CN219498116U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种二次电池，包括：电芯；集流体，包括由金属箔材制成的本体；本体的至少第一边缘设有向外凸伸的极耳，极耳的宽度自所述本体向外逐渐减小；加强筋，设置于所述极耳的表面，加强筋至少包括沿所述极耳凸伸的方向连续分布的第一连续部，以及沿所述极耳的宽度方向连续分布的第二连续部。本实用新型通过优化极耳侧边倾角，且在极耳与集流体之间设置圆角，有效提升了极耳的抗弯刚度，避免极耳弯折，提高电池极耳的一致性。

Description

二次电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种二次电池。

背景技术

锂离子电池一般使用铜箔和铝箔作为其集流体，一般铜箔厚度为4μm-16μm，铝箔厚度为8μm-20μm左右，对于这种超薄箔材，箔材自身的抗弯刚度极低，在模切后极耳因为重力、振动、卷绕离心力等作用很容易产生弯折、褶皱和翻褶等问题，因为一般铜箔的厚度比铝箔更薄，在铜箔上更易发生这类问题，并且随着箔材厚度的进一步降低，极耳弯折这类问题有明显加剧之势。在极耳发生弯折之后，会影响厚度叠片、卷芯工艺的生产一致性，甚至影响电芯成品的充放电性能和安全性能。

现有的技术通过在极耳表面增加平行分布的长条状加强筋、多个密布的圆形冲压压痕等压花方式提升极耳的抗弯刚度，现有压花方案相比较于无压花极耳，可以提升极耳的刚度，减少极耳折弯出现的可能性。但现有的压花工艺仍存在两点不足：一是对抗弯刚度的提升效果不明显，对于超薄铜箔以及复合铜箔，因为其厚度更薄，极耳的抗弯刚度更低，仍会出现极耳折弯等问题；二是现有的压花方案只提升了极耳整体的抗弯刚度，极耳仍可能出现整体扭转变形，引起极耳局部发生弯折。

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能有效提升极耳抗弯及抗扭转性能的二次电池。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种二次电池，包括：

集流体，包括由金属箔材制成的本体，所述本体的至少第一边缘设有向外凸伸的极耳，所述极耳的宽度自所述本体向外逐渐减小；

加强筋，设置于所述极耳的表面，所述加强筋至少包括沿所述极耳凸伸的方向连续分布的第一连续部，以及沿所述极耳的宽度方向连续分布的第二连续部，所述第一连续部设有多个，各所述第一连续部沿所述极耳的宽度方向间隔设置，各所述第一连续部之间的间距自所述本体向外逐渐减小，所述第二连续部至少分布于靠近所述极耳外侧边缘的区域。

在本实用新型的一可选实施例中，所述极耳的两条侧边与所述第一边缘之间设有过渡圆角。

在本实用新型的一可选实施例中，所述过渡圆角的半径为2mm-3mm。

在本实用新型的一可选实施例中，所述极耳的两条侧边与所述第一边缘之间的夹角为78°-82°。

在本实用新型的一可选实施例中，所述第一连续部与所述第一边缘之间的夹角为80°-90°，且自所述极耳宽度方向的中部向所述极耳的两侧，各所述第一连续部与所述第一边缘之间的夹角逐渐减小。

在本实用新型的一可选实施例中，所述第二连续部与所述极耳的外侧边缘平行，和/或，

各所述第一连续部的内端至少部分位于所述第一边缘内侧的所述本体上。

在本实用新型的一可选实施例中，各所述第一连续部的内端到所述第一边缘之间的垂直距离为1.5mm-2.5mm。

在本实用新型的一可选实施例中，各所述第一连续部之间的间距为2mm-5mm，所述第一连续部的宽度为1mm-3mm。

在本实用新型的一可选实施例中，各所述第一连续部中至少最靠近所述极耳两侧边缘的两个所述第一连续部的外端凸出于其余所述第一连续部的外端设置，所述第二连续部位于这两个最靠近所述极耳两侧边缘的第一连续部之间。

在本实用新型的一可选实施例中，除最靠近所述极耳两侧边缘的两个所述第一连续部以外的其余第一连续部的外端与所述极耳的外侧边缘之间的间距为5mm-10mm。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型通过控制极耳侧边倾角、在极耳与集流体之间设置圆角，以及特有的加强筋布局，有效提升了极耳的抗弯刚度，避免极耳弯折，对于超薄铜箔和复合隔膜效果更为明显；另外，本实用新型的加强筋布局方式不仅可以抵抗极耳弯曲的变形，还可以抵抗极耳的扭转变形和局部变形。

