CN218731045U - 一种电池 - Google Patents

Abstract

一种电池，包括电芯，所述电芯包括层叠设置的第一极片和第二极片，所述第一极片的涂膏区内设置有第一镂空区，所述第一极片包括至少一个和所述第一极片相连的第一极耳，所述第一极耳设置于所述第一镂空区内；所述第二极片的涂膏区内设置有和所述第一镂空区相对应的第二镂空区，所述第二极片包括至少一个和所述第二极片相连的第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳在和所述电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合。本实用新型在极片的涂膏区内设置镂空区，并在镂空区内设置极耳，缩小了极耳和电芯其它位置之间的距离，且第二极片的极耳和第一极片的极耳在同一平面上的投影互不重合，实现了降低阻抗以及电池温升的效果。

Description

一种电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长以及环境友好等优点，在很多领域得到了广泛应用。现有的电池多为顶部出极耳的结构，即在电芯的顶部引出正、负极耳，这种双极耳结构存在极化大、阻抗大、电流局部分布不均匀的问题，从而导致电池的温升比较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以减小阻抗、使电流分布均匀、降低温升的电池。

一种电池，包括电芯，所述电芯包括层叠设置的第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片之间设置有隔离膜；所述第一极片的涂膏区内设置有第一镂空区，所述第一极片包括至少一个和所述第一极片相连的第一极耳，所述第一极耳设置于所述第一镂空区内；所述第二极片的涂膏区内设置有和所述第一镂空区相对应的第二镂空区，所述第二极片包括至少一个和所述第二极片相连的第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳在和所述电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合。

如上所述的电池，可选的，所述第一极耳在和所述电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影小于所述第一镂空区在同一平面上的投影，所述第一极耳从所述第一镂空区的边沿向所述第一镂空区的中心延伸。

如上所述的电池，可选的，所述第二极耳设置于所述第二镂空区内，所述第二极耳从所述第二镂空区的边沿向所述第二镂空区的中心延伸。

如上所述的电池，可选的，所述第一极耳沿所述第一镂空区的中心线从所述第一镂空区的边沿向所述第一镂空区的中心延伸，所述第二极耳沿所述第二镂空区的中心线从所述第二镂空区的边沿向所述第二镂空区的中心延伸。

如上所述的电池，可选的，所述第一极耳在和所述电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影等于所述第一镂空区在同一平面上的投影；所述第二极耳设置于所述第二极片的涂膏区的外围。

如上所述的电池，可选的，所述第二极耳从所述第二极片的涂膏区的至少一侧外边沿向外延伸。

如上所述的电池，可选的，所述第二极耳的宽度w≥硬极耳焊印宽度；或者，所述第二极耳的宽度w＜硬极耳焊印宽度，所述第二极耳上设置有用于和硬极耳相连的极耳连接部。

如上所述的电池，可选的，所述第一极耳和所述第一极片的连接处和/或所述第二极耳和所述第二极片的连接处设置有密封件；和/或，所述第一极耳的表面和/或所述第二极耳的表面设置有钎焊金属层。

如上所述的电池，可选的，第n片所述第一极片上的第一极耳的投影和第n+2片第一极片上的第一极耳的投影重合，第n+1片第一极片上的第一极耳的投影和第n片第一极片及第n+2片第一极片上的第一极耳的投影不重合；和/或，第n片所述第二极片上的第二极耳的投影和第n+2片第二极片上的第二极耳的投影重合，第n+1片第二极片上的第二极耳的投影和第n片第二极片及第n+2片第二极片上的第二极耳的投影不重合。

如上所述的电池，可选的，所述隔离膜上设置有和所述第一镂空区及所述第二镂空区位置对应的镂空；和/或，所述第一镂空区和所述第二镂空区为中心对称图形。

由以上技术方案可知，本实用新型在第一极片的涂膏区内设置镂空，并在镂空区域内设置第一极耳，缩小了极耳和电芯(极片)其它位置之间的距离，并可使第一极耳到电芯其它位置的距离相差不大，同时第二极片的极耳和第一极片的极耳在同一平面上的投影互不重合，从而多个第一极耳和多个第二极耳可分别层叠在一起形成极耳组，通过层叠设置的多极耳的并联分流，降低阻抗，使电流均匀分布，实现降低电池温升的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例1第一极片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1第二极片的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1第一极片和第二极片层叠在一起的示意图；

