CN218867188U - 一种电芯、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯、电池单体、电池以及用电装置，电芯包括：电芯主体，电芯主体的外表面上形成有平面部以及弧面部；绝缘胶，至少部分与弧面部相重叠，绝缘胶上形成有薄弱部，薄弱部设置于绝缘胶的与弧面部的重叠处。本申请实施例的技术方案中，通过于绝缘胶上设有薄弱部，薄弱部位于绝缘胶的与弧面部的重叠处，如果绝缘胶受到拉扯力过大时，绝缘胶的薄弱部会优先断裂，从而避免绝缘胶过于撕扯隔离膜，造成隔离膜开裂。

Description

一种电芯、电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本实用新型涉及储能器件技术领域，特别是一种电芯、电池单体、电池以及用电装置。

背景技术

动力电池中，锂离子电池具有绿色环保、高能量密度、低自放电、长循环寿命等诸多优点，其主要结构包括阳极极片、阴极极片、隔离膜、电解液及外包装壳等组成。阴、阳极极片与隔离膜交替卷绕在一起形成电芯，经外包装及注液封装，然后经过化成容量等工序形成完整的电池单体。

裸电芯卷绕完成之后，需在隔离膜表面贴绝缘胶，而且为提升锂离子电池的体积能量密度，相关技术一般都会对电芯进行热压整形，以减小电芯的厚度，但当电芯热压时候，有可能会导致绝缘胶拉扯撕裂隔离膜的技术问题，造成极片裸露，增加与金属壳接触导致短路风险。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种电芯、电池单体、以及用电装置，以解决现有技术中的电芯热压时候，有可能会导致绝缘胶撕裂隔离膜的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种电芯，包括：

电芯主体，所述电芯主体的外表面上形成有平面部以及弧面部；

绝缘胶，至少部分与所述弧面部重叠，所述绝缘胶上形成有薄弱部，所述薄弱部设置于所述绝缘胶的与所述弧面部重叠的区域。

本申请实施例的技术方案中，通过于绝缘胶上设有薄弱部，薄弱部位于绝缘胶的与弧面部的重叠处，如果绝缘胶受到拉扯力过大时，绝缘胶的薄弱部会优先断裂，从而避免绝缘胶过于撕扯隔离膜，造成隔离膜开裂。

在一些实施例中，所述薄弱部包括沿所述绝缘胶厚度方向贯穿设置的通孔。通孔对应的区域处的耐受力情况弱于其他区域，在受到较大的拉扯力情况下，绝缘胶会从通孔处断裂。

在一些实施例中，所述通孔设有多个，多个所述通孔等间隔分布。相邻的通孔之间的间距根据实际需要而定，当相邻的通孔之间的间距较大时候，绝缘胶能承受更大的拉扯力，但相邻的通孔之间的间距也不能过大，这样会导致绝缘胶能承受的拉扯力过大，隔离膜被拉裂破损，相邻的通孔之间的间距也不能过小，会导致绝缘胶只能承受很小的拉扯力，造成电芯主体的热压整形效率偏低，且成型效果不好。

在一些实施例中，沿所述电芯主体的卷绕方向，所述通孔的宽度为1-3mm。当通孔的宽度超过此范围时，通孔的宽度过大，使得绝缘胶在承受很小的拉扯力时候就会断裂，弧面部在热压过程中不能产生较大的变形，造成空间浪费，从而降低电池的体积能量密度，当通孔的宽度小于此范围时，通孔的宽度过小，使得绝缘胶能承受过大的拉扯力，以至于隔离膜在撕扯破损后，绝缘胶的通孔处仍完好，绝缘胶的薄弱部失去作用。

在一些实施例中，所述薄弱部包括沿所述绝缘胶的厚度方向凹陷的凹部。在受到较大的拉扯力情况下，绝缘胶会从凹部处断裂，从而避免将过大的拉扯力传递到与绝缘胶接触的隔离膜，造成隔离膜破损。

在一些实施例中，沿所述电芯主体的卷绕方向，所述凹部的宽度为1-3mm。当凹部的宽度超过此范围时，凹部的宽度过大，使得绝缘胶在承受很小的拉扯力时候就会断裂，使得弧面部在热压过程中不能产生较大的变形，造成空间浪费，从而降低电池的体积能量密度，当凹部的宽度小于此范围时，凹部的宽度过小，使得绝缘胶能承受很大的拉扯力，以至于隔离膜在撕扯破损后，绝缘胶的凹部处仍完好，导致绝缘胶的薄弱部失效。

