CN219610510U - 一种便于吸液浸润的电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种便于吸液浸润的电芯及电池。该电芯包括卷芯及支撑机构，卷芯卷绕在支撑机构的外周，通过在卷芯轴心处增设支撑装置，能够防止在冷热压工序时卷芯内侧极片发生断裂，进而保证较好的电芯质量；同时，通过支撑机构开设有沿卷芯长度方向延伸的凹槽，凹槽沿卷芯长度方向贯通支撑机构，方便电解液能通过凹槽到达并浸润卷芯的内部中心区域，能够提高卷芯中心区域的电解液浸润速率和浸润效果，进而提高电芯的使用寿命。该电池，通过应用上述电芯，能够保证较好的电池质量和较长的使用寿命。

Description

一种便于吸液浸润的电芯及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种便于吸液浸润的电芯及电池。

背景技术

电芯成型方式包括卷绕和叠片，卷绕方式由于生产效率高等原因被广泛采用，卷绕电芯是由正极片、第一隔膜、负极片及第二隔膜依次叠放后绕电芯轴线卷绕而成。

卷绕后的电芯需要通过软压软化极片，冷压定型，以便更容易入壳。但卷芯在冷热压工序时，处于卷芯内侧的极片极易发生断裂，影响卷芯的质量，甚至造成电芯起火爆炸等安全事故。

电芯入壳后，向壳体内注入电解液，电解液会从电芯的两端和外表面向电芯内部浸润。随着电芯行业对电芯容量越来越高的要求，电芯尺寸越做越大，电芯的卷芯也越来越厚。这样就导致电解液浸润过程中卷芯中心区域吸液困难，浸润速度慢，吸液不足，浸润效果差，进而会导致卷芯内部极片充电、放电不均匀，减短电芯使用寿命。

因此，亟待需要一种便于吸液浸润的电芯及电池以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种电芯，该电芯能够防止在冷热压工序时卷芯内侧极片发生断裂，进而保证较好的电芯质量；同时，能够提高卷芯中心区域的电解液浸润速率和浸润效果，进而提高电芯的使用寿命。

本实用新型的第二个目的在于提供一种电池，通过应用上述电芯，能够保证较好的电池质量和较长的使用寿命。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种便于吸液浸润的电芯，包括：

卷芯；

支撑机构，所述卷芯卷绕在所述支撑机构的外周，所述支撑机构的本体开设有沿所述卷芯长度方向延伸的凹槽，所述凹槽沿所述卷芯长度方向贯通所述支撑机构，电解液能通过所述凹槽浸润所述卷芯的内部。采用上述结构有助于提高卷芯的浸润效率，使卷芯浸润的更加均匀，增加电芯的浸润效果。并且，支撑机构对卷芯内端提供一定支撑性，有助于避免卷芯的内端在冷热压时弯折断裂。

作为优选方案，所述凹槽的数量为至少两个，至少两个所述凹槽间隔设置在所述支撑机构上。能够进一步提高卷芯中心区域的电解液浸润速率和浸润效果。

作为优选方案，所述支撑机构的形状为扁平状结构，扁平状的所述支撑机构由空心柱体结构的所述支撑机构压制而成。扁平状结构的支撑机构沿其宽度方向上的两端形成圆弧，进而避免卷芯内侧弯折处的极片被压出褶皱，甚至开裂，该结构有助于保证卷芯质量。

作为优选方案，所述凹槽设置在所述支撑机构的外壁上。卷芯最内侧的极片包覆在支撑机构的外周，设置在支撑机构的外壁上的凹槽与卷芯内侧的极片共同形成第一容纳腔，第一容纳腔能够容纳电解液，进而形成电解液由卷芯内侧向卷芯外侧浸润的浸润通道，进一步提高卷芯内侧中心区域电解液浸润速率和浸润效果。

作为优选方案，所述凹槽设置在所述支撑机构的内壁上，所述支撑机构在所述凹槽底部开设有贯穿所述支撑机构的流通孔。凹槽与支撑机构的本体共同形成第二容纳腔，该第二容纳腔能够容纳电解液，电解液充满支撑机构内壁上的凹槽后通过流通孔由卷芯内侧向卷芯外侧浸润电解液，进一步提高卷芯内侧中心区域电解液浸润速率和浸润效果。

作为优选方案，所述支撑机构的形状为板状结构，所述支撑机构的横截面沿所述卷芯宽度方向的两端设置有倒角。通过支撑机构沿卷芯宽度方向的两端设置的倒角，形成圆滑过渡，避免卷芯弯折处的极片损坏。

作为优选方案，所述支撑机构每个侧壁上均开设有所述凹槽。通过采用上述方案，使得电解液通过凹槽流入卷芯内部后可以沿各个方向自内向外的浸润卷芯，提高了浸润效果。

作为优选方案，所述卷芯包括按照预设次序层叠的正极片、第一隔膜、负极片及第二隔膜。卷绕作为电芯制作的关键技术之一，具有在满足电芯品质的前提下，拥有更高的效率等优势。

