽度，且不大于电芯结构的宽度，从而可有效提高电流导通面积，以有效降低内阻，并提高电池充电过程中的散热能力，进而可有效提高电池使用的安全性。

可以理解的，正极耳104、负极耳101可以与电芯结构的长度和宽度均相同。

在一种可能实现的方式中，电芯结构包括至少两组依次叠设且卷绕的正极片、、隔膜和负极片，两组正极片和负极片的末端形成的正极耳104和负极耳101相连接。

请参考图4，在一种可能的实现方式中，负极转接片102的宽度方向的一端向另一端凹陷形成有缓冲槽。

在上述实现过程中，通过在负极转接片102的宽度方向的一端向另一端形成缓冲槽，则当电池的盖板201与电芯结构及壳体202装配时，缓冲槽可提供盖板201压设时的缓冲空间，防止电芯结构因盖板201下压程度较大时造成损坏，从而提高了电芯结构在装配过程中的安全性。

可以理解的，负极转接片102呈U型。

在一种可能的实现方式中，正极转接片103与正极耳104相焊接；负极转接片102与负极耳101相焊接。

在上述实现过程中，正极转接片103位于正极耳104的下方，并与正极耳104相焊接，负极转接件位于负极耳101的上方，并与负极耳101相焊接，保证了正极耳104与正极转接片103、负极耳101与负极转接片102 之间连接的可靠性，从而保证电流流通的可靠性。

请参考图2和图3，第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体20，包括：壳体202，壳体202的顶部具有开口2021；和如第一方面实施例中任一项的电芯结构，电芯结构通过开口2021设于壳体202内；盖板201，用于盖设在电芯结构的上方，并与壳体202密封连接，且盖板201的上表面设有正极柱2012和负极柱2011；其中，正极柱2012与盖板201电连接，负极柱2011与盖板201绝缘连接。

在上述实现过程中，本申请第二方面实施例提供的电池单体20，因包括第一方面实施例中任一项的电芯结构，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。

具体地，盖板201与壳体202相焊接。

请参考图4，在一种可能的实现方式中，负极柱2011的下表面沿盖板 201的厚度方向贯穿盖板201，并凸出于盖板201的下表面。

在上述实现过程中，由于正极柱2012与盖板201电连接，负极柱2011 与盖板201绝缘连接，通过将负极柱2011的下表面凸出于盖板201的下表面，以在盖板201下方与正极柱2012所在位置形成高度差，从而可保证正极柱2012与负极柱2011不会发生短路。

在一种可能的实现方式中，正极转接片103与壳体202电连接，负极转接片102与负极柱2011电连接。

在上述实现过程中，通过将正极转接片103朝向壳体202的表面与壳体202电连接，负极转接片102朝向盖板201的表面与负极柱2011电连接，以实现电流从能够依次通过正极柱2012、盖板201、壳体202、正极转接片 103和正极耳104，然后通过负极耳101、负极转接片102流通至负极柱2011。

具体地，正极转接片103与壳体202相焊接，负极转接片102与负极柱2011相焊接。

请参考图2，在一种可能的实现方式中，盖板201上设有注液孔2014，注液孔2014通过密封件与盖板201密封连接。

在上述实现过程中，通过在盖板201上设置注液孔2014，从而能够通过注液孔2014向电池单体20内注入或补入电解液，以保证电池的正常使用。

请参考图2，在一种可能的实现方式中，盖板201上设有泄压口，且泄压口设有防爆结构2013，防爆结构2013用于在电池单体20内部的压力达到阈值时执行泄压动作。

在上述实现过程中，通过在盖板201上设置泄压口，并在泄压口处设置防爆结构2013，防爆结构2013用于在电池单体20内部的压力达到预设阈值时执行泄压动作，以保护电池单体20的使用安全。

具体地，防爆结构2013包括与泄压口密封连接的防爆阀和盖设在防爆阀上方的防爆阀保护片。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括第二方面实施例中任一项的电池单体20。

本申请第三方面实施例提供的电池，因包括第二方面实施例中任一项的电池，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果。

第四方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括第三方面实施例提供的电池，电池用于为用电装置供电。

本申请第四方面实施例提供的用电装置，如汽车、轮船或飞行器等，因包括第三方面实施例中的电池，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，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。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。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种卷绕式电芯结构，其特征在于，包括：

依次叠设并卷绕的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的卷绕末端形成正极耳，所述负极片的卷绕末端形成负极耳，所述负极耳和所述正极耳分别形成所述电芯结构的上端面和下端面；

正极转接片和负极转接片，所述正极转接片设于所述电芯结构的下端面并与所述正极耳电连接，所述负极转接片设于所述电芯结构的上端面并与所述负极耳电连接；

其中，所述正极耳和所述负极耳的宽度不小于所述电芯结构宽度的3/4，所述正极转接片和所述负极转接片的宽度不小于所述正极耳和所述负极耳的宽度。

2.根据权利要求1所述的卷绕式电芯结构，其特征在于，所述负极转接片的宽度方向的一端向另一端凹陷形成有缓冲槽。

3.根据权利要求2所述的卷绕式电芯结构，其特征在于，所述正极转接片与所述正极耳相焊接；所述负极转接片与所述负极耳相焊接。

4.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的顶部具有开口；和

如权利要求1-3中任一项所述的电芯结构，所述电芯结构通过所述开口设于所述壳体内；

盖板，用于盖设在所述电芯结构的上方，并与所述壳体密封连接，且所述盖板的上表面设有正极柱和负极柱；

其中，所述正极柱与所述盖板电连接，所述负极柱与所述盖板绝缘连接。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述负极柱沿所述盖板的厚度方向贯穿所述盖板，并凸出于所述盖板的下表面。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，正极转接片与所述壳体电连接，负极转接片与所述负极柱电连接。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述盖板上设有注液孔，所述注液孔通过密封件与所述盖板密封连接。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述盖板上设有泄压口，且所述泄压口设有防爆结构，所述防爆结构用于在所述电池单体内部的压力达到阈值时执行泄压动作。

9.一种电池，其特征在于，包括权利要求4-8中任一项所述的电池单体。

10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求9所述的电池，所述电池用于为所述用电装置供电。

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