CN218975514U - 电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池及电池包，其中电池，包括壳体，设有容纳腔和与所述容纳腔相连通的开口；顶盖，盖设所述壳体上，并密封所述开口，所述顶盖上设有第一极柱；卷芯组件，包括第一卷芯和第二卷芯，所述第一卷芯与所述第二卷芯沿第一方向依次排列，所述第一卷芯包括第一极片，所述第二卷芯包括第三极片；第一极耳，所述第一极耳的一端与所述第一极片连接，另一端与所述第三极片连接，所述第一极耳的两端之间弯折设置，所述第一极耳的弯折处与所述第一极柱电连接。上述电池能够降低卷芯中发生极耳翻折、内插等不良的风险，从而能够提高生产良品率，提高生产效率。

Description

电池及电池包

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，尤其是涉及一种电池及电池包。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长，自放电低等特点，被广泛用作数码产品电池、新能源汽车电池和电网供给侧储能等领域。常规的锂离子电池生产工艺可分为卷绕式和叠片式两种。这两种方式各有优缺点，但就生产效率而言，卷绕式优势明显。尤其针对铝壳电池，由于层数多，卷绕工艺的高效率优势逐渐成为了制造铝壳电池的主流方式。

但是，高能量密度铝壳电池，其极片的制造工艺往往采用的是多极耳模式，以均匀每层极片的电流分布，使得铝壳电池具有更低的局部温升，大电流下极化更小和更高的安全性。但是极耳本身较软，这就会不可避免地导致极耳在卷绕过程中具有翻折、内插的风险。特别是针对采用更薄的铜、铝集流体以降低铝壳电池重量和体积，来提升能量密度，和采用更长的极耳，以匹配更厚裸电芯设计和顶盖焊接要求，这种更薄的铜箔、铝箔和更长的极耳设计，其翻折、内插的风险更加明显，而极耳的翻折、内插会导致卷芯报废，良品率较低，生产效率较低，生产成本较高。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电池，能够降低卷芯中发生极耳翻折、内插等不良的风险，从而能够提高生产良品率，提高生产效率。

本申请还提出了一种包括上述电池的电池包。

本申请第一方面实施例提供的一种电池，包括：壳体，设有容纳腔和与所述容纳腔相连通的开口；顶盖，盖设所述壳体上，并密封所述开口，所述顶盖上设有第一极柱；卷芯组件，包括第一卷芯和第二卷芯，所述第一卷芯与所述第二卷芯沿第一方向依次排列，所述第一卷芯包括第一极片，所述第二卷芯包括第三极片；第一极耳，所述第一极耳的一端与所述第一极片连接，另一端与所述第三极片连接，所述第一极耳的两端之间弯折设置，所述第一极耳的弯折处与所述第一极柱电连接。

本申请第一方面实施例提供的一种电池，至少具有如下有益效果：首先，电池在装配过程中，通过第一极耳的一端与第一卷芯的第一极片连接，另一端与第二卷芯的第三极片连接，两个卷芯对折相贴时，可有效防止第一极耳发生翻折、内插等不良的风险，从而能够提高生产良品率；其次，在卷芯的制造过程中，无需将第一卷芯和第二卷芯分切为相互分离的两部分，仅经过一次卷绕工序即可制造出第一卷芯、第二卷芯两个卷芯，能够提升卷芯的制备效率，进而提升电池的生产效率。

在本申请的一些实施例中，所述第一极耳包括多个第一连接片段，多个所述第一连接片段分别与所述第一极柱电连接；相邻的两个第一连接片段中，其中一个所述第一连接片段的两端分别位于另一个所述第一连接片段的两端之间；每个所述第一连接片段的两端之间弯折设置，每个所述第一连接片段的一端与所述第一极片连接，另一端与所述第三极片连接。

在本申请的一些实施例中，电池还包括连接片，所述连接片的一端与所述第一极柱焊接，所述连接片的另一端分别与多个所述第一连接片段焊接。

在本申请的一些实施例中，所述第一连接片段的弯折位置位于所述第一连接片段1/3位置与所述第一连接片段1/2位置之间。

在本申请的一些实施例中，所述第一连接片段的两端朝向所述第一连接片段的弯折位置宽度逐渐减小。

在本申请的一些实施例中，所述第一连接片段的最大宽度不大于最小宽度的两倍。

在本申请的一些实施例中，所述第一连接片段关于所述第一连接片段的弯折位置对称。

在本申请的一些实施例中，所述第一连接片段被所述第一连接片段的弯折位置分隔出第一段和第二段，所述第一段和第二段呈尺寸相同的等腰梯形设置。

在本申请的一些实施例中，还包括与所述第一极耳同侧设置的第二极耳；所述顶盖上设有第二极柱；所述第一卷芯包括第二极片，所述第二卷芯包括第四极片；所述第二极耳的一端与所述第二极片连接，另一端与所述第四极片连接，所述第二极耳的两端之间弯折设置，所述第二极耳的弯折处与所述第二极柱电连接。

