CN219226366U - 电芯和电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯和电池，所述电芯包括：电芯本体，所述电芯本体包括层叠布置的第一极片、隔膜和第二极片；第一极耳，所述第一极耳的第一端与所述第一极片连接；第二极耳，所述第二极耳的第一端与所述第二极片连接；所述第一极耳和所述第二极耳分别设于所述电芯本体在自身厚度方向上的中心线的两侧，并且，所述第一极耳的第一端与所述中心线的距离d1以及所述第二极耳的第一端与所述中心线的距离d2满足：0.2≤d1/d2≤4。根据本实用新型的电芯，将第一极耳和第二极耳设在电芯本体沿厚度方向的中心线的两侧，可以使第一极耳具有合适的碰撞缓冲能力，避免断裂，同时，方便使第二极耳一侧的膜壳台阶结构尽可能减小，以降低装配难度。

Description

电芯和电池

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种电芯和电池。

背景技术

现代社会，电池已经成为越来越重要的储能供能装置。其中，软包电池的应用范围也越来越广。

通常电池正负极所采用的材料不同，使得正负极耳的物理性能例如硬度、拉伸性能等均存在不同。在软包电池的装配过程中，电芯的正负极耳需要从外侧膜壳的封边处伸出，以连接外部电路，而外膜壳的封边与极耳所在侧的壁(例如膜壳在厚度方向的顶壁或底壁)形成膜壳台阶结构，当膜壳台阶结构较高时，会导致材质较硬的极耳例如负极耳在封边处的装配难度较高，而当膜壳台阶结构较低时，又会使材质较软的极耳例如正极耳的弯折幅度较小，这样在跌落安全测试时，会出现正极耳断裂问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电芯和电池，通过将电芯的极性不同的第一极耳和第二极耳分别设在电芯沿厚度方向的中心线的两侧，可以同时解决正极耳在跌落安全测试中易断裂以及负极耳与膜壳装配难度高的问题。

本实用新型提供一种电芯，包括：电芯本体，所述电芯本体包括层叠布置的第一极片、隔膜和第二极片；第一极耳，所述第一极耳的第一端与所述第一极片连接；第二极耳，所述第二极耳的第一端与所述第二极片连接；所述第一极耳和所述第二极耳分别设于所述电芯本体在自身厚度方向上的中心线的两侧，并且，所述第一极耳的第一端与所述中心线的距离d1以及所述第二极耳的第一端与所述中心线的距离d2满足：0.2≤d1/d2≤4。

根据本实用新型的电芯，将第一极耳和第二极耳设在电芯本体沿厚度方向的中心线的两侧，相较于相关技术中将第一极耳和第二极耳设在电芯本体沿厚度方向的中心线的同侧的方案，可以灵活调整第一极耳与第二极耳的设置位置，以使第一极耳具有合适的碰撞缓冲能力，避免断裂，同时，能够使封边更好地配合极耳，使得第二极耳一侧的膜壳台阶结构尽可能减小，以降低装配难度。

可选地，所述第一极耳和所述第二极在参考面内的投影相互错开，所述参考面垂直于所述电芯本体的厚度方向。

可选地，所述第一极耳的硬度小于所述第二极耳的硬度。

可选地，所述第一极耳为铝极耳，所述第二极耳为镍极耳或者铜镀镍极耳。

可选地，所述第一极耳的弯折度大于所述第二极耳的弯折度。

可选地，所述第一极片、隔膜和第二极片叠置后卷绕在一起，以形成所述电芯。

本实用新型还提供一种电池，包括：膜壳，所述膜壳包括相连的第一壳部和第二壳部，所述第一壳部和所述第二壳部中的至少一个具有容纳槽以及位于所述容纳槽周沿的连接翻边，所述第一壳部和所述第二壳部中的一个适于相对另一个翻折，以使所述第一壳部和所述第二壳部共同围成电芯容纳空间；根据本实用新型第一方面所述的电芯，所述电芯设于所述电芯容纳空间，所述第一极耳和所述第二极耳适于被所述第一壳部和所述第二壳部夹持。

根据本实用新型的电池，通过设置上述第一方面的电芯，可以使第一极耳具有合适的碰撞缓冲能力，避免断裂，同时，能够使封边更好地配合第二极耳，使得第二极耳一侧的膜壳台阶结构尽可能减小，以降低第二极耳与膜壳的装配难度。