一种电池，包括壳体，还包括上述的电芯，所述电芯容置在所述壳体内。该电池，通过应用上述电芯，能够保证较好的电池质量和较长的使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的便于吸液浸润的电芯，通过在卷芯轴心处增设支撑装置，能够防止在冷热压工序时电芯内侧极片发生断裂，进而保证较好的电芯质量；同时，通过支撑机构开设有沿卷芯长度方向延伸的凹槽，凹槽沿卷芯长度方向贯通支撑机构，方便电解液能通过凹槽到达并浸润卷芯的内部中心区域，能够提高卷芯中心区域的电解液浸润速率和浸润效果，进而提高电芯的使用寿命。

本实用新型提供的电池，通过应用上述电芯，能够保证较好的电池质量和较长的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的电池的剖视图；

图2为本实用新型实施例一提供的电池的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的支撑机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的支撑机构的结构示意图一；

图5为本实用新型实施例二提供的支撑机构的结构示意图二。

附图标记：

1000、电池；

100、电芯；

10、支撑机构；11、凹槽；12、流通孔；13、本体；

20、卷芯；21、正极片；22、负极片；23、第一隔膜；24、第二隔膜；

30、绝缘层；

40、极柱；

200、壳体；210、第一壳体；220、第二壳体；230、容置空间；240、注液口。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供了一种电池1000，电池1000能够给用电装置提供电能。

结合图1对电池1000的具体结构进行说明。如图1所示，本实施例提供的电池1000包括壳体200及电芯100，其中，壳体200具有容置空间230，电芯100容置在容置空间230内，壳体200实现对电芯100较好的支撑和保护作用。

具体而言，壳体200包括第一壳体210及第二壳体220，第一壳体210与第二壳体220相互盖合并密封连接，第一壳体210和第二壳体220共同限定出用于容纳电芯100的容置空间230。第二壳体220为一端开口的空心结构，第一壳体210为板状结构，第一壳体210盖合于第二壳体220的开口侧，以形成具有容置空间230的壳体200，便于第一壳体210及第二壳体220的快速拆装。在其他实施例中，第一壳体210和第二壳体220还可以分别为两个空心结构，并且空心结构上设有开口侧，第一壳体210的开口侧盖合于第二壳体220的开口侧，以形成具有容置空间230的壳体200，在此不做限定。

为提高第一壳体210与第二壳体220连接后的密封性，第一壳体210与第二壳体220之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。

如图1所示，所述壳体200还开设有注液口240，注液口240用于对壳体200内部加注电解液，以使电芯100浸润在电解液中，实现电芯100的充放电功能。注液口240的数量为两个，两个注液口240设置在壳体200的上下两端，从而实现由壳体200上下两端同时对壳体200内部加注电解液，从而提高电解液的加注效率。

结合图1和图2对电芯100的具体结构进行说明，如图1和图2所示，电芯100包括卷芯20，卷芯20包括正极片21、第一隔膜23、负极片22及第二隔膜24，正极片21、第一隔膜23、负极片22及第二隔膜24按照预设次序层叠后绕电芯100轴线卷绕形成卷芯20。其中，卷芯20可以由正极片21、第一隔膜23、负极片22及第二隔膜24依次层叠后卷绕成卷芯20，卷芯20还可以由负极片22、第一隔膜23、正极片21及第二隔膜24依次层叠后卷绕成卷芯20，在此不做限定。卷绕作为电芯100制作的关键技术之一，具有在满足电芯100品质的前提下，拥有更高的效率等优势。

具体而言，正极片21包括正极集流体和正极材料层，正极材料层涂覆于正极集流体的表面。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极材料层包括正极材料，正极材料可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片22包括负极集流体和负极材料层，负极材料层涂覆于负极集流体的表面。负极集流体的材料可以为铜，负极材料层包括负极材料，负极材料可以为碳或硅等。

如图1所示，壳体200上贯穿设置有两个极柱40，其中一个极柱40为正极极柱40，正极极柱用于与焊接在电芯正极片21上的正极耳连接；另一个为负极极柱40，负极柱用于与焊接在电芯负极片22上的负极耳连接。通过极柱40实现电芯100与电池外部用电设备的连接。

进一步地，如图1所示，壳体200的内壁上设置有绝缘层30，绝缘层30能够避电解液腐蚀壳体200，同时，还能避免电芯100与壳体200内壁接触发生短接造成短路。进一步的，图1中的箭头示出了电解液在壳体200内部的流动路径，如图1所示，由注液口240注入到壳体200内的电解液，由外到内浸润整个卷芯20。

卷芯20卷绕完成后，需要对卷芯20进行冷热压处理。但是，在卷芯20的冷热压工序中，处于卷芯20内侧的极片极易发生断裂，影响卷芯20的质量，甚至造成卷芯20起火爆炸等安全事故。再者，随着电芯行业对电芯100容量越来越高的要求，卷芯20尺寸越做越大，电芯100的卷芯20越来越厚。导致浸润过程中卷芯20中心区域极片吸液困难，浸润速度慢，吸液不足，浸润效果差，电芯100内部极片充电、放电不均匀，会减短电芯100使用寿命。

