CN219180703U - 异形电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异形电池，包括：壳体，所述壳体的侧壁设置有第一限位部；裸电芯，所述裸电芯设置在所述壳体内且所述裸电芯的侧壁设置有第二限位部，所述第一限位部与所述第二限位部限位配合。通过裸电芯侧壁上的第二限位部与壳体上的对应的第一限位部进行侧面限位配合，可以限制裸电芯在壳体中轴向移动，保证在做跌落测试时，不会因为裸电芯的轴向移动导致电池底部破损、电池头部封印冲开、极耳断裂、隔膜翻折或者极片错位造成正负极接触短路，从而提高异形电池的跌落性能。

Description

异形电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种异形电池。

背景技术

随着锂离子电池的运用越来越广泛，其性能也被赋予越来越高的要求，特别是其安全性能。不管是在储能电池领域，消费类电池领域，还是动力电池领域，制造出高安全性能的电池一直是重要的研究方向。目前，方形软包电池因其卷绕或者叠片结构简单，且具有较高的能量密度，成为锂离子电池生产中的主要结构。然而，软包电池结构的裸电芯都是通过焊接极耳后，将裸电芯封装在铝塑膜壳体内，极耳部分通过熔融的极耳胶与铝塑膜熔合在一起，达到极耳位密封的效果。然而，这种结构对裸电芯的固定措施不够，不利于裸电芯在铝塑膜中的稳定，不管是在运输和放置的过程中，还是在做某些测试(如：跌落测试)时，裸电芯在壳体内部容易发生晃动，造成电芯发生失效等风险。

相关技术中，通过电池壳体上下两个异形面的抵接配合构成限位，使得裸电芯能够牢固的锚定在电池壳体中，电池即使在运输或放置过程中，裸电芯不会发生抖动或晃动，从而保证电池的使用寿命及使用性能。但是，该裸电芯均为卷绕结构的圆柱裸电芯，不适用于方形软包电池，并且设置的限位结构，一部分要求裸电芯结构具有一些尖角，容易导致极片翻折，另一部分结构裸电芯与壳体连接紧密，未给电池内部储存电解液和电池膨胀预留空间，影响电池的循环性能和安全性能。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种异形电池，电池侧壁的第二限位部与壳体侧壁的第一限位部限位配合，限制裸电芯在壳体中轴向移动，提高跌落性能。

根据本实用新型实施例的异形电池，包括：壳体，所述壳体的侧壁设置有第一限位部；裸电芯，所述裸电芯的侧壁设置有第二限位部，所述第一限位部与所述第二限位部限位配合。

根据本实用新型实施例的异形电池，通过裸电芯侧壁上的第二限位部与壳体上的对应的第一限位部进行侧面限位配合，可以限制裸电芯在壳体中轴向移动，保证在做跌落测试时，不会因为裸电芯的轴向移动导致电池壳体底部破损、电池壳体头部封印冲开、极耳断裂、隔膜翻折或者极片错位造成正负极接触短路，从而提高异形电池的跌落性能。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一限位部为限位凹槽，所述第二限位部为限位凸起，所述限位凹槽和所述限位凸起限位配合。

根据本实用新型的一些实施例，所述限位凸起上设置有绝缘胶，所述绝缘胶包裹于所述限位凸起。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体在周向的内侧壁上分别设置有至少一个所述第一限位部，所述裸电芯在周向的外侧壁上分别设置有至少一个所述第二限位部且与所述第一限位部一一对应设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体在长度方向上设置有至少两个所述第一限位部且间隔设置，所述裸电芯在长度方向上设置有至少两个所述第二限位部且与所述第一限位部一一相对设置。

根据本实用新型的一些实施例，两个所述第一限位部之间的距离为a，所述第一限位部距离所述壳体顶壁或底壁的距离为b，所述a和b满足关系式：1.2b≥a≥0.8b。

根据本实用新型的一些实施例，所述裸电芯包括：正极片、负极片和隔膜，所述正极片和所述负极片为单片结构，所述正极片和所述负极片的至少一侧设置有第三限位部，所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠层形成所述裸电芯，且所述正极片的所述第三限位部和所述负极片的所述第三限位部相对应以构成所述第二限位部。

