CN219457719U - 电芯及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池的技术领域的一种电芯及电池模组。该电芯包括电芯堆叠体和第一热缩套膜；电芯堆叠体包括削薄区和主体区，削薄区的厚度小于主体区的厚度；第一热缩套膜套设在削薄区，第一热缩套膜适于收缩裹紧削薄区并补偿削薄区与主体区相差的厚度，以在电芯堆叠体的厚度方向上，使第一热缩套膜的外表面与主体区的外表面齐平。有益效果包括：通过第一热缩套膜对削薄区与主体相差的厚度进行补偿，提升电芯整体厚度的一致性，避免削薄区因厚度较薄导致界面接触较差；以使电芯在热压化成工序和长期测试过程中，电解液能够在电芯内部均匀分布，减小负极中间位置发生析锂的风险，改善了电芯及电池模组的循环性能及安全性能。

Description

电芯及电池模组

技术领域

本实用新型属于动力电池的技术领域，特别是涉及一种电芯及电池模组。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、工作电压高、无记忆效应等优势，目前已被广泛地应用于便携式电子器件及电动汽车领域。随着相关技术的不断发展，对锂离子电池的循环性能、倍率性能及安全性提出了更严苛的要求。

目前，锂离子电池的电芯包括层叠设置的正极极片、负极极片和隔膜，在锂离子电池生产过程中，正负极极片边缘的涂层较厚将会导致极片过压问题，对生产效率及电芯品质有恶劣的影响，为避免该问题，极片的两端引入削薄区，使得极片两端的边缘比中间位置偏薄。

但随着对锂离子电池能量密度要求的提高，极片层数逐渐增加，由于电芯两端的削薄区相比电芯的中间位置偏薄，随层数增加，削薄区与电芯的中间位置的厚度差进一步增大。在生产过程中，电芯的削薄区受压力相对较小，粘接性较差，正负极极片及隔膜间的间隙较大，界面接触较差。另外，在热压化成时，由于电芯两端的削薄区的厚度较薄，导致电解液向电芯的两端集中，过量的电解液易导致负极两端形成更厚的固态电解质膜，影响锂离子脱嵌的速度，使得负极片两端的充电能力相比中间部分更弱，在测试及使用过程中更易发生析锂。同时随循环次数增加，极片发生膨胀，电芯在夹具或模组的压力作用下，内部游离电解液会持续向电芯的两端集中，电芯的中间部分电解液不足，易导致负极的中间位置发生析锂，致使影响电芯的安全性和稳定性。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电芯及电池模组，用于解决现有技术中电芯的中部析锂风险大的问题，从而使电芯的安全性和稳定性更高。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电芯，包括：

电芯堆叠体，包括削薄区和主体区，所述削薄区位于所述主体区的端部边缘，且所述削薄区的厚度小于所述主体区的厚度；以及

第一热缩套膜，套设在所述削薄区，所述第一热缩套膜适于收缩裹紧所述削薄区并补偿所述削薄区与所述主体区相差的厚度，以在所述电芯堆叠体的厚度方向上，使所述第一热缩套膜的外表面与所述主体区的外表面齐平。

可选的，所述削薄区和所述主体区沿所述电芯堆叠体的长度方向分布，所述削薄区的厚度从远离所述主体区的一端至靠近所述主体区的一端逐渐增大，所述第一热缩套膜的厚度从远离所述主体区的一端至靠近所述主体区的一端逐渐减小。

可选的，所述第一热缩套膜的靠近所述主体区的端部的厚度为T1，所述第一热缩套膜的远离所述主体区的端部的厚度为T2，且0.1mm≤T1≤1.5mm，1.5mm＜T2≤2mm。

可选的，所述第一热缩套膜靠近所述主体区的一侧与所述主体区的间距为D，所述削薄区与所述主体区之间形成的减薄角为α，其中，D＝T1/sinα，且0.1°≤α≤5°。

可选的，所述电芯还包括引出部和第二热缩套膜，所述电芯堆叠体还包括与所述削薄区相连的极耳连接区，所述第二热缩套膜套设在所述引出部与所述极耳连接区的电连接部位，并包覆所述电芯堆叠体的端部部分，且沿所述电芯堆叠体的长度方向、宽度方向和厚度方向收缩裹紧所述电芯堆叠体。