附图说明

图1是本实用新型的实施例所提供的二次电池内部电芯结构的主视图；

图2是本实用新型的一实施例所提供的二次电池的极耳局部视图；

图3是本实用新型的另一实施例所提供的二次电池的极耳局部视图；

图4是本实用新型的又一实施例所提供的二次电池的极耳局部视图；

图5是本实用新型的再一实施例所提供的二次电池的极耳局部视图；

附图说明：10、电芯；20、集流体；201、第一边缘；202、过渡圆角；21、极耳；211、外侧边缘；212、侧边；22、第一连续部；23、第二连续部。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员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与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，二次电池的种类一般包括镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池等，其中锂离子电池因其能量密度大、自放电小、循环性能优越、可快速充放电等特性，已被广泛应用于动力电池领域。

动力电池的电芯10主要包括正极片和负极片，正极片和负极片之间采用隔膜分开，正极片和负极片上分别涂覆有相应的活性物质，这些正极片和负极片通过卷绕或层叠的方式形成裸电芯10，裸电芯10封于壳体内形成完整的电池单体。本实用新型所述的集流体20是指边缘带有极耳的电极片，这些电极片的边缘预留一片未涂覆活性物质的区域，这片未涂覆活性物质的区域作为所述极耳21。

请参阅图1-5所示，一种二次电池，包括电芯10、集流体20和加强筋；电芯10包括正极片和负极片，正极片与负极片之间采用隔膜分开，正极片和负极片上分别涂覆有相应的活性物质，正极片和负极片可以分别设置一层，然后通过卷绕的方式形成多层结构，也可以将正极片和负极片预先裁切成多个相同规格的独立片体，然后将各片体堆叠成多层结构，应当理解，在散热性能和工艺条件允许的情况下，尽可能多对电极片进行堆叠能够有效提高电池的能量密度和输出功率。

请参阅图1-5所示，集流体20包括由金属箔材制成的本体，金属箔材例如可以是铜箔或铝箔，本实施例优选为铜箔，应当理解，本实用新型对集流体20的定义是基于功能层面的划分，即集流体20可以是一个独立的部件，也可以是电极片本身，例如所述本体可以是所述电芯10的正极片或负极片。

请参阅图1-5所示，所述本体的至少第一边缘201设有向外凸伸的极耳21，所述极耳21的宽度自所述本体向外逐渐减小；需要说明的是，在本实用新型的表述中，所述“内”、“外”这种指示方位的用语是基于集流体20的平面结构而言的，具体的，远离集流体20中心的方向为外，靠近集流体20中心的方向为内。本实用新型增大极耳21根部宽度，能够有效提升极耳21刚度，然而无限制的增大极耳21宽度对电芯10的设计是不利的，因此需要将极耳21根部宽度限制在合理范围内，以极耳21的局部主频作为极耳21刚度的表征量，某型极耳21的有效宽度d不变时，其极耳21的主频与极耳21根部的角度α之间的关系如表1所示，从表中可以看出，当极耳21有效宽度d不变时，随着极耳21根部角度α的减小，极耳21根部宽度D会随之增大，极耳21的刚度会提升，当极耳21根部角度α从90°降低到80°时，极耳21刚度提升明显；当极耳21根部角度α低于80°时，继续降低极耳21根部角度α，频率的提升缓慢，因此在具体实施例中，极耳21根部角度α优选为80°左右，具体的，极耳21根部角度α的度数为78°-82°之间。

表一

角度α[度]	60	67	70	74	77	80	83.5	87	88	90
											主频[Hz]	240	238	236	233	225	208	170	119	97.5	79.6

请参阅图2-5所示，加强筋设置于所述极耳21的表面，所述加强筋至少包括沿所述极耳21凸伸的方向连续分布的第一连续部22，以及沿所述极耳21的宽度方向连续分布的第二连续部23，优选的，所述第二连续部23与所述极耳21的外侧边缘211平行，所述第一连续部22设有多个，各所述第一连续部22沿所述极耳21的宽度方向间隔设置，各所述第一连续部22之间的间距自所述本体向外逐渐减小，在一具体实施例中，各所述第一连续部22之间的间距为2mm-5mm，所述第一连续部22的宽度为1mm-3mm；所述第二连续部23至少分布于靠近所述极耳21的外侧边缘211的区域。应当理解，本实用新型对第一连续部22和第二连续部23的延伸方向的限定允许存在一定合理的误差，即第一延伸部的延伸方向并不一定与极耳21的凸伸方向严格平行，第二连续部23的延伸方向也不一定与极耳21的宽度方向严格平行，两者均允许存在一定的角度波动，具体的，例如所述第一连续部22与所述第一边缘201之间的夹角为80°-90°，进一步的，自所述极耳21的宽度方向的中部向所述极耳21的两侧，各所述第一连续部22与所述第一边缘201之间的夹角逐渐减小，以使各第一连续部22由外向内成放射状分布，这将更加有利于提高极耳21的刚度。在具体实施例中，第一连续部22的数量不少于5个，第二连续部23的数量为1-3根。