在一些实施例中，所述薄弱部沿所述电芯主体卷绕轴线方向延伸。使得绝缘胶能承受一个合理范围内的拉扯力。

在一些实施例中，所述绝缘胶上设有刻码部。从而对每个电芯进行编码，使得电芯在入壳体注液前可追溯，避免异常电池的产生。

在一些实施例中，所述绝缘胶覆盖于所述电芯主体的预设区域，所述预设区域至少部分与所述弧面部相重叠。预设区域是与电池单体的壳体相接触的区域，从而使得避免电芯表面和壳体内表面接触发生短路，同时可以节约成本。

第二方面，本申请还提供了一种电池单体，包括壳体以及前述的电芯，所述电芯设置于所述壳体内。

第三方面，本申请还提供了一种电池，包括前述的电池单体。

第四方面，本申请还提供了一种用电装置，包括前述的电池。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1是本申请所提供的电芯的正视图；

图2是本申请所提供的电芯的俯视图；

图3是本申请所提供的薄弱部为第一种结构的电芯的侧视图；

图4是本申请所提供的薄弱部为第一种结构的绝缘胶的剖视图；

图5是本申请所提供的薄弱部为第二种结构的电芯的侧视图；

图6是本申请所提供的薄弱部为第二种结构的绝缘胶的剖视图；

图7是本申请所提供的薄弱部为第三种结构的电芯的侧视图；

图8是本申请所提供的薄弱部为第四种结构的电芯的侧视图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

具体实施方式中的附图标号如下：

10-电芯主体，11-平面部，12-弧面部；

20-绝缘胶，21-通孔，22-凹部，23-刻码部。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“高度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在锂电池中，一般使用金属壳作为外壳结构的承载部件，盖板作为封闭部件，金属壳为具有一个开口的盒状结构，盖板封闭在金属壳的开口处，形成电池单体的壳体。金属壳可以直接通过金属板拉伸成型，锂电池的主要结构包括阳极极片、阴极极片、隔离膜、电解液及壳体等组成。阴、阳极极片与隔离膜交替卷绕在一起形成电芯，为了避免在使用过程中，电池内部短路，电芯外表面的隔离膜会包覆绝缘胶，避免电芯和金属壳内表面接触短路。

现有技术中，电芯在形成过程中，于电芯的两侧会形成比较大的弧面部，为提升锂离子电池的体积能量密度，需要进行热压，在热压过程中，裸电芯的弧面部会发生变形，这个过程会拉扯裸电芯的绝缘胶；当拉力很大，绝缘胶的弹性不能抵消该应力，可能拉破隔离膜，造成极片裸露，增加与金属壳短路失效风险。

为解决上述技术问题，参照图1至图8所示，本申请提供了一种电芯，包括：

电芯主体10，电芯主体10由阴极极片、阳极极片与隔离膜交替卷绕而成，在一种可行的实施方式中，最终成型的电芯主体10的外表面是隔离膜，参照图2所示，电芯主体10的外表面上形成有平面部11以及弧面部12，电芯主体10大体呈腰型结构，弧面部12位于平面部11的沿所述电芯主体的卷绕方向的相对两侧。在热压整形之前，电芯主体10较松散，阴极极片、阳极极片之间的间隙较大，造成空间浪费，降低了电池的体积能量密度，通过热压整形，可以让电芯主体10更加紧凑，阴极极片、阳极极片之间的间隙减小，从而提高体积能量密度。

在电芯卷绕好以后，于热压整形之前，会将绝缘胶20粘贴覆盖于电芯主体10上，至少部分与弧面部12重叠，由于电芯主体10的最外层是隔离膜，所以绝缘胶20粘贴在隔离膜的表面，绝缘胶20位于电芯主体10与金属壳之间，起到绝缘作用，避免电芯主体10内的极片与金属壳内表面接触发生短路，弧面部12在热压过程中半径发生变化，弧面部12的半径又大变小，所产生的半径变化，会拉扯覆盖于电芯主体10上的绝缘胶20，由于绝缘胶20是贴合在隔离膜上的，所以会拉扯隔离膜，如果拉扯力过大，会造成隔离膜撕裂损坏，里面裸露的极片与金属壳接触，产生短路风险。

