CN219086201U - 一种叠片电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种叠片电芯，包括壳体，一端面上设置有可开启的盖板；裸电芯单元，放置在壳体内；裸电芯单元靠近盖板的一端间隔的设置有正极耳和负极耳；转接片，其一端与正极耳或者负极耳的表面抵持，另一端朝着盖板方向延伸并与盖板固定连接；锁紧件，用于锁止转接片与正极耳或者负极耳抵持的一端，锁紧件与转接片、正极耳或者负极耳可拆卸式连接。通过设置向壳体内延伸的转接片以及锁紧件，将转接片与裸电芯单元进行组合，免去焊接工序，消除裸电芯单元内部局部短路的风险。

Description

一种叠片电芯

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，尤其涉及一种叠片电芯。

背景技术

目前锂离子电池的电芯主要结构有卷绕式和叠片式两种，卷绕式裸电芯是将正极片和负极片做成长条形，中间用隔膜分隔开，通过卷绕方式制成，卷绕式裸电芯存在极片弯曲处存在应力集中的问题，在电芯充放电过程中极片的膨胀和收缩交替变化可能造成极片的变形，影响电池的性能。叠片式裸电芯的正极片与负极片交替的放入隔膜中，极片没有弯折部位，可适应大容量电芯的需求，而且相比卷绕式裸电芯，叠片式裸电芯具有更低的内阻和优越的充放电倍率性能。

通常叠片式裸电芯的极耳是侧出式或者顶出式，即从极片的边缘向外伸出，而且极耳与转接片是通过焊接方式固定，焊接时会产生金属碎屑和焊接熔渣，如果掉落进叠片式裸电芯内部可能会刺穿隔膜导致局部短路，影响电芯的性能和可靠性。因此，提供一种非焊接方式连接的叠片电芯，减少焊接工序，提高电芯的可靠性，是非常有必要的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种采用非焊接方式固定叠片式裸电芯与转接片结构的叠片电芯。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种叠片电芯，包括

壳体，一端面上设置有可开启的盖板；

裸电芯单元，放置在壳体内；裸电芯单元靠近盖板的一端间隔的设置有正极耳和负极耳；

转接片，其一端与正极耳或者负极耳的表面抵持，另一端朝着盖板方向延伸并与盖板固定连接；

锁紧件，用于锁止转接片与正极耳或者负极耳抵持的一端，锁紧件与转接片、正极耳或者负极耳可拆卸式连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述转接片包括第一本体和两个翼板；所述第一本体的一端与所述盖板固定连接，第一本体的另一端朝着所述裸电芯单元的端面方向延伸，第一本体远离盖板的端部间隔设置有两个翼板，所述两个翼板还朝着远离第一本体的方向伸出并与正极耳或者负极耳的不相邻的端面相抵持。

优选的，所述两个翼板上设置有贯通的第一通孔，所述正极耳或者负极耳上对应的设置有贯穿的第二通孔；所述锁紧件分别穿置在第一通孔与第二通孔内，限定所述两个翼板与正极耳或者负极耳的相对位置。

优选的，所述锁紧件包括第二本体和两抵持部；所述第二本体设置在一翼板远离裸电芯单元的端面上，第二本体具有一开口部，开口部边缘相对且间隔的设置有两抵持部，两抵持部的一端与第二本体的开口部边缘固定连接，两抵持部的另一端顺次穿过第一通孔和第二通孔并抵持在另一翼板远离裸电芯单元的端面上；所述两抵持部之间的间距可调节。

进一步优选的，所述第二本体的延伸方向与第一通孔或者第二通孔的轴向延伸方向呈夹角设置。

进一步优选的，所述所述第二本体具有螺旋段，两抵持部分别固定设置在螺旋段的两端部。

优选的，所述裸电芯单元包括若干正极片、负极片和隔膜；所述若干正极片与若干负极片按预设方向顺次排列，且交错间隔设置；所述隔膜嵌设在相邻的正极片与负极片之间；所述预设方向为第一通孔的轴向延伸方向。

进一步优选的，所述若干正极片与若干负极片均包括涂覆区、空箔区和缺口区；涂覆区靠近盖板一侧的轮廓的两端部对应的设置有空箔区和缺口区，且正极片的空箔区和缺口区的位置与负极片的空箔区和缺口区的位置相反；各正极片的空箔区层叠形成正极耳，各负极片的空箔区层叠形成负极耳；所述若干正极片的空箔区与所述若干负极片的空箔区均对应设置有第二通孔。