请参阅图1-5所示，所述极耳21的两条侧边212与所述第一边缘201之间设有过渡圆角202，过渡圆角202有助于提升极耳21的刚度，减少极耳21的弯折，过渡圆角202的半径r的增大可以增加极耳21的刚度，同样的，圆角过大也会对电芯10的设计造成不利影响，本实施例中过渡圆角202的半径r的大小设置为2mm-3mm。

请参阅图2-5所示，各所述第一连续部22的内端至少部分位于所述第一边缘201内侧的所述本体上，具体的，各所述第一连续部22的内端到所述第一边缘201之间的垂直距离为1.5mm-2.5mm。应当理解，第一连续部22延伸至集流体20的本体，这能够有效提高极耳21与本体之间的抗弯强度，防止极耳21在根部发生整体弯折。

请参阅图2-5所示，各所述第一连续部22中至少最靠近所述极耳21两侧边212缘的两个所述第一连续部22的外端凸出于其余所述第一连续部22的外端设置，所述第二连续部23位于这两个最靠近所述极耳21两侧边212的第一连续部22之间；除最靠近所述极耳21两侧边212的两个所述第一连续部22以外的其余第一连续部22的外端与所述极耳21的外侧边缘211之间的间距为5mm-10mm。应当理解，这种结构能够防止第二连续部23所在区域相对于第一连续部22所在区域发生弯折，使第一连续部22和第二连续部23抗弯方向相互叠加，进而提升极耳21整体的抗扭曲性能。

请参阅图2-5所示，本实用新型中的第一连续部22和第二连续部23可以是各自独立的，也可以是相互连接为一体的，例如：图2所示实施例中，多个第一连续部22和多个第二连读部之间可以互不相连，彼此独立；图3所示实施例中，部分第一连续部22可以与第二连续部23相连；图4所示实施例中，各第一连续部22相互连接为一个整体，各第二连续部23相互连接为一个整体；图5所示实施例中，所有的第一连续部22和第二连续部23相互连接为一个整体。

综上所述，本实用新型通过控制极耳21的侧边212倾角、在极耳21与集流体20之间设置圆角，以及特有的加强筋布局，有效提升了极耳21的抗弯刚度，避免极耳21弯折，对于超薄铜箔和复合隔膜效果更为明显；另外，本实用新型的加强筋布局方式不仅可以抵抗极耳21弯曲的变形，还可以抵抗极耳21的扭转变形和局部变形。

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。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本实用新型实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本实用新型的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本实用新型实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本实用新型的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的实用新型实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本实用新型精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。

本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本实用新型的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本实用新型实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本实用新型实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本实用新型在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出实用新型的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本实用新型的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本实用新型的实质范围和精神。本实用新型并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本实用新型的最佳方式公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本实用新型的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：

集流体，包括由金属箔材制成的本体，所述本体的至少第一边缘设有向外凸伸的极耳，所述极耳的宽度自所述本体向外逐渐减小；

加强筋，设置于所述极耳的表面，所述加强筋至少包括沿所述极耳凸伸的方向连续分布的第一连续部，以及沿所述极耳的宽度方向连续分布的第二连续部，所述第一连续部设有多个，各所述第一连续部沿所述极耳的宽度方向间隔设置，各所述第一连续部之间的间距自所述本体向外逐渐减小，所述第二连续部至少分布于靠近所述极耳外侧边缘的区域。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述极耳的两条侧边与所述第一边缘之间设有过渡圆角。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述过渡圆角的半径为2mm-3mm。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述极耳的两条侧边与所述第一边缘之间的夹角为78°-82°。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一连续部与所述第一边缘之间的夹角为80°-90°，且自所述极耳宽度方向的中部向所述极耳的两侧，各所述第一连续部与所述第一边缘之间的夹角逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第二连续部与所述极耳的外侧边缘平行，和/或，

各所述第一连续部的内端至少部分位于所述第一边缘内侧的所述本体上。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，各所述第一连续部的内端到所述第一边缘之间的垂直距离为1.5mm-2.5mm。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，各所述第一连续部之间的间距为2mm-5mm，所述第一连续部的宽度为1mm-3mm。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，各所述第一连续部中至少最靠近所述极耳两侧边缘的两个所述第一连续部的外端凸出于其余所述第一连续部的外端设置，所述第二连续部位于这两个最靠近所述极耳两侧边缘的第一连续部之间。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，除最靠近所述极耳两侧边缘的两个所述第一连续部以外的其余第一连续部的外端与所述极耳的外侧边缘之间的间距为5mm-10mm。