可选的，所述第一热缩套膜和所述第二热缩套膜构造为一体式结构；所述第二热缩套膜的厚度为T3，且0.02mm≤T3≤0.5mm。

可选的，还包括第三热缩套膜，所述第三热缩套膜套设在所述电芯堆叠体的中部，并能沿所述电芯堆叠体的宽度方向和厚度方向收缩裹紧所述电芯堆叠体；所述第三热缩套膜的厚度为T4，且0.02mm≤T4≤0.5mm，所述第三热缩套膜在所述电芯堆叠体的长度方向上的长度为L2，且5mm≤L2≤30mm。

可选的，所述第一热缩套膜、所述第二热缩套膜和所述第三热缩套膜的材质均包括聚氯乙烯或热塑性聚酯。

可选的，在所述电芯堆叠体的长度方向上，所述削薄区的长度为L1，且5mm≤L1≤50mm。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请还提供一种电池模组，包括如上所述的电芯。

如上所述，本实用新型的电芯及电池模组，至少具有以下有益效果：通过第一热缩套膜补偿削薄区与主体区相差的厚度，使得电芯的整体厚度一致，改善削薄区由于厚度较薄导致的界面接触较差的问题；另外，由于电芯的整体厚度一致，不仅使得在热压化成工序中，电解液能够在电芯的内部均匀分布，不会明显地聚集在电芯的两端，使得电芯的负极表面形成均匀的固态电解质膜，避免负极片两端的充电能力较弱的情况发生；而且在长期测试过程中，电芯的膨胀程度均匀，所受压力一致，避免电解液进一步向电芯两端集中，从而使得电芯内部整体电解液分布均匀，减小负极中间位置发生析锂的风险，改善了电芯及电池模组的循环性能及安全性能。

附图说明

图1为本实用新型的电芯一实施例的主视图；

图2为图1中的电芯的仰视图；

图3为图1中A-A处的剖视图；

图4为图3中局部B的放大示意图；

图5为本实用新型的电芯另一实施例的主视图。

零件标号说明

电芯堆叠体100，削薄区101，主体区102，极耳连接区103，包覆端104，第一热缩套膜200，引出部300，第二热缩套膜400，第三热缩套膜500。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

参见图1和图5，在一些可选实施例中，本申请提供一种电池模组，包括电芯。

参见图1、图4和图5，在一些可选实施例中，电芯包括电芯堆叠体100和第一热缩套膜200，电芯除了包括上述部件外，还可以包括引出部300和/或第二热缩套膜400和/或第三热缩套膜500。其中，电芯堆叠体100包括削薄区101和主体区102，削薄区101位于主体区102的端部边缘，且削薄区101的厚度小于主体区102的厚度；第一热缩套膜200套设在削薄区101外，第一热缩套膜200适于收缩裹紧削薄区101并补偿削薄区101与主体区102相差的厚度，以在电芯堆叠体100的厚度方向上，使第一热缩套膜200的外表面与主体区102的外表面齐平。

可选的，削薄区101和主体区102沿电芯堆叠体100的长度方向分布，削薄区101的厚度从远离主体区102的一端至靠近主体区102的一端逐渐增大，第一热缩套膜200的厚度从远离主体区102的一端至靠近主体区102的一端逐渐减小，即削薄区101的厚度偏小的部位与第一热缩套膜200的厚度偏大的部位对应，削薄区101的厚度偏大的部位与第一热缩套膜200的厚度偏小的部位对应。在本申请中，电芯堆叠体100的长度方向、第一热缩套膜200的轴向、第一热缩套膜200的长度方向、第二热缩套膜400的轴向、第二热缩套膜400的长度方向、第三热缩套膜500的轴向、第三热缩套膜500的长度方向为同一方向，即附图中的X向；电芯堆叠体100的宽度方向即为附图中的Z向；电芯堆叠体100的厚度方向即为附图中的Y向。

可选的，在电芯堆叠体100的长度方向上，削薄区101分布在主体区102的两端边缘处，并与主体区102相连。

可选的，在电芯堆叠体100的长度方向上，削薄区101的长度为L1，且5mm≤L1≤50mm。进一步的，L1可以为5mm、10mm、20mm、30mm、45mm或50mm等数值中的任一数值。