可选地，所述第一壳部和所述第二壳部连接以在所述电芯的侧方形成封边，所述第一壳部的容纳槽的槽深大于所述第二壳部的容纳槽的槽深，所述第二壳部的容纳槽的槽深H满足：0≤H<h/2，其中，h为所述电芯的厚度，所述第一极耳位于所述封边的偏向所述第一壳部的一侧，所述第二极耳位于所述封边的偏向所述第二壳部的一侧。

可选地，所述第一极耳的第一端与所述封边的距离d3和所述第二极耳的第一端与所述封边的距离d4满足：d3/d4≥1。

可选地，所述第一极耳的第一端与所述封边在所述厚度方向上的间距大于所述第二极耳的第一端与所述封边在所述厚度方向上的间距，所述第一极耳的第一端为所述第一极耳与所述电芯本体连接的一端，所述第二极耳的第一端为所述第二极耳与所述电芯本体连接的一端。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1a为本实用新型实施例的电池在第一极耳位于槽深较大的膜壳一侧时的结构示意图；

图1b为本实用新型实施例的电池在第二极耳位于槽深较小的膜壳一侧时的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电芯的结构示意图，其中，第一极耳和第二极耳位于电芯在厚度方向的中心线的不同侧；

图3为本实用新型的膜壳的一个实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的膜壳的另一个实施例的结构示意图；

图5a为现有技术中电池在第一极耳位于槽深较小的膜壳一侧时的结构示意图；

图5b为现有技术中电池在第二极耳位于槽深较小的膜壳一侧时的结构示意图；

图6a为现有技术中电池在第一极耳位于槽深较大的膜壳一侧时的结构示意图；

图6b为现有技术中电池在第二极耳位于槽深较大的膜壳一侧时的结构示意图；

图7为现有技术中的电芯的结构示意图，其中，第一极耳和第二极耳位于电芯在厚度方向的中心线的同侧。

附图标记说明：

100-电池；

1-电芯；

11-电芯本体；

12-第一极耳；

13-第二极耳；

14-第一极片；

15-第二极片；

16-隔膜；

2-膜壳；

21-第一壳部；

22-第二壳部；

23-封边；

24-容纳槽；

25-连接翻边；

26-电芯容纳空间；

27-膜壳台阶结构。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

现代社会，电池已经成为越来越重要的储能供能装置。其中，软包电池的应用范围也越来越广。为便于进行电化学反应，通常电池正负极所采用的材料不同，使得正负极耳的物理性能例如硬度、拉伸性能等均存在不同，而现有的大部分电池的电芯，通常正负极耳均处于电芯在厚度方向的中心线上或者位于中心线的同一侧。

在软包电池的装配过程中，电芯的正负极耳需要从外侧膜壳的封边处伸出，以连接外部电路，而外膜壳的封边与膜壳的极耳所在侧的壁(例如膜壳在厚度方向的顶壁或底壁)会形成膜壳台阶结构，当膜壳台阶结构较高时，会导致材质较硬的极耳例如负极耳在封边处的装配难度较高，而当膜壳台阶结构较低时，又会使材质较软的极耳例如正极耳的弯折幅度较小，这样在跌落安全测试时，会出现正极耳断裂问题。

有鉴于此，本实用新型提供一种电芯和电池，通过将极性不同的第一极耳和第二极耳分别设在电芯沿厚度方向的中心线的两侧，可以同时解决正极耳在跌落安全测试中易断裂以及负极耳与膜壳装配难度高的问题。

下面参考图1a-图7具体描述根据本实用新型第一方面实施例的电芯1。

参考图1a、图1b和图2，本实用新型实施例的电芯1，可以为锂电池100的电芯1。电芯1可以包括：电芯本体11、第一极耳12和第二极耳13。

具体地，结合图1a和图1b，电芯本体11可以包括第一极片14、隔膜16和第二极片15。具体地，第一极片14、隔膜16和第二极片15相互叠置，第一极片14可以为正极片、第二极片15可以为负极片，第一极耳12的第一端与第一极片14连接以使第一极耳12带正电，第二极耳13的第一端与第二极片15连接以使第二极耳13带负电。