为避免绝缘胶20撕裂隔离膜，造成极片裸露，增加与金属壳短路失效风险，本申请所提供的实施例中，绝缘胶20上形成有薄弱部，本申请的优选技术方案中，薄弱部位于绝缘胶20与弧面部12的重叠处，也就是绝缘胶20受力以及变形最大的区域，使得薄弱部能较敏锐的感知到绝缘胶20的变形情况，热压过程中，弧面部12发生变形，拉扯绝缘胶20，如果绝缘胶20受到拉扯力过大时，绝缘胶20的薄弱部会优先断裂，从而避免绝缘胶20过于撕扯隔离膜，造成隔离膜开裂。

在一种可行的实施方式中，参照图3以及图4所示，薄弱部包括沿绝缘胶20厚度方向贯穿设置的通孔21，通孔21可以是方形孔、圆形孔或六边形孔等多少类型的孔洞，在此不做限定，通孔21对应的区域处的耐受力情况弱于其他区域，在受到较大的拉扯力情况下，绝缘胶20会从通孔21处断裂，从而避免将过大的拉扯力传递到与绝缘胶20接触的隔离膜，造成隔离膜破损。

本申请所提供的实施例中，通孔21设有多个，多个通孔21等间隔分布，参照图3所示，多个通孔21沿电芯主体10的卷绕方向等间隔设置，以使得绝缘胶20能承受一定范围内的拉扯力，在承受超过此范围的拉扯力的时候，绝缘胶20会从通孔21处断裂，相邻的通孔21之间的间距根据实际需要而定，当相邻的通孔21之间的间距较大时候，绝缘胶20能承受更大的拉扯力，但相邻的通孔21之间的间距也不能过大，这样会导致绝缘胶20能承受的拉扯力过大，隔离膜容易被拉裂破损，相邻的通孔21之间的间距也不能过小，会导致绝缘胶20只能承受很小的拉扯力，造成电芯主体10的热压整形效率偏低，且成型效果不好。

本申请所提供的实施例中，沿电芯主体10的卷绕方向，通孔21的宽度W为1-3mm，参照图3以及图4所示，通孔21的长度方向为沿电芯主体10卷绕轴线方向，具体地，宽度W可以为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定，当通孔21的宽度W超过此范围时，通孔21的宽度W过大，使得绝缘胶20在承受很小的拉扯力时候就会断裂，弧面部12在热压过程中不能产生较大的变形，造成空间浪费，从而降低电池的体积能量密度，当通孔21的宽度W小于此范围时，通孔21的宽度过小，使得绝缘胶20能承受过大的拉扯力，以至于隔离膜在撕扯破损后，绝缘胶20的通孔21处仍完好，绝缘胶20的薄弱部失去作用。

本申请所提供的实施例中，参照图5以及图6所示，薄弱部包括沿绝缘胶20的厚度方向凹陷的凹部22，凹部22的内轮廓面可以是方形、圆形或六边形等多少类型，在此不做限定，凹部22处的绝缘胶20的厚度要小于其他区域的绝缘胶20的厚度，凹部22对应的区域处的耐受力情况弱于其他区域，在受到较大的拉扯力情况下，绝缘胶20会从凹部22处断裂，从而避免将过大的拉扯力传递到与绝缘胶20接触的隔离膜，造成隔离膜破损。

在一种可行的实施方式中，凹部22沿电芯主体10卷绕轴线方向延伸以形成长方形结构，使得绝缘胶20能承受一个合理范围内的拉扯力，参照图5以及图6所示，沿电芯主体10的卷绕方向，凹部22的宽度W为1-3mm，具体地，宽度可以为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定，当凹部22的宽度W超过此范围时，凹部22的宽度W过大，使得绝缘胶20在承受很小的拉扯力时候就会断裂，使得弧面部12在热压过程中不能产生较大的变形，造成空间浪费，从而降低电池的体积能量密度，当凹部22的宽度W小于此范围时，凹部22的宽度W过小，使得绝缘胶20能承受很大的拉扯力，以至于隔离膜在撕扯破损后，绝缘胶20的凹部22处仍完好，导致绝缘胶20的薄弱部失效。