图4为本实用新型实施例2第一极片的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2第一极片和第二极片层叠在一起的示意图；

图6为本实用新型实施例3第一极片和第二极片层叠在一起的示意图；

图7为本实用新型实施例4第一极片的结构示意图；

图8为本实用新型实施例4第二极片的结构示意图；

图9为本实用新型实施例4第一极片和第二极片层叠在一起的示意图；

图10为本实用新型实施例5第二极片的结构示意图；

图11为本实用新型实施例6第二极片的结构示意图；

图12为本实用新型实施例7第一极片和第二极片层叠在一起的示意图；

图13为本实用新型实施例8第一极片和第二极片层叠在一起的示意图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量；术语“正”、“反”、“底”、“上”、“下”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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实用新型中的具体含义。

电池主要包括电芯及封装电芯的膜壳。其中，电芯包括极性相反的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片之间由隔离膜隔开。第一极片可以是正极片或负极片，则第二极片相应为负极片或正极片。第一极片和第二极片均包括集流体及涂覆在集流体上的活性物质层，集流体上涂覆了活性物质层的区域为极片的涂膏区。极片还包括和极片(集流体)电连接的极耳。

为了减小极化、降低阻抗，本实用新型设计了新型结构的极片，在极片的涂膏区内设置镂空区，将极耳设置于该镂空区内，镂空区优选为中心对称图形，以实现极耳到电芯其它位置距离基本相等，且两个极片上的极耳在和极片的层叠方向相垂直的平面上的投影不重合。

实施例1

本实施例的电芯为叠片式电芯，电芯包括层叠设置的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片之间由隔离膜隔开。本实施例的第一极片包括第一集流体和第一极耳，第一极耳与第一极片电连接。第一集流体的表面涂覆有活性物质层，从而在第一极片上形成第一涂膏区。如图1所示，在第一极片1的第一涂膏区的内部设置有第一镂空区1a，本实施例的第一镂空区1a位于第一极片1的第一涂膏区的中间，第一镂空区1a为方形。第一极片1上设置了一个第一极耳1-1，第一极耳1-1小于第一镂空区a，即第一极耳1-1在和电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影小于第一镂空区1a在同一平面上的投影，第一极耳1-1从第一镂空区1a的边沿向第一镂空区1a的中心延伸。优选的，本实施例的第一极耳1-1沿第一镂空区1a的中心线延伸。由于第一极耳1-1位于第一极片1的内部，第一极耳1-1沿第一镂空区1a的中心线延伸时，相比于常规的极耳从极片的一侧引出的结构，第一极耳1-1和极片(电芯)的其他位置之间的距离相差不大，有利于降低阻抗和电流的均匀分布，从而降低温升。

本实施例的第二极片的结构和第一极片1的结构相同，第二极片包括第二集流体和第二极耳，第二集流体的表面涂覆有活性物质层，从而在第二极片上形成第二涂膏区。第二极耳和第二极片电连接。如图2所示，在第二极片2的第二涂膏区的内部设置有第二镂空区2a，第二极耳2-1设置于第二镂空区2a内，本实施例的第二极耳2-1沿第二镂空区2a的中心线从第二镂空区2a的边沿向第二镂空区2a的中心延伸。

将多片第一极片1和多片第二极片2层叠设置，以形成叠片式电芯，第一极片和第二极片的层叠方向为电芯的厚度方向。在叠放第一极片1和第二极片2时，第一极耳1-1和第二极耳2-1在和电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合，制得的叠片电芯如图3所示。电芯中各第一极片上的第一极耳在电芯的厚度方向上层叠在一起，组成第一极耳组，和外部硬极耳焊接在一起；各第二极片上的第二极耳相互层叠在一起，组成第二极耳组，和外部硬极耳焊接在一起。通过将叠在一起的多极耳并联分流，降低电芯的温升。极耳和集流体可以是一体式结构，也可以是分体式结构，当极耳和集流体是分体式结构时，极耳的材质可以是铜、镍、或者铜镀镍材料中的一种。隔离膜上设置有和极片的镂空区相对应的镂空区域，从而不影响位于镂空区内的极耳之间的层叠连接。