例如，第一极耳12、第二极耳13可以和电芯本体11为一体成型；或者，第一极耳12、第二极耳13也可以和电芯本体11分别成型后相互连接。第一极耳12和第二极耳13可以分别位于电芯本体11的两端，或者，第一极耳12和第二极耳13也可以位于电芯本体11的同一端。

其中，第一极耳12为正极耳，第二极耳13为负极耳，第一极耳12和第二极耳13分别设于电芯本体11在自身厚度方向上的中心线的两侧。例如图2所示，第一极耳12位于电芯本体11在自身厚度方向的中心线的上侧，第二极耳13位于电芯本体11在自身厚度方向的中心线的下侧。

并且，第一极耳12的第一端与中心线的距离d1以及第二极耳13的第一端与中心线的距离d2满足：0.2≤d1/d2≤4，第一极耳12的第一端与中心线的距离d1以及第二极耳13的第一端与中心线的距离d2的比值可以为0.2、1、2、3或4，也即是说，第一极耳12的第一端与电芯本体11的中心线的距离和第二极耳13与电芯本体11的中心线的距离可以相同，也可以不同，第一极耳12的第一端与电芯本体11的中心线的距离以及第二极耳13与电芯本体11的中心线的距离可以根据实际需要合理选择。此处，第一极耳12的第一端和第二极耳13的第一端均是指各自与电芯本体11连接的一端。

由于第一极耳12和第二极耳13电性不同，第一极耳12和第二极耳13通常所采用的导电材料也不同，由此使得第一极耳12和第二极耳13的物理性能例如硬度、拉伸性能等均存在不同。而在软包电池100的装配过程中，第一极耳12和第二极耳13均需要从电芯1外侧的膜壳2的封边23处伸出，以便于和外部电路连接，由于第一极耳12和第二极耳13与封边23存在高度差，为实现这种结构布局，第一极耳12和第二极耳13均会存在一定的弯折角度以便于配合封边23。如此，在电池100的装配过程以及跌落安全测试中，第一极耳12和第二极耳13的表现不同，例如带正电且材质较软的第一极耳12存在因弯折幅度过小、碰撞缓冲能力较弱而断裂的问题。同时，外侧膜壳2的封边23为夹持第一极耳12和第二极耳13，也会和膜壳2的沿厚度方向的外壁(例如顶壁或底壁)形成一定高度的膜壳台阶结构27，对于带负电且材质较硬的第二极耳13来说，较高的膜壳台阶结构27会影响第二极耳13和封边23的装配难度。

例如图5a和图5b或者图6a和图6b所示，在现有的将第一极耳和第二极耳均设置在电芯本体在厚度方向的中心线上或者位于中心线的同侧的方案中，若为了增强第一极耳在跌落安全测试中的碰撞缓冲能力，而增大第一极耳的弯折幅度，即增大第一极耳和膜壳封边的距离，则同时会使第二极耳与膜壳封边的距离增大，即第二极耳一侧的膜壳台阶结构的高度增大，导致第二极耳与膜壳封边的装配难度增大；若为了降低第二极耳与膜壳封边的装配难度，即降低第二极耳一侧的膜壳台阶结构的高度，则会导致第一极耳的弯折幅度较小，第一极耳的碰撞缓冲能力降低，容易在跌落安全测试中发送断裂或撕裂。综上，难以同时兼顾第一极耳的弯折幅度和第二极耳与膜壳封边的装配难度。

因此，本实施例中将第一极耳12和第二极耳13设在电芯本体11沿厚度方向的中心线两侧，既可以根据封边23在厚度方向的位置来灵活设置第一极耳12和第二极耳13在电芯本体11中心线两侧的具体位置，或者，也可以根据第一极耳12和第二极耳13的具体位置来灵活调整膜壳2的封边23在电池100厚度方向上的位置，在增大第一极耳12的第一端与封边23的间距的同时会减小第二极耳13与封边23的间距，以便于同时兼顾不同物理性能的第一极耳12和第二极耳13对于电池100装配难度和跌落安全测试中碰撞缓冲能力的影响。

根据本实用新型实施例的电芯1，将第一极耳12和第二极耳13设在电芯本体11沿厚度方向的中心线的两侧，相较于相关技术中将第一极耳和第二极耳设在电芯本体沿厚度方向的中心线上或中心线同侧的方案，可以灵活调整第一极耳12与第二极耳13相对膜壳2封边23的设置位置，以使装配后的第一极耳12具有更好的碰撞缓冲能力，避免断裂，同时，能够使封边23处对应的膜壳台阶结构27尽可能减小，以降低第二极耳13在膜壳2封边23处的装配难度。