本申请所提供的实施例中，参照图7所示，薄弱部包括通孔21以及凹部22，通孔21以及凹部22沿着电芯主体10的卷绕方向依次间隔设置，通孔21处的绝缘胶20相对于凹部22处更容易断裂，绝缘胶20能承受一定范围内的拉扯力，在承受超过此范围的拉扯力的时候，绝缘胶20会先从通孔21处断裂，再从凹部22处断裂，使得绝缘胶20的受力范围有一个梯度变化，避免绝缘胶20能承受的拉扯力过大，隔离膜容易被拉裂破损，同时避免绝缘胶20只能承受很小的拉扯力，造成电芯主体10的热压整形效率偏低。

本申请所提供的实施例中，参照图8所示，薄弱部包括呈多行多列分布的通孔21，多行分布的若干通孔沿电芯主体10卷绕轴线方向延伸，多列分布的若干通孔沿电芯主体10的卷绕方向延伸，本领域的技术人员可以知晓，行数和列数均可以根据绝缘胶20的耐受拉力需要而定，当绝缘胶20需要承受较大的拉力才断裂时，行数和列数可偏少，当绝缘胶20需要承受较小的拉力即断裂时，行数和列数可偏多，在一种可行的实施方式中，薄弱部也可以是包括呈多行和/或多列分布的凹部22，或者凹部22与通孔21交错分布，形成多行多列的布局，在此不做限定。

本申请所提供的实施例中，平面部11的相对两侧的弧面部12均会发生半径变化，本申请所提供的实施例中，绝缘胶20的于平面部11的相对两侧的弧面部12的重叠区域均设有薄弱部，从而使得绝缘胶20的两侧受力均匀，避免单侧能承受的拉扯力过大，造成隔离膜破损。

参照图1所示，绝缘胶20上设有刻码部23，在一种可行的实施方式中，通过在绝缘胶20上激光雕刻二维码形成刻码部23，从而对每个电芯进行编码，使得电芯在入壳体注液前可追溯，避免异常电池的产生，在一种可行的实施方式中，刻码部23位于绝缘胶20的与平面部11重叠的区域，避免热压过程中，弧面部12发生变形，造成刻码部23损坏。本申请还提供了一种电池单体，电池单体包括壳体以及前述的电芯，所述电芯设置于所述壳体内。

其中，每个电池单体可以为二次电池或一次电池；电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

壳体是用于形成电池单体的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电芯、电解液以及其他部件。壳体可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体的形状可以根据电芯的具体形状和尺寸大小来确定，壳体的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

本申请所提供的实施例中，绝缘胶20覆盖于电芯主体10的预设区域，预设区域至少部分与弧面部12相重叠。预设区域是电芯主体10面向电池单体的壳体的区域，从而使得避免电芯表面和壳体内表面接触发生短路，同时可以节约成本。

本申请还提供了一种电池，包括电池单体，电池单体可以为前述实施例所提供的电池单体。

其中，电池单体可以是多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内；当然，电池也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。电池还可以包括其他结构，例如，该电池还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体之间的电连接。

本申请还提供了一种用电装置，该用电装置包括本体及设置于本体内的电池，电池包括前述实施例所提供的电芯，其中，用电装置可以是手机、可穿戴设备、无人机、个人计算机、智能家电、工业控制器、储能装置、电动工具或电动汽车等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

电芯主体，所述电芯主体的外表面上形成有平面部以及弧面部；

绝缘胶，设置于所述电芯主体的外表面，所述绝缘胶至少部分与所述弧面部重叠，所述绝缘胶上形成有薄弱部，所述薄弱部设置于所述绝缘胶的与所述弧面部重叠的区域。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述薄弱部包括沿所述绝缘胶厚度方向贯穿设置的通孔。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于：所述通孔设有多个，多个所述通孔等间隔分布。

4.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于：沿所述电芯主体的卷绕方向，所述通孔的宽度为1-3mm。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述薄弱部包括沿所述绝缘胶的厚度方向凹陷的凹部。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于：沿所述电芯主体的卷绕方向，所述凹部的宽度为1-3mm。

7.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述薄弱部沿所述电芯主体卷绕轴线方向延伸。

8.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述绝缘胶上设有刻码部。

9.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述绝缘胶覆盖于所述电芯主体的预设区域，所述预设区域至少部分与所述弧面部相重叠。

10.一种电池单体，其特征在于，包括壳体以及如权利要求1-9任意一项所述的电芯，所述电芯设置于所述壳体内。

11.一种电池，其特征在于，包括权利要求10所述的电池单体。

12.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求11所述的电池。

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