根据本实用新型的一些实施例，所述裸电芯包括：正极片、负极片和隔膜，所述正极片和所述负极片为长条极片，所述长条极片在其宽度方向的两侧沿其长度方向上间隔设置有多个开槽，以在其宽度方向的中部形成多个连接片，所述正极片、所述隔膜和所述负极片卷绕以形成所述裸电芯，且多个所述连接片构成所述第二限位部。

根据本实用新型的一些实施例，异形电池还包括：极耳，所述极耳设置在所述正极片和所述负极片的一端且延伸至所述壳体外侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体为铝塑膜壳体。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型第一种实施例的异形电池的结构示意图；

图2是根据本实用新型第一种实施例的异形电池的裸电芯的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的异形电池的裸电芯厚度方向切面结构图；

图4是根据本实用新型第一种实施例的卷绕异形电芯的极片的结构示意图；

图5是根据本实用新型第二种实施例的叠片异形电芯的极片的结构示意图；

图6是根据本实用新型第二种实施例的异形电池的结构示意图；

图7是根据本实用新型第三种实施例的异形电池的结构示意图。

附图标记：

100、异形电池；1、壳体；11、第一限位部；2、裸电芯；21、第二限位部；22、绝缘胶；23、正极片；24、负极片；25、隔膜；26、第三限位部；27、开槽；28、连接片；29、极耳。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图7描述根据本实用新型实施例的异形电池100。

如图1所示，异形电池100包括：壳体1和裸电芯2。

裸电芯2设置在壳体1内，壳体1的侧壁设置有第一限位部11，裸电芯2的侧壁设置有第二限位部21，第一限位部11与第二限位部21限位配合。如此，通过壳体1侧壁上的第一限位部11和裸电芯2侧壁上的第二限位部21的限位配合，可以限制裸电芯2在壳体1中轴向移动，保证在做跌落测试时，不会因为裸电芯2的轴向移动导致壳体1底部破损、壳体1头部封印冲开、极耳29断裂、隔膜25翻折或者极片错位造成正负极接触短路，从而提高异形电池100的跌落性能。

相比于通过电池壳上下两个异形面的抵接配合使卷芯锚定在电池壳中，容易导致极片翻折以及未给电池内部储存电解液和电池膨胀预留空间，本实用新型中的裸电芯2通过其侧壁上的第二限位部21与对应的壳体1上的第一限位部11进行侧面限位配合，且在裸电芯2的第二限位部21包裹有绝缘胶22，不会导致极片翻折或者断裂，同时可以最高限度的保持电池内部原有空间，可以在提高异形电池100的安全性能的同时保证异形电池100的电性能不恶化。

由此，通过裸电芯2侧壁上的第二限位部21与壳体1上的对应的第一限位部11进行侧面限位配合，可以限制裸电芯2在壳体1中轴向移动，保证在做跌落测试时，不会因为裸电芯2的轴向移动导致壳体1底部破损、壳体1头部封印冲开、极耳29断裂、隔膜25翻折或者极片错位造成正负极接触短路，从而提高异形电池100的跌落性能。

在一些实施例中，第一限位部11为限位凹槽，第二限位部21为限位凸起，限位凹槽和限位凸起限位配合。如此，壳体1的侧壁设限位凹槽，裸电芯2的侧壁设限位凸起，这样，裸电芯2可以嵌套在壳体1内，限制其轴向运动，结构简单，方便制作与安装。

示例性的，限位凸起可以为轴对称四边形结构，其在制造工艺及限位作用都具有较好的效果。

在一些实施例中，如图2所示，限位凸起上设置有绝缘胶22，绝缘胶22包裹于限位凸起。虽然可以避免裸电芯2的头部和尾部与壳体1之间的碰撞，但是裸电芯2侧壁的第一限位部11上下端面与壳体1之间还是可能发生碰撞，导致隔离膜翻折的情况发生，进而造成异形电池100内部短路而引发失效。因此，将绝缘胶22包裹固定在裸电芯2侧壁的第一限位部11处，以防止第一限位部11的上下端面与壳体1之间发生碰撞后引发电池发生内部短路的风险。