可选的，电芯堆叠体100包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片，隔膜位于正极片和负极片之间，将正极片和负极片绝缘隔开。其中，正极片、隔膜、负极片可以沿Y向层叠设置，在X向上，正极片的中间位置和负极片的中间部位均涂布有厚度均匀的活性物质层，正极片的两端边缘和负极片的两端边缘均留设有未涂覆活性物质层的区域，即空箔区，多个正极片、隔膜、负极片层叠后使得电芯堆叠体100的两端边缘内部存在间隙，即电芯堆叠体100的中间部位的实际厚度大于电芯堆叠体100的两端边缘的实际厚度，电芯堆叠体100的中间部位可以形成为主体区102，电芯堆叠体100的两端边缘可以形成为削薄区101，即主体区102包括正极片和负极片涂布有活性物质层的区域，削薄区101包括正极片和负极片的空箔区；在另一实施例中，正极片和负极片上涂布的活性物质层厚度不均，位于正极片的中部位置和负极片的中部位置的活性物质层的厚度大于靠近空箔区的活性物质层的厚度，使得靠近电芯堆叠体100的两端边缘的活性物质层的厚度相对于中间部位的厚度偏薄，此时，主体区102可以包括正极片和负极片涂布的活性物质层偏厚的区域，削薄区101可以包括正极片和负极片的空箔区以及活性物质层偏薄的区域。

上述实施例中的电芯，第一热缩套膜200套设在电芯堆叠体100的削薄区101，第一热缩套膜200收缩裹紧削薄区101以减小削薄区101内部的间隙；基于此，第一热缩套膜200还能在不影响正极片、负极片涂布辊压等工序的前提下对削薄区101与主体区102相差的厚度进行补偿，提高电芯整体厚度的一致性，改善削薄区101因厚度较薄而导致的界面接触较差的问题。另外，在热压化成工序中，由于电芯整体厚度的一致性高，电解液在电芯的内部均匀分布，不会明显地聚集在电芯的两端，使得电芯的负极表面形成均匀的固态电解质膜，避免负极片两端的充电能力较弱的情况发生；而且在长期测试过程中，电芯的膨胀程度均匀，所受压力一致，避免电解液进一步向电芯两端集中，使得电芯内部整体电解液分布均匀，减小负极中间位置发生析锂的风险，从而改善了电芯及电池模组的性能。

参见图1至图4，在一些可选实施例中，第一热缩套膜200的靠近主体区102的端部的厚度为T1，第一热缩套膜200的远离主体区102的端部的厚度为T2，T1＜T2，且0.1mm≤T1≤1.5mm，且1.5mm＜T2≤2mm。

可选的，T1可以为0.1mm、0.5mm、0.7mm、1mm或1.5mm等数值中的任一数值。

可选的，T2可以为1.51mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm或2mm等数值中的任一数值。

可选的，根据削薄区101所需要的补偿厚度确定第一热缩套膜200最薄处的厚度T1和最厚处的厚度T2。其中，第一热缩套膜200最厚处的厚度T2可以与削薄区101所需要补偿的最大厚度一致，有利于使得第一热缩套膜200的外表面与主体区102的外表面在Y向上齐平，即在电芯堆叠体100的厚度方向上，与削薄区101对应的第一热缩套膜200的上表面和主体区102的上表面齐平，与削薄区101对应的第一热缩套膜200的下表面和主体区102的下表面齐平。

可选的，在电芯堆叠体100的长度方向上，第一热缩套膜200靠近主体区102的一侧与主体区102的间距为D，削薄区101与主体区102之间形成的减薄角为α，其中，D＝T1/sinα，且0.1°≤α≤5°。进一步的，α可以为0.1°、0.5°、1°、3°或5°等数值中的任一数值。由于第一热缩套膜200有最小厚度限制，第一热缩套膜200靠近主体区102的一侧与主体区102之间留设间距D，可以防止第一热缩套膜200进行厚度补偿后削薄区101与第一热缩套膜200的整体厚度超过主体区102的厚度。