可选的，本实施例在极耳和极片的连接处还设置有密封件3，密封件3可为密封胶、双面胶或热熔胶等。密封件3一方面可以增加极耳的强度，避免极耳折断，另一方面也有利于电芯进行后续的包装制程。

在一些可选的实施例中，在极耳表面还可以设置钎焊金属层，如在极耳表面镀有能够进行钎焊的金属材料，以提升极耳的载流能力，同时还可以方便极耳与外部电路进行焊接。钎焊金属层可为镍层。

实施例2

本实施例和实施例1不同的地方在于，本实施例的第一极片上设置有两个第一极耳。如图4所示，本实施例在第一极片1上设置有一对第一极耳1-1，两个第一极耳1-1均沿第一镂空区1a的中心线从第一镂空区1a的边沿向第一镂空区1a的中心延伸，且两个第一极耳1-1相对设置。本实施例通过在一片(一层)极片上设置多个极耳来分化电流，以提高电极组件的过流能力。

本实施例的第二极片的结构和实施例1的第二极片的结构相同。将第一极片和第二极片层叠设置，制成叠片式电芯，第一极耳1-1和第二极耳2-1在和电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合，制得的电芯如图5所示。

实施例3

本实施例和实施例2不同的地方在于，本实施例的第二极片的结构和第一极片的结构相同，即第二极片上也设置有两个相对设置的第二极耳，两个第二极耳均沿第二镂空区的中心线从第二镂空区的边沿向第二镂空区的中心延伸。

将第一极片和第二极片层叠设置，制成叠片式电芯，第一极耳1-1和第二极耳2-1在和电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合，制得的电芯如图6所示。

实施例4

如图7所示，本实施例的第一极耳1-1为全极耳，即第一极耳1-1在和电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影等于第一镂空区在同一平面上的投影，第一极耳1-1填充满第一镂空区(未标号)。本实施例的第一极耳1-1为第一集流体箔材的一部分，和第一集流体连为一体。第一极耳1-1采用全极耳的形式，极耳和极片的接触面大，有利于分化电流，提高电极组件的过流能力。

如图8所示，本实施例的第二极片的第二极耳2-1不设置于第二镂空区2a内，而是设置于第二极片的涂膏区的外围，沿第二极片的外边缘设置。第二极耳2-1从第二极片2的涂膏区的外边沿向外延伸，本实施例的第二极耳2-1从第二极片2的涂膏区的四周外边沿向外延伸。在其他的实施例中，第二极耳可以从第二极片的涂膏区的一侧外边沿向外延伸，也可以从第二极片的涂膏区的相对的两侧外边沿向外延伸，或是从第二极片的涂膏区的三侧外边沿向外延伸，第二极耳的位置可以根据产品的结构需求相应设置，此处不做限定。将第二极耳2-1的外边沿和第二极片2的涂膏区的外边沿之间的距离定义为第二极耳的宽度w，本实施例中第二极耳的宽度w≥硬极耳焊印宽度，从而可以实现第二极耳和硬极耳4的焊接(图9)。

将第一极片和第二极片层叠设置，制成叠片式电芯，第一极耳1-1和第二极耳2-1在和电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合，制得的电芯如图9所示，第一极耳和第二极耳分别位于极片(电芯)的内侧和外侧。本实施例的电芯可用于钢壳电池，即电池的膜壳为钢壳。在其他的实施例中，电池的膜壳也可为铝塑膜。

当第一极耳为全极耳时，第二极耳不设置于第二极片的第二镂空区内，改为设置于第二极片涂膏区的外围，从而不会和第一极耳重叠在一起，在其他的实施例中，设置于第二极片涂膏区外围的第二极耳也可以不连续环绕在第二极片涂膏区的外围。

实施例5

如图10所示，本实施例和实施例4不同的地方在于，第二极片2的第二极耳2-1的宽度w＜硬极耳焊印宽度。为了实现第二极耳和硬极耳的连接，在第二极耳2-1设置有极耳连接部2-2。第二极耳2-1通过极耳连接部2-2和硬极耳焊接在一起。

实施例6

如图11所示，本实施例和实施例5不同的地方在于，第二极耳2-1上设置有两个极耳连接部2-2，两个极耳连接部2-2对称设置，分别从第二极耳2-1相对的两侧向外引出。