可选地，参考图2，第一极耳12和第二极耳13在参考面内的投影相互错开，参考面垂直于电芯本体11的厚度方向，例如图2所示，第一极耳12和第二极耳13可以沿左右方向间隔布置，如此，可以避免第一极耳12和第二极耳13相互接触导致电池100在充放电过程中短路。

可选地，第一极耳12的硬度小于第二极耳13的硬度，这样，有助于降低第一极耳12在跌落安全测试中断裂的风险，并且，在电芯1用于外壳为软膜壳2类型的电池100中时，可以降低对软膜壳2产生的应力。

可选地，第一极耳12可以为铝极耳，第二极耳13为可以镍极耳，或者，第二极耳13也可以为铜镀镍极耳，如此，能够保证第一极耳12和第二极耳13在具有良好导电性的情况下，在分别设置于电芯本体11沿厚度方向的中心线两侧时，能够具有良好的力学性能，以兼顾测试可靠性和装配难度。

可选地，结合图1a和图1b，第一极耳12的弯折度大于第二极耳13的弯折度，例如，在封装过程中，可以将第一极耳12设在膜壳2的具有较大槽深的一侧，将第二极耳13设在膜壳2的具有较小槽深的一侧，如此，在对电池100进行跌落安全测试时，能够使较软地第一极耳12具有更大的弯折角度以对碰撞进行缓冲，防止因弯折耳导致断裂或撕裂。

可选地，参考图2，第一极片14、隔膜16和第二极片15叠置后通过卷绕工艺形成电芯1，如此，使得电芯1形成为卷芯结构。

下面描述根据本实用新型第二方面实施例的电池100。

本实用新型实施例的电池100，可以为软包锂电池100。电池100可以包括：膜壳2和上述实施例中的电芯1。

具体地，参考图1a和图1b以及图3和图4，膜壳2可以包括第一壳部21和第二壳部22，第一壳部21和第二壳部22相连，第一壳部21和第二壳部22中的至少一个具有容纳槽24以及位于容纳槽24周沿的连接翻边25，例如，可以是第一壳部21呈平板状，第二壳部22具有容纳槽24和位于容纳槽24周沿的连接翻边25；或者，如图4所示，也可以是第二壳部22呈平板状，第一壳部21具有容纳槽24和位于容纳槽24周沿的连接翻边25；还或者，如图3所示，第一壳部21和第二壳部22均具有容纳槽24和位于容纳槽24周沿的连接翻边25。

第一壳部21和第二壳部22中的一个适于相对另一个翻折，在第一壳部21和第二壳部22叠合后，可以共同形成电芯容纳空间26，电芯1可以设于电芯容纳空间26内，第一极耳12和第二极耳13分别设于电芯本体11在自身厚度方向上的中心线的两侧，电芯1的第一极耳12和第二极耳13适于被第一壳部21和第二壳部22的叠合后的封边23夹持。

根据本实用新型实施例的电池100，通过设置上述实施例中的电芯1，可以使第一极耳12具有合适的碰撞缓冲能力，避免断裂，同时，能够使封边23更好地配合第二极耳13，使得膜壳2封边23处的膜壳台阶结构27尽可能减小，以降低第二极耳13与膜壳2的装配难度。

可选地，膜壳2为铝塑膜。如此，膜壳2具有良好冲压成型性，可以更好地包覆电芯1，并使封边23夹持第一极耳12和第二极耳13。此外，铝塑膜具有良好的耐穿刺、耐电解液、耐热以及绝缘性能，可以更好地保护内部的电芯1。

可选地，第一壳部21和第二壳部22的连接翻边25相互连接，从而在电芯本体11的侧方形成封边23，以便于封边23夹持位于电芯本体11侧方的第一极耳12和第二极耳13。其中，第一壳部21的容纳槽24的槽深大于第二壳部22的容纳槽24的槽深，第二壳部22的容纳槽24的槽深H满足：0≤H<h/2，其中，h为电芯1的厚度。