上述实施例的电芯，第一热缩套膜200采用合适的厚度不仅能够有效补偿削薄区101与主体区102相差的厚度，还能避免厚度过薄或过厚而增大生产制造的难度；另外，第一热缩套膜200的边缘与主体区102的边缘保持合适的间距，避免第一热缩套膜200进行厚度补偿后削薄区101与第一热缩套膜200的整体厚度超过主体区102的厚度，有利于提高电芯整体厚度的一致性。

参见图1和图5，在一些可选实施例中，电芯堆叠体100还包括与削薄区101相连的极耳连接区103，引出部300与极耳连接区103电连接，其中，极耳连接区103位于削薄区101的外侧，即削薄区101连接在主体区102与极耳连接区103之间。

可选的，电芯堆叠体100的两端分别设置有引出部300。其中，引出部300可以为导电的金属片，引出部300可以通过焊接的方式与电芯堆叠体100电连接，通过引出部300实现电芯堆叠体100与外部的电连接，可以将电芯堆叠体100的电流向电芯外引出，从而实现电芯的充电和放电。

参见图5，可选的，第二热缩套膜400套设在引出部300与极耳连接区103的电连接部位，并包覆电芯堆叠体100的端部部分，且沿电芯堆叠体100的长度方向、宽度方向和厚度方向收缩裹紧电芯堆叠体100；即第二热缩套膜400不仅覆盖引出部300与极耳连接区103的电连接部位，还覆盖电芯堆叠体100的端部部分以形成为包覆端104，既能避免引出部300与极耳连接区103的电连接部位的焊点外露，从而避免焊点划伤外套于电芯堆叠体100上的铝塑膜内壁，进而避免引起电芯内部短路的风险，另外，第二热缩套膜400沿电芯堆叠体100的长度方向、宽度方向和厚度方向形成收缩裹紧力，从而进一步对电芯堆叠体100的结构进行固定，避免电芯堆叠体100的结构松散，提高电芯堆叠体100的结构稳定性。进一步的，装配过程中，先将引出部300与电芯堆叠体100的极耳连接区103进行焊接，再装配第一热缩套膜200，再烘烤第一热缩套膜200使得第一热缩套膜200收缩裹紧电芯堆叠体100。

可选的，第一热缩套膜200和第二热缩套膜400可以构造为一体式结构。其中，第二热缩套膜400的厚度为T3，且0.02mm≤T3≤0.5mm。进一步的，T3可以为0.02mm、0.04mm、0.1mm、0.3mm、0.4mm或0.5mm等数值中的任一数值。

可选的，第三热缩套膜500套设在电芯堆叠体100的中部，并沿电芯堆叠体100的宽度方向和厚度方向收缩裹紧电芯堆叠体100。其中，第三热缩套膜500的厚度为T4，且0.02mm≤T4≤0.5mm。进一步的，T4可以为0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.4mm或0.5mm等数值中的任一数值。

可选的，在电芯堆叠体100的长度方向上，第三热缩套膜500的长度为L2，且5mm≤L2≤30mm。进一步的，L2可以为5mm、10mm、15mm、25mm、28mm或30mm等数值中的任一数值。

可选的，第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500的长度尺寸、厚度尺寸均可以指第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500在收缩状态时的尺寸，即第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500处于正常作业状态时的尺寸。进一步的，第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500均包括第一套膜状态和第二套膜状态，第一套膜状态为收缩前的状态，即装配过程中的状态，第二套膜状态为收缩后的状态，即正常作业状态；具体的，在装配生产过程中，第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500均在第一套膜状态时装配到电芯堆叠体100上，装配到位后再进行烘烤收缩到第二套膜状态。

可选的，第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500均具有绝缘和在一定温度下受热能够收缩等性能。进一步的，第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500的材质均可以包括聚氯乙烯(Polyvinyl chloride简称PVC)或热塑性聚酯(Polyethylene terephthalate，简称PET)中的任意一种。