更进一步优选的，所述隔膜的形状与正极片或者负极片的涂覆区的轮廓相适应。

进一步优选的，所述若干正极片、负极片和隔膜均为片状结构。

本实用新型提供的一种叠片电芯，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本方案的裸电芯单元引出的正极耳或者负极耳不是直接与转接片进行焊接固定，而是通过锁紧件来约束转接片与极耳的相对位置，免去焊接工序，不会产生焊渣掉落进入裸电芯的不足，可避免裸电芯内部短路的风险，提高电芯的良品率；

(2)两抵持部的间距可调，从而适应或者小于第一通孔或者第二通孔的径向尺寸，便于锁紧件的安装与拆卸；

(3)正极片、负极片与隔膜交错设置的相似结构能够提升未涂覆极片结构的互换性，避免单独切割极耳并组装造成的材料与工序浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本实用新型一种叠片电芯的立体图与爆炸状态立体图；

图2为本实用新型一种叠片电芯的半剖前视图；

图3为本实用新型一种叠片电芯的盖板、裸电芯单元和转接片的组合状态立体图；

图4为本实用新型一种叠片电芯的裸电芯单元的立体图和俯视图；

图5为本实用新型一种叠片电芯的正极片与负极片的立体图；

图6为本实用新型一种叠片电芯的隔膜的立体图；

图7为本实用新型一种叠片电芯的锁紧件的立体图；

图8为本实用新型一种叠片电芯的锁紧件的前视图。

附图标记：1、壳体；2、盖板；3、裸电芯单元；100、正极耳；200、负极耳；4、转接片；5、锁紧件；41、第一本体；42、翼板；300、第一通孔；400、第二通孔；51、第二本体；52、抵持部；53、开口部；31、正极片；32、负极片；33、隔膜；500、涂覆区；600、空箔区；700、缺口区。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种叠片电芯，包括壳体1、盖板2、裸电芯单元3、转接片4和锁紧件5等，其中：

壳体1，一端面上设置有可开启的盖板2；壳体内部空间用于放置裸电芯单元3。盖板2用于封闭壳体1，并用于灌注电解液或者固定极柱与转接片4。

裸电芯单元3，放置在壳体1内；裸电芯单元3靠近盖板2的一端间隔的设置有正极耳100和负极耳200；

转接片4，其一端与正极耳100或者负极耳200的表面抵持，另一端朝着盖板2方向延伸并与盖板2固定连接；转接片4与极柱配合，用于将电能导入裸电芯单元3或者输出电能。转接片4可以夹持正极耳或者负极耳形成电流输出通道。

锁紧件5，用于锁止转接片4与正极耳100或者负极耳200抵持的一端，锁紧件5与转接片4、正极耳100或者负极耳200可拆卸式连接。锁紧件5用于进一步以限定转接片4与裸电芯单元3的相对位置，防止因振动、跌落的原因导致的转接片4与裸电芯单元3发送位移或者掉落的现象。由于取代了焊接作业，因此可以很好的改善因焊接产生的金属碎屑和焊接熔渣掉落进入裸电芯单元3内部的问题，规避局部短路的风险。

如图1—3所示，为了更好的与裸电芯单元3进行贴合，转接片4包括第一本体41和两个翼板42；第一本体41的一端与盖板2固定连接，第一本体41的另一端朝着所述裸电芯单元3的端面方向延伸，第一本体41远离盖板2的端部间隔设置有两个翼板42，所述两个翼板42还朝着远离第一本体41的方向伸出并与正极耳100或者负极耳200的不相邻的端面相抵持。为了适应不同厚度的叠片形成的裸电芯单元3，可以进一步在至少一个翼板42靠近裸电芯单元3的端面上设置弹片，由于具有弹性复位功能，能够更好的抵紧正极耳100或者负极耳200的端面，并缩小与不同厚度的裸电芯单元3的端面的间隙，起到一定的夹紧与预定位功能。

为了便于锁紧件5的安装，在两个翼板42上设置有贯通的第一通孔300，正极耳100或者负极耳200上页对应的设置有贯穿的第二通孔400；所述锁紧件5分别穿置在第一通孔300与第二通孔400内，限定两个翼板42与正极耳100或者负极耳200的相对位置。锁紧件5可以采用常规的紧固件实现。采用常规的紧固件的话，紧固件也有可能因为振动而松脱掉落的风险。