具体地，当第二壳部22的容纳槽24的槽深为0时，第二壳部22呈平板状，当第二壳部22的容纳槽24的槽深为0<H<h/2时，第二壳部22的容纳槽24的槽深小于第一壳部21的容纳槽24的槽深。第一极耳12位于封边23的偏向第一壳部21的一侧，第二极耳13位于封边23的偏向第二壳部22的一侧。

如此，第一壳部21内适于设置第一极耳12的空间要大于第二壳部22内适于设置第二极耳13的空间，在与膜壳2进行装配时，可以使第一极耳12的第一端与膜壳2封边23具有合适的距离，从而使第一极耳12具有大幅度的弯折作为碰撞缓冲结构，防止在跌落安全测试中，第一极耳12发生断裂或撕裂，同时，也可以使第二极耳13一侧的膜壳台阶结构27的高度h1减小，并且第二壳部22应力减小，便于装配。

可选地，第一极耳12的第一端与封边23的距离d3和第二极耳13的第一端与封边23的距离d4满足：d3/d4≥1，例如，第一极耳12的第一端与封边23的距离d3和第二极耳13的第一端与封边23的距离d4的比值可以为1、1.5、2或更大，可以理解地，第一极耳12的第一端与封边23的距离d3和第二极耳13的第一端与封边23的距离d4的比值可以根据实际需要在上述范围内合理选择。从而使第一极耳12具有大幅度的弯折作为碰撞缓冲结构，防止在跌落安全测试中，第一极耳12发生断裂或撕裂，同时，也可以使第二极耳13一侧的膜壳台阶结构27的高度h1减小，并且第二壳部22应力减小，便于装配。

可选地，参考图1a和图1b，第一极耳12的第一端与封边23在厚度方向上的间距大于第二极耳13的第一端与封边23在厚度方向上的间距，第一极耳12的第一端为第一极耳12与电芯本体11连接的一端，第二极耳13的第一端为第二极耳13与电芯本体11连接的一端，如此，有利于同时确保第一极耳12在跌落安全测试中不发生断裂，以及第二极耳13一侧的膜壳台阶结构27高度h1减小，有利于装配。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

电芯本体，所述电芯本体包括层叠布置的第一极片、隔膜和第二极片；

第一极耳，所述第一极耳的第一端与所述第一极片连接；

第二极耳，所述第二极耳的第一端与所述第二极片连接；

所述第一极耳和所述第二极耳分别设于所述电芯本体在自身厚度方向上的中心线的两侧，并且，所述第一极耳的第一端与所述中心线的距离d1以及所述第二极耳的第一端与所述中心线的距离d2满足：0.2≤d1/d2≤4。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极耳和所述第二极在参考面内的投影相互错开，所述参考面垂直于所述电芯本体的厚度方向。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极耳的硬度小于所述第二极耳的硬度。

4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述第一极耳为铝极耳，所述第二极耳为镍极耳或者铜镀镍极耳。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极耳的弯折度大于所述第二极耳的弯折度。

6.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极片、隔膜和第二极片叠置后卷绕在一起，以形成所述电芯。

7.一种电池，其特征在于，包括：

膜壳，所述膜壳包括相连的第一壳部和第二壳部，所述第一壳部和所述第二壳部中的至少一个具有容纳槽以及位于所述容纳槽周沿的连接翻边，所述第一壳部和所述第二壳部中的一个相对另一个翻折，以使所述第一壳部和所述第二壳部共同围成电芯容纳空间；

根据权利要求1-6中任一项所述的电芯，所述电芯设于所述电芯容纳空间，所述第一极耳和所述第二极耳被所述第一壳部和所述第二壳部夹持。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一壳部和所述第二壳部连接以形成封边，所述第一壳部的容纳槽的槽深大于所述第二壳部的容纳槽的槽深，所述第二壳部的容纳槽的槽深H满足：0≤H<h/2，其中，h为所述电芯的厚度，

所述第一极耳位于所述封边的偏向所述第一壳部的一侧，所述第二极耳位于所述封边的偏向所述第二壳部的一侧。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述第一极耳的第一端与所述封边的距离d3和所述第二极耳的第一端与所述封边的距离d4满足：d3/d4≥1。

10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述第一极耳的第一端与所述封边在所述厚度方向上的间距大于所述第二极耳的第一端与所述封边在所述厚度方向上的间距，所述第一极耳的第一端为所述第一极耳与所述电芯本体连接的一端，所述第二极耳的第一端为所述第二极耳与所述电芯本体连接的一端。

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