可以理解的是，电芯在装配过程中，内部通常会使用绝缘胶带和终止胶带等胶带，绝缘胶带和终止胶带始终浸泡在电解液中，绝缘胶带和终止胶带在实际使用过程中容易失效，影响电芯的性能；例如，绝缘胶带粘贴在引出部300与极耳连接区103的电连接部位进行绝缘，绝缘胶带失效容易造成焊点外露而引发短路风险；终止胶带粘贴在电芯堆叠体100最外侧的侧边以固定电芯堆叠体100的终止位置，终止胶带粘贴在电芯堆叠体100上后，电芯堆叠体100依然松散，易倾斜，结构稳定性差。而本申请通过第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500配合能够解决传统绝缘胶带和终止胶带存在的问题；具体的，第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500具有良好的绝缘性能和受热收缩性能，能够提升电芯的稳定性；尤其是与传统的绝缘胶带和终止胶带相比，第一热缩套膜200、第二热缩套膜400和第三热缩套膜500配合能够避免绝缘胶带、终止胶带在电芯内部由于电解液浸润、高温及振动等恶劣条件下的胶层失效，避免造成电芯内部绝缘不良而内部短路；另外，各热缩套膜收缩后径向尺寸固定，不易受外界环境影响而变化，能够牢固地固定电芯的结构，避免了终止胶带仅粘贴最外层隔膜的固定方式而存在的电芯结构松散的问题，改善电芯的内部绝缘，提高电芯的结构稳定性，提升电芯制造良率，降低电芯失效风险，提升电芯的安全性。

本实用新型的电芯及电池模组，通过在电芯堆叠体100的削薄区101套设第一热缩套膜200来补偿削薄区101与主体区102相差的厚度，提升电芯整体厚度的一致性，改善削薄区101位置界面接触较差的问题，由此改善了热压化成时及长期测试过程由于外部压力和内部膨胀所导致的电解液向电芯堆叠体100两端的削薄区101聚集而带来的削薄区101及电芯堆叠体100中间部位析锂风险增大的问题，从而改善了电芯及电池模组的循环性能及安全性能，操作简便，成本低廉，对锂离子电池生产具有极大的应用价值。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“示例”、“具体示例”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。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。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

电芯堆叠体，包括削薄区和主体区，所述削薄区位于所述主体区的端部边缘，且所述削薄区的厚度小于所述主体区的厚度；以及

第一热缩套膜，套设在所述削薄区，所述第一热缩套膜适于收缩裹紧所述削薄区并补偿所述削薄区与所述主体区相差的厚度，以在所述电芯堆叠体的厚度方向上，使所述第一热缩套膜的外表面与所述主体区的外表面齐平。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述削薄区和所述主体区沿所述电芯堆叠体的长度方向分布，所述削薄区的厚度从远离所述主体区的一端至靠近所述主体区的一端逐渐增大，所述第一热缩套膜的厚度从远离所述主体区的一端至靠近所述主体区的一端逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于：所述第一热缩套膜的靠近所述主体区的端部的厚度为T1，所述第一热缩套膜的远离所述主体区的端部的厚度为T2，且0.1mm≤T1≤1.5mm，1.5mm＜T2≤2mm。

4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于：所述第一热缩套膜靠近所述主体区的一侧与所述主体区的间距为D，所述削薄区与所述主体区之间形成的减薄角为α，其中，D＝T1/sinα，且0.1°≤α≤5°。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电芯，其特征在于：所述电芯还包括引出部和第二热缩套膜，所述电芯堆叠体还包括与所述削薄区相连的极耳连接区，所述第二热缩套膜套设在所述引出部与所述极耳连接区的电连接部位，并包覆所述电芯堆叠体的端部部分，且沿所述电芯堆叠体的长度方向、宽度方向和厚度方向收缩裹紧所述电芯堆叠体。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于：所述第一热缩套膜和所述第二热缩套膜构造为一体式结构；所述第二热缩套膜的厚度为T3，且0.02mm≤T3≤0.5mm。

7.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于：还包括第三热缩套膜，所述第三热缩套膜套设在所述电芯堆叠体的中部，并沿所述电芯堆叠体的宽度方向和厚度方向收缩裹紧所述电芯堆叠体；所述第三热缩套膜的厚度为T4，且0.02mm≤T4≤0.5mm，所述第三热缩套膜在所述电芯堆叠体的长度方向上的长度为L2，且5mm≤L2≤30mm。

8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于：所述第一热缩套膜、所述第二热缩套膜和所述第三热缩套膜的材质均包括聚氯乙烯或热塑性聚酯。

9.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：在所述电芯堆叠体的长度方向上，所述削薄区的长度为L1，且5mm≤L1≤50mm。

10.一种电池模组，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的电芯。