本申请第二方面实施例提供的一种电池包，其特征在于，包括：箱体和本申请第一方面实施例提供的电池，所述电池设于所述箱体内。

本申请第二方面实施例提供的一种电池包，至少具有如下有益效果：采用本申请第一方面实施例提供的电池有利于提高电池包的生产效率，降低电池包的生产成本。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请第一方面的一些实施例提供的电池的第一卷芯与第二卷芯在卷绕后、弯折前示意图；

图2为本申请第一方面的图1中提供的电池的第一卷芯与第二卷芯在卷绕后并弯折的俯视图；

图3为图1中第一卷芯与第二卷芯在卷绕后的侧视图；

图4为图1中的第一极片、第一极耳及第三极片的示意图；

图5为图1中的第二极片、第二极耳及第四极片的示意图；

图6为本申请第一方面的另一些实施例提供的电池的第一卷芯与第二卷芯在卷绕后、弯折前示意图；

图7为图6所示的第一卷芯与第二卷芯在卷绕后并弯折的俯视图；

图8为图1所示的第一卷芯与第二卷芯在卷绕前的示意图；

图9为图6所示的第一卷芯与第二卷芯在卷绕前的示意图。

附图标记：

第一卷芯100，第一极片110，第二极片120，第一极耳130，第二极耳140；

第二卷芯200，第三极片210，第四极片220；

第一极耳300，第一连接片段310，第一段311，第二段312；

第二极耳400，第二连接片段410。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右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。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1和图2，本申请第一方面实施例提供的一种电池，包括壳体、顶盖、卷芯组件、第一极耳300和第二极耳400，其中壳体和顶盖为常规设计，因此图中未示出，具体的，壳体上设有容纳腔和与容纳腔相连通的开口，顶盖盖设在壳体上并密封开口，顶盖上设有第一极柱和第二极柱，卷芯组件包括第一卷芯100和第二卷芯200，第一卷芯100包括依次层叠设置的第一极片110、第一隔膜(图中未示出)和第二极片120；第二卷芯200包括依次层叠设置的第三极片210、第二隔膜(图中未示出)和第四极片220；其中，第一卷芯100与第二卷芯200沿第一方向依次排列，该第一方向为壳体的厚度方向，第一极耳300的一端与第一极片110连接，第一极耳300的另一端与第三极片210连接，该第一极耳300的两端之间弯折设置，第一极耳300的弯折处与第一极柱电连接，第二极耳400的一端与第二极片120连接，第二极耳400的另一端与第四极片220连接，该第二极耳400的两端之间弯折设置，第二极耳300的弯折处与第二极柱电连接，其中，第一极耳300与第二极耳400同侧设置，即第一极耳300连接的第一极片110一个边侧同时也与第二极耳400连接。

参照图3和图4，第一极耳300包括多个第一连接片段310，多个第一连接片段310分别与第一极柱电连接；相邻的两个第一连接片段310中，其中一个第一连接片段310的两端分别位于另一个第一连接片段310的两端之间；每个第一连接片段310的两端之间弯折设置，每个第一连接片段310的一端与所述第一极片110连接，另一端与所述第三极片210连接，多个第一连接片段310是因为第一极片110、第三极片210在卷绕的过程中每翻转一圈都会在边侧上设置一个第一连接片段310，由此转N圈第一极片110、第三极片210的边侧上设置N个第一连接片段310，在第一极片110、第三极片210卷绕好形成第一卷芯100后，N个第一连接片段310就形成了第一极耳300，同理，参照图5，第二极耳400包括多个第二连接片段410，第二连接片段410的结构与第一连接片段310相同，在此不再赘述。

第一连接片段310与第一极柱实现电连接，可以是第一连接片段310直接与第一极柱焊接，也可以是第一连接片段310通过连接片与第一极柱连接，即连接片的一端与第一极柱焊接，连接片的另一端分别与多个第一连接片段310焊接，这样实现电池与外部待供电装置连通供电。