如图7和图8所示，作为一种优选的实施方式，本方案的锁紧件5包括第二本体51和两抵持部52；第二本体51设置在一翼板42远离裸电芯单元3的端面上，第二本体51具有一开口部53，开口部53边缘相对且间隔的设置有两抵持部52，两抵持部52的一端与第二本体51的开口部53边缘固定连接，两抵持部52的另一端顺次穿过第一通孔300和第二通孔400并抵持在另一翼板42远离裸电芯单元3的端面上；两抵持部52之间的间距可调节。两抵持部52可以采用硬质绝缘材料或者表面包覆有绝缘材料的金属材料制成。

作为优选的实施方式，为了提高转接片4或者两抵持部52的抗弯扭能力，在第一本体41或者两抵持部52上均设置有锥形或者弧形的弯折部。

本方案的第二本体51具有一个螺旋段，两抵持部52分别固定设置在螺旋段的两端部，该螺旋段具有弹性复位能力。图示的抵持部52远离第二本体51的一端弯折后伸出第二通孔400与第一通孔300，并抵持在翼板42远离裸电芯单元3的端面，此时张开的两个抵持部52的末端的间距大于第一通孔300或者第二通孔400的直径，当挤压开口部53边缘的两抵持部52的端部，使第二本体51发生弹性变形，使开口部53的间隙变小，从而带动两个抵持部52弯折的末端完全进入第一通孔或者第二通孔内，此时可以安装或者拆卸锁紧件5，松开螺旋段的端部位置，使开口部53复位后，两个抵持部52弯折的末端复位，卡住翼板42的第一通孔处的边缘位置，从而配合两个翼板42更好的夹紧各个层叠而成的裸电芯单元3。防止层叠设置的极片发生晃动或者远离翼板的部位的极片的局部位移。图示的两个抵持部52在第一通孔或者第二通孔的径向方向有偏差，即不是对称设置，而是有一定的偏差，两抵持部52的运动轨迹相互独立，这样的设计是为了避免在挤压开口部53边缘时，两个抵持部52相对运动发生相互干渉，故在空间上将两抵持部52错开设置。

为进一步节省在壳体1内部的空间，本方案的第二本体51的延伸方向与第一通孔300或者第二通孔400的轴向延伸方向呈夹角设置。该夹角优选为90°。

如图1结合图3—图6所示，裸电芯单元3包括若干正极片31、负极片32和隔膜33；若干正极片31与若干负极片32按预设方向顺次排列，且交错间隔设置；隔膜33嵌设在相邻的正极片31与负极片32之间；所述预设方向为第一通孔300的轴向延伸方向。正极片31、负极片32和隔膜按照隔膜33—负极片32—隔膜33—正极片31—隔膜33—负极片32……的顺序间隔交错排布。由图1可知正极片31、负极片32和隔膜33的边缘大体平齐，为了与壳体绝缘设置，在裸电芯单元3与壳体1内表面相邻边缘处可以设置绝缘胶带，将裸电芯单元3的端面与壳体1内表面分隔开。各正极片31靠近盖板2的同一部位经过揉压形成正极耳100。各负极片32靠近盖板2额同一部位经过揉压形成负极耳200。

为了提高正极片与负极片的互换性，本方案的若干正极片31与若干负极片32均包括涂覆区500、空箔区600和缺口区700；涂覆区500靠近盖板2一侧的轮廓的两端部对应的设置有空箔区600和缺口区700，且正极片31的空箔区600和缺口区700的位置与负极片32的空箔区600和缺口区700的位置相反；各正极片31的空箔区600层叠形成正极耳100，各负极片32的空箔区600层叠形成负极耳200；若干正极片31的空箔区600与所述若干负极片32的空箔区600均对应设置有第二通孔400。如图5所示，正极片31与负极片32的结构基本相同，不同之处在于空箔区600和缺口区700的位置进行了对调。各正极片31的空箔区600层叠压合得到一体的正极耳100，各负极片32的空箔区600层叠压合得到一体的负极耳200。各正极片31的第二通孔400相互连通，各负极片32的第二通孔400也相互连通。这样的结构可以提高正极片与负极片的通用性，减少裁切不同形状材料带来的材料与工序上的浪费。