在一些实施例中，壳体1在周向的内侧壁上分别设置有至少一个第一限位部11，裸电芯2在周向的外侧壁上分别设置有至少一个第二限位部21，并且与第一限位部11一一对应设置。

在本实用新型的第一个实施例中，如图1所示，壳体1在周向的内侧壁上分别设置有一个第一限位部11，裸电芯2在周向的外侧壁上分别设置有一个第二限位部21，并且与第一限位部11一一对应设置。

当然，根据异形电池100的不同规格为达到更稳固的限位效果或者为了满足客户的需求，在本实用新型的第二个实施例中，如图6所示，壳体1在周向的内侧壁上分别设置有二个第一限位部11，裸电芯2在周向的外侧壁上分别设置有二个第二限位部21，并且与第一限位部11一一对应设置。

或者，壳体1在长度方向上设置有至少两个第一限位部11，并且间隔设置，裸电芯2在长度方向上设置有至少两个第二限位部21，并且与第一限位部11一一相对设置。在本实用新型的第三个实施例中，如图7所示，壳体1在长度方向上设置有两个第一限位部11，并且间隔设置，裸电芯2在长度方向上设置有两个第二限位部21，并且与第一限位部11一一相对设置。

其中，两个第一限位部11之间的距离为a，第一限位部11与壳体1顶壁或底壁的距离为b，a和b满足关系式：1.2b≥a≥0.8b，其可以有效限位整个裸电芯2的轴向移动(或长度方向移动)，以达到较为稳固的限位效果。

具体地，第二限位部21的数量可根据异形电池100的尺寸及电池终端应用产品所能提供给的电池容纳空间去设置，当异形电池100在长度方向的尺寸≤60mm，可以在异形电池100的周向的内壁上分别设置一个第二限位部21，参照图1所示；当异形电池100在长度方向的尺寸＞60mm，可以在异形电池100的周向的内壁上分别设置两个第二限位部21，参照图6所示；如果电池终端应用产品仅在一侧有容纳空间的，可以在异形电池100的一侧内壁上设置长度方向排布的两个第二限位部21，参照图7所示。上述这样的设置较合理且能达到较好的限位效果。

当然，第一限位部11和第二限位部21的数量不仅限于本实用新型实施例中的数量，第一限位部11和第二限位部21的位置也不限于本实用新型实施例中的位置。凡是对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的范围，均应涵盖在本实用新型的保护范围中。

在一些实施例中，如图3和图5所示，裸电芯2包括：正极片23、负极片24和隔膜25，正极片23和负极片24为单片结构，正极片23和负极片24的至少一侧设置有第三限位部26，正极片23、隔膜25和负极片24依次叠层形成裸电芯2，且正极片23的第三限位部26和负极片24的第三限位部26相对应以构成第二限位部21。

如此，正极片23和负极片24均为单片结构，先通过激光切割或者模切等方法，制成如图5所示的极片结构，其中，在极片结构的两侧设置有第三限位部26，例如凸起结构，将正极片23、隔膜25、负极片24通过叠片的方式形成叠片式裸电芯2结构；然后，将裸电芯2侧壁上的第二限位部21(即正极片23的第三限位部26和负极片24的第三限位部26)进行绕胶，以第二限位部21的上下端面被绝缘胶22包裹住，形成裸电芯2；最后，将裸电芯2装入壳体1内，封装后形成本实用新型所述的异形电池100。

在一些实施例中，如图3和4所示，裸电芯2包括：正极片23、负极片24和隔膜25，正极片23和负极片24为长条极片，长条极片在其宽度方向的两侧沿其长度方向上间隔设置有多个开槽27，以在其宽度方向的中部形成多个连接片28，正极片23、隔膜25和负极片24卷绕以形成裸电芯2，且多个连接片28构成第二限位部21。

如此，正极片23和负极片24均为长条极片，先将长条形的极片采用机械模切或者激光模切的方式制成图4所示的极片结构，即形成多个由连接片28相互连接的极片结构，并将正、负极极耳29分别焊接于正极片23和负极片24上，将正极片23、隔膜25、负极片24通过卷绕的方式卷绕形成卷绕式裸电芯2；将裸电芯2侧壁的第二限位部21进行绕胶，第二限位部21的上下端面被绝缘胶22包裹住，形成裸电芯2；将裸电芯2装入壳体1，封装后形成本实用新型所述的异形电池100。