参照图3，第一连接片段310的弯折位置优选在第一连接片段1/3位置与所述第一连接片段1/2位置之间的任一位置，包括1/3位置和1/2位置，这样整体的结构强度稳定，不会因为被弯折位置分隔出的两段受力差距过大而导致在两个卷芯翻折过程中弯折位置断裂的情况发生；优选第一连接片段310的弯折位置设置在1/2位置，这样第一连接片段关于第一连接片段310的弯折位置对称，被弯折位置分隔出的两段受力最均匀；第一连接片段310被所其弯折位置分隔出第一段311和第二段312，第一段311和第二段312呈等腰梯形设置，等腰梯形的力学结构稳定，除等腰梯形外，也可设置为其他形状，可根据实际需求进行设置，第二连接片段410与上述第一连接片段310的弯折位置相同，在此不再赘述。

参照图3，优选第一段311和第二段312形状、尺寸相同，在第一卷芯100与第二卷芯200展开的状态下，第一段311和第二段312关于对称轴a对称，对称轴a为第一连接片段310的折弯线，弯折后，参照图8，在对称轴a的两侧，第一连接片段310被分隔的两段关于对称轴a对称并相互支撑，第一连接片段310的受力较为平均，有利于降低应力集中导致的第一连接片段310的损坏；同理，在对称轴b的两侧，第二连接片段410被弯折分隔的两段关于对称轴b对称并相互支撑，第二连接片段410的受力较为平均，有利于降低应力集中导致的第二连接片段410的损坏。

参照图3，为了减小第一卷芯100和第二卷芯200在翻转过程中第一连接片段310受到的阻力，可以将第一连接片段310的两端朝向第一连接片段310的弯折位置宽度逐渐减小，第一连接片段310与第一极片110(或第三极片210)的连接处的过流面积较大，有利于减少大电流充放电过程中或滥用条件下热量在第一连接片段310与第一极片110的连接处的聚集，提升电池的安全性能；更具体的，第一连接片段310的最大宽度不大于最小宽度的两倍，这样避免第一连接片段310的最小宽度位置力学性能过弱引发折断的情况发生，同理，参照图4，第二连接片段410也可设置与上述第一连接片段310相同的结构，在此不在赘述。

需要提到的是，参照图5和图6，第一极耳300与第二极耳400中其中一个也可不用连接两个卷芯，例如第一极耳300连接两个卷芯，第二极耳400设有两个，其中一个第二极耳400与第二极片120连接。另一个第二极耳400与第四极片220连接，两个第二极耳400相对且间隔设置；当然两个第二极耳400异侧设置也可。

示例性地，当第一极耳300和第二极耳400都有弯折位置时，参照图7，本申请第一方面实施例提供的电池的制造过程为：首先，第一极片110、第一隔膜(图中未示出)和第二极片120依次层叠，将第三极片210、第二隔膜(图中未示出)和第四极片220依次层叠；然后，参照图8，沿箭头方向进行卷绕，形成如图1所示的结构；然后，沿图1中点划线处弯折，形成如图2及图3所示的第一卷芯100与第二卷芯200；最后将第一卷芯100、第二卷芯200装入电池的壳体中即可。

本申请第一方面实施例提供的一种电池，首先，电池在装配过程中，通过第一极耳300和第二极耳400连接连个卷芯，两个卷芯对折相贴时，可有效防止第一极耳300和第二极耳400发生翻折、内插等不良的风险，从而能够提高生产良品率；其次，在卷芯的制造过程中，无需将第一卷芯和第二卷芯分切为相互分离的两部分，仅经过一次卷绕工序即可制造出第一卷芯、第二卷芯两个卷芯，能够提升卷芯的制备效率，进而提升电池的生产效率。

需要提到的是，当第一极耳300有弯折位置，第二极耳400在卷芯上是分开设置的，将第一极片110、第一隔膜(图中未示出)和第二极片120依次层叠，将第三极片210、第二隔膜(图中未示出)和第四极片220依次层叠；然后，参照图9，沿箭头方向进行卷绕，形成如图6所示的结构；然后，沿图6中点划线处弯折，形成如图7所示的第一卷芯100与第二卷芯200；最后将第一卷芯100、第二卷芯200装入电池的壳体中即可。

上述第一极片110、第三极片210可以同是负极片，也可以同是正极片，即第一极耳130可以是负极耳，也可以是正极耳；同样第二极片120、第四极片220可以同是负极片，也可以同是正极片，即第二极耳400可以是负极耳，也可以是正极耳，只需保证第一极片110与第二极片120极性相反，第三极片210与第四极片220极性相反即可