隔膜33的形状与正极片31或者负极片32的涂覆区500的轮廓相适应。正极片31或者负极片32的空箔区600越过隔膜33的边缘向外伸出，正极片31或者负极片32的缺口区700的边缘与隔膜33的边缘平齐设置。

若干正极片31、负极片32和隔膜33均为片状结构。其中，正极片31或者负极片32的涂覆区500的轮廓和隔膜33的轮廓可以是等腰梯形、三角形或者台阶型中的一种。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠片电芯，其特征在于，包括

壳体(1)，一端面上设置有可开启的盖板(2)；

裸电芯单元(3)，放置在壳体(1)内；裸电芯单元(3)靠近盖板(2)的一端间隔的设置有正极耳(100)和负极耳(200)；

转接片(4)，其一端与正极耳(100)或者负极耳(200)的表面抵持，另一端朝着盖板(2)方向延伸并与盖板(2)固定连接；

锁紧件(5)，用于锁止转接片(4)与正极耳(100)或者负极耳(200)抵持的一端，锁紧件(5)与转接片(4)、正极耳(100)或者负极耳(200)可拆卸式连接。

2.根据权利要求1所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述转接片(4)包括第一本体(41)和两个翼板(42)；所述第一本体(41)的一端与所述盖板(2)固定连接，第一本体(41)的另一端朝着所述裸电芯单元(3)的端面方向延伸，第一本体(41)远离盖板(2)的端部间隔设置有两个翼板(42)，所述两个翼板(42)还朝着远离第一本体(41)的方向伸出并与正极耳(100)或者负极耳(200)的不相邻的端面相抵持。

3.根据权利要求2所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述两个翼板(42)上设置有贯通的第一通孔(300)，所述正极耳(100)或者负极耳(200)上对应的设置有贯穿的第二通孔(400)；所述锁紧件(5)分别穿置在第一通孔(300)与第二通孔(400)内，限定所述两个翼板(42)与正极耳(100)或者负极耳(200)的相对位置。

4.根据权利要求2所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述锁紧件(5)包括第二本体(51)和两抵持部(52)；所述第二本体(51)设置在一翼板(42)远离裸电芯单元(3)的端面上，第二本体(51)具有一开口部(53)，开口部(53)边缘相对且间隔的设置有两抵持部(52)，两抵持部(52)的一端与第二本体(51)的开口部(53)边缘固定连接，两抵持部(52)的另一端顺次穿过第一通孔(300)和第二通孔(400)并抵持在另一翼板(42)远离裸电芯单元(3)的端面上；所述两抵持部(52)之间的间距可调节。

5.根据权利要求4所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述第二本体(51)的延伸方向与第一通孔(300)或者第二通孔(400)的轴向延伸方向呈夹角设置。

6.根据权利要求4所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述第二本体(51)具有螺旋段，两抵持部(52)分别固定设置在螺旋段的两端部。

7.根据权利要求3所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述裸电芯单元(3)包括若干正极片(31)、负极片(32)和隔膜(33)；所述若干正极片(31)与若干负极片(32)按预设方向顺次排列，且交错间隔设置；所述隔膜(33)嵌设在相邻的正极片(31)与负极片(32)之间；所述预设方向为第一通孔(300)的轴向延伸方向。

8.根据权利要求7所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述若干正极片(31)与若干负极片(32)均包括涂覆区(500)、空箔区(600)和缺口区(700)；涂覆区(500)靠近盖板(2)一侧的轮廓的两端部对应的设置有空箔区(600)和缺口区(700)，且正极片(31)的空箔区(600)和缺口区(700)的位置与负极片(32)的空箔区(600)和缺口区(700)的位置相反；各正极片(31)的空箔区(600)层叠形成正极耳(100)，各负极片(32)的空箔区(600)层叠形成负极耳(200)；所述若干正极片(31)的空箔区(600)与所述若干负极片(32)的空箔区(600)均对应设置有第二通孔(400)。

9.根据权利要求8所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述隔膜(33)的形状与正极片(31)或者负极片(32)的涂覆区(500)的轮廓相适应。

10.根据权利要求7所述的一种叠片电芯，其特征在于，所述若干正极片(31)、负极片(32)和隔膜(33)均为片状结构。

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