此外，异形电池100还包括：极耳29，极耳29设置在正极片23和负极片24的一端，并且延伸至壳体1外侧。如此，将正极耳29、负极耳29分别焊接固定在正极片23/负极片24在长度方向的一端后，并延伸至壳体1外侧，作为载流导体。

在一些实施例中，壳体1可以为铝塑膜壳体1。其中，铝塑膜壳体1的第一限位部11形状可以通过改变其冲坑模芯形状实现。

因此，本实用新型中的异形电池100，通过裸电芯2侧壁上的第二限位部21与壳体1上的对应的第一限位部11进行侧面限位配合，可以限制裸电芯2在壳体1中轴向移动，保证在做跌落测试时，不会因为裸电芯2的轴向移动导致壳体1底部破损、壳体1头部封印冲开、极耳29断裂、隔膜25翻折或者极片错位造成正负极接触短路，从而提高异形电池100的安全性能，同时保证异形电池100的电性能不恶化。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种异形电池(100)，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)的侧壁设置有第一限位部(11)；

裸电芯(2)，所述裸电芯(2)设置在所述壳体(1)内，所述裸电芯(2)的侧壁设置有第二限位部(21)，所述第一限位部(11)与所述第二限位部(21)限位配合。

2.根据权利要求1所述的异形电池(100)，其特征在于，所述第一限位部(11)为限位凹槽，所述第二限位部(21)为限位凸起，所述限位凹槽和所述限位凸起限位配合。

3.根据权利要求2所述的异形电池(100)，其特征在于，所述限位凸起上设置有绝缘胶(22)，所述绝缘胶(22)包裹于所述限位凸起。

4.根据权利要求1所述的异形电池(100)，其特征在于，所述壳体(1)在周向的内侧壁上分别设置有至少一个所述第一限位部(11)，所述裸电芯(2)在周向的外侧壁上分别设置有至少一个所述第二限位部(21)且与所述第一限位部(11)一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的异形电池(100)，其特征在于，所述壳体(1)在长度方向上设置有至少两个所述第一限位部(11)且间隔设置，所述裸电芯(2)在长度方向上设置有至少两个所述第二限位部(21)且与所述第一限位部(11)一一相对设置。

6.根据权利要求5所述的异形电池(100)，其特征在于，两个所述第一限位部(11)之间的距离为a，所述第一限位部(11)距离所述壳体(1)顶壁或底壁的距离为b，所述a和b满足关系式：1.2b≥a≥0.8b。

7.根据权利要求1所述的异形电池(100)，其特征在于，所述裸电芯(2)包括：正极片(23)、负极片(24)和隔膜(25)，所述正极片(23)和所述负极片(24)为单片结构，所述正极片(23)和所述负极片(24)的至少一侧设置有第三限位部(26)，所述正极片(23)、所述隔膜(25)和所述负极片(24)依次叠层形成所述裸电芯(2)，且所述正极片(23)的所述第三限位部(26)和所述负极片(24)的所述第三限位部(26)相对应以构成所述第二限位部(21)。

8.根据权利要求1所述的异形电池(100)，其特征在于，所述裸电芯(2)包括：正极片(23)、负极片(24)和隔膜(25)，所述正极片(23)和所述负极片(24)为长条极片，所述长条极片在其宽度方向的两侧沿其长度方向上间隔设置有多个开槽(27)，以在其宽度方向的中部形成多个连接片(28)，所述正极片(23)、所述隔膜(25)和所述负极片(24)卷绕以形成所述裸电芯(2)，且多个所述连接片(28)构成所述第二限位部(21)。

9.根据权利要求7或8所述的异形电池(100)，其特征在于，还包括：极耳(29)，所述极耳(29)设置在所述正极片(23)和所述负极片(24)的一端且延伸至所述壳体(1)外侧。

10.根据权利要求1所述的异形电池(100)，其特征在于，所述壳体(1)为铝塑膜壳体(1)。

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