需要说明的是，实际生产中，负极片的集流体通常选用铜箔；正极片的集流体通常选用铝箔。铜箔比铝箔软，且铜的密度大于铝的密度，此外，为提高电池的能量密度，通常会选择减小集流体的厚度，目前的相关技术中，铜箔所能达到的最薄的厚度比铝箔更薄，因此，负极耳在自身重力的作用下，发生翻折、内插等不良的风险比正极耳更大，基于目前的技术发展情况，设置两个负极耳为呈弯折状的一体式连接结构能够较大程度地解决生产过程中易发生极耳翻折、内插等不良的问题。但一方面，目前铝箔制成的正极耳仍存在一定的发生翻折、内插等不良的风险，另一方面，随着技术的发展，未来可能能够制造出厚度更薄的铝箔，导致正极耳存在比目前更大的发生翻折、内插等不良的风险，因此，设置两个卷芯共用同一极耳能够一定程度地解决生产过程中易发生极耳翻折、内插等不良的问题。基于此，仅第一极耳300来连接两个卷芯，或仅设置第二极耳400来连接两个卷芯，或同时设置第一极耳300和第二极耳400来连接两个卷芯，均属于本申请的保护范围。

具体而言，参照图4及图5所示的第一卷芯100、第二卷芯200的展开图，其中第一极片110、第三极片210为负极片，第一极片110与第三极片210的边侧通过第一极耳300相连接，更具体地，第一极耳300的厚度为3微米至30微米；第二极片120、第四极片220为正极片，第二极片120与第四极片220的边侧通过第二极耳400相连接，更具体地，第二极耳400的厚度为4微米至40微米

本申请第二方面实施例提供的一种电池包，包括箱体及本申请第一方面实施例提供的电池，电池装配在箱体内部；采用本申请第一方面实施例提供的电池有利于提高电池包的生产效率，降低电池包的生产成本。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

壳体，设有容纳腔和与所述容纳腔相连通的开口；

顶盖，盖设所述壳体上，并密封所述开口，所述顶盖上设有第一极柱；

卷芯组件，包括第一卷芯和第二卷芯，所述第一卷芯与所述第二卷芯沿第一方向依次排列，所述第一卷芯包括第一极片，所述第二卷芯包括第三极片；

第一极耳，所述第一极耳的一端与所述第一极片连接，另一端与所述第三极片连接，所述第一极耳的两端之间弯折设置，所述第一极耳的弯折处与所述第一极柱电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电池，其特征在于，

所述第一极耳包括多个第一连接片段，多个所述第一连接片段分别与所述第一极柱电连接；

相邻的两个第一连接片段中，其中一个所述第一连接片段的两端分别位于另一个所述第一连接片段的两端之间；

每个所述第一连接片段的两端之间弯折设置，每个所述第一连接片段的一端与所述第一极片连接，另一端与所述第三极片连接。

3.根据权利要求2所述的一种电池，其特征在于，还包括连接片，所述连接片的一端与所述第一极柱焊接，所述连接片的另一端分别与多个所述第一连接片段焊接。

4.根据权利要求2所述的一种电池，其特征在于，所述第一连接片段的弯折位置位于所述第一连接片段1/3位置与所述第一连接片段1/2位置之间。

5.根据权利要求2所述的一种电池，其特征在于，所述第一连接片段的两端朝向所述第一连接片段的弯折位置宽度逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的一种电池，其特征在于，所述第一连接片段的最大宽度不大于最小宽度的两倍。

7.根据权利要求2所述的一种电池，其特征在于，所述第一连接片段关于所述第一连接片段的弯折位置对称。

8.根据权利要求7所述的一种电池，其特征在于，所述第一连接片段被所述第一连接片段的弯折位置分隔出第一段和第二段，所述第一段和第二段呈尺寸相同的等腰梯形设置。

9.根据权利要求1所述的一种电池，其特征在于，还包括与所述第一极耳同侧设置的第二极耳；

所述顶盖上设有第二极柱；

所述第一卷芯包括第二极片，所述第二卷芯包括第四极片；

所述第二极耳的一端与所述第二极片连接，另一端与所述第四极片连接，所述第二极耳的两端之间弯折设置，所述第二极耳的弯折处与所述第二极柱电连接。

10.一种电池包，其特征在于，包括箱体和权利要求1-9任一项所述的电池，所述电池设于所述箱体内。

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