实施例7

本实施例和实施例6不同的地方在于，本实施例的第一极耳为实施例2的结构，即在第一极片上设置一对第一极耳，两个第一极耳均沿第一镂空区的中心线从第一镂空区的边沿向第一镂空区的中心延伸，且两个第一极耳相对设置。

将第一极片和第二极片层叠设置，制成叠片式电芯，第一极耳和第二极耳在和电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合，制得的电芯如图12所示。

实施例8

本实施例的第一极耳为实施例2的结构，第二极耳为实施例5的结构。将第一极片和第二极片层叠设置，制成叠片式电芯，第一极耳和第二极耳在和电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合，制得的电芯如图13所示。

以上实施例是以叠片式电芯为例进行说明，但前述极片的结构也适用于卷绕式电芯，卷绕式电芯的第一极片和第二极片叠放在一起卷绕后，也具有多层交替设置的第一极片和第二极片，极片上的极耳也可以采用前述实施例中的极耳结构。

在一些可选的实施例中，为了提高极耳及电芯的散热性能，当极耳设置于镂空区内而不是全极耳结构时，电芯中第n片(层)极片上的极耳的投影和第n+2片(层)极片上的极耳的投影重合，第n+1片(层)极片上的极耳的投影和第n片(层)极片及第n+2片(层)极片上的极耳的投影不重合，这样可以增加相邻极耳之间的间隙，方便散热。

本实用新型极片上的极耳可以在极片的任意方向上引出，极性相同的极耳层叠设置，利用多极耳并联分流，连接外部电路，实现提高电池过流能力、降低温升的目的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种电池，包括电芯，所述电芯包括层叠设置的第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片之间设置有隔离膜；其特征在于：

所述第一极片的涂膏区内设置有第一镂空区，所述第一极片包括至少一个和所述第一极片相连的第一极耳，所述第一极耳设置于所述第一镂空区内；

所述第二极片的涂膏区内设置有和所述第一镂空区相对应的第二镂空区，所述第二极片包括至少一个和所述第二极片相连的第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳在和所述电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影不重合。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第一极耳在和所述电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影小于所述第一镂空区在同一平面上的投影，所述第一极耳从所述第一镂空区的边沿向所述第一镂空区的中心延伸。

3.如权利要求2所述的电池，其特征在于：所述第二极耳设置于所述第二镂空区内，所述第二极耳从所述第二镂空区的边沿向所述第二镂空区的中心延伸。

4.如权利要求3所述的电池，其特征在于：所述第一极耳沿所述第一镂空区的中心线从所述第一镂空区的边沿向所述第一镂空区的中心延伸，所述第二极耳沿所述第二镂空区的中心线从所述第二镂空区的边沿向所述第二镂空区的中心延伸。

5.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第一极耳在和所述电芯的厚度方向相垂直的平面上的投影等于所述第一镂空区在同一平面上的投影；所述第二极耳设置于所述第二极片的涂膏区的外围。

6.如权利要求5所述的电池，其特征在于：所述第二极耳从所述第二极片的涂膏区的至少一侧外边沿向外延伸。

7.如权利要求6所述的电池，其特征在于：所述第二极耳的宽度w≥硬极耳焊印宽度；

或者，所述第二极耳的宽度w＜硬极耳焊印宽度，所述第二极耳上设置有用于和硬极耳相连的极耳连接部。

8.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第一极耳和所述第一极片的连接处和/或所述第二极耳和所述第二极片的连接处设置有密封件；

和/或，所述第一极耳的表面和/或所述第二极耳的表面设置有钎焊金属层。

9.如权利要求2或4所述的电池，其特征在于：第n片所述第一极片上的第一极耳的投影和第n+2片第一极片上的第一极耳的投影重合，第n+1片第一极片上的第一极耳的投影和第n片第一极片及第n+2片第一极片上的第一极耳的投影不重合；

和/或，第n片所述第二极片上的第二极耳的投影和第n+2片第二极片上的第二极耳的投影重合，第n+1片第二极片上的第二极耳的投影和第n片第二极片及第n+2片第二极片上的第二极耳的投影不重合。

10.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述隔离膜上设置有和所述第一镂空区及所述第二镂空区位置对应的镂空；

和/或，所述第一镂空区和所述第二镂空区为中心对称图形。

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