为了解决上述问题，如图1和图2所示，本实施例提供的电芯100还包括支撑机构10，卷芯20卷绕在支撑机构10的外周，通过在卷芯20内端增设支撑机构10，能够防止在冷热压工序时卷在卷芯20内端的部分极片发生断裂，进而保证较好的电芯100质量；支撑机构10的本体13开设有沿Z方向(卷芯20长度方向)延伸的凹槽11，凹槽11沿Z方向贯通支撑机构10，电解液能通过凹槽11沿Z方向的两端到达并浸润卷芯20的内部中心区域，能够提高卷芯20中心区域的电解液浸润速率和浸润效果，进而提高电芯100的使用寿命。

进一步地，如图1-图3所示，凹槽11的数量为至少两个，至少两个凹槽11间隔设置在支撑机构10上，进一步提高卷芯20中心区域的电解液浸润速率和浸润效果。

具体地，如图2和图3所示，支撑机构10的形状为扁平状结构，扁平状的支撑机构10由空心柱体结构的支撑机构10压制而成。在压制前，先将极片包裹在支撑机构10外侧，接着通过冷热压将对极片和支撑机构10一起进行压制形成扁平状结构的支撑机构10。扁平状结构的支撑机构10沿其宽度方向上的两端形成圆弧，进而避免卷芯20内侧弯折处的极片被压出褶皱，甚至开裂，该结构有助于保证卷芯20质量。支撑机构10的形状可以为空心圆柱体或椭圆柱体等，在此不做限定。

如图1和图3所示，凹槽11设置在支撑机构10的外壁上，卷芯20最内侧的极片包覆在支撑机构10的外周，设置在支撑机构10的外壁上的凹槽11与卷芯20内侧的极片共同形成第一容纳腔，第一容纳腔能够容纳电解液，进而形成电解液由卷芯20内侧向卷芯20外侧浸润的浸润通道，进一步提高卷芯20内侧中心区域电解液浸润速率和浸润效果。

进一步地，如图3所示，凹槽11还可以设置在支撑机构10的内壁上，支撑机构10在凹槽11的底壁开设有的流通孔12，流通孔12沿支撑机构10的厚度方向贯穿支撑机构10。凹槽11与支撑机构10的本体13共同形成第二容纳腔，该第二容纳腔能够容纳电解液，电解液充满支撑机构10内壁上的凹槽11后通过流通孔12由卷芯20内侧向卷芯20外侧浸润电解液，进一步提高卷芯20内侧中心区域电解液浸润速率和浸润效果。

如图3所示，流通孔12的数量为多个，多个流通孔12呈陈列设置在每个凹槽11的槽底，进一步提高卷芯20内侧中心区域电解液浸润速率和浸润效果。

支撑机构10可以采用PP(polypropylene，聚丙烯)、PE(polyethylene，聚乙烯)、PTFE(polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)或PET(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)等材料制成，上述材料具有良好的耐腐蚀及绝缘性能，能够防止支撑机构10被电解液腐蚀，保证卷芯20有较长的使用寿命，且能防止正极片21及负极片22之间反生短路。

实施例二

本实施例提供一种电芯100，本实施例的电芯100的电芯100的结构与实施例一的电芯100结构基本相同，两者的主要区别在于：如图4和图5所示，支撑机构10为板状结构，支撑机构10的横截面沿Y方向(卷芯20宽度方向)的两端设置有倒角。卷芯20在冷热压工序时，支撑机构10支撑卷芯20内端的极片，进而避免卷芯20最内侧的极片被压坏。同时，通过支撑机构10沿Y方向的两端设置的倒角，形成圆滑过渡，避免卷芯20弯折处的极片损坏。

如图4和图5所示，凹槽11设置在支撑机构10沿X方向(卷芯20厚度方向)的一侧或两侧设置有凹槽11，凹槽11与卷芯20最内侧的极片形成第三容纳腔，该第三容纳腔能够容纳电解液，进而形成电解液由卷芯20内侧向卷芯20外侧浸润的浸润通道，进一步提高卷芯20内侧中心区域电解液浸润速率和浸润效果。此外，凹槽11还可以设置支撑机构10沿X方向的两侧，两侧的凹槽11内的电解液同时由卷芯20最内侧向卷芯20外侧对极片进行浸润，进一步提高浸润效果。

进一步地，如图4和图5所示，每个凹槽11的槽底设置有多个呈列排布的流通孔12，流通孔12沿X方向贯通支撑机构10，当电解液充满第三容纳腔时，电解液能通过流通孔12向卷芯20中心区域浸润电解液，进一步提高卷芯20内侧中心区域电解液浸润速率和浸润效果。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接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接合。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种便于吸液浸润的电芯，其特征在于，包括：

卷芯(20)；

支撑机构(10)，所述卷芯(20)卷绕在所述支撑机构(10)的外周，所述支撑机构(10)的本体(13)开设有沿所述卷芯(20)长度方向延伸的凹槽(11)，所述凹槽(11)沿所述卷芯(20)长度方向贯通所述支撑机构(10)，电解液能通过所述凹槽(11)浸润所述卷芯(20)的内部。

2.根据权利要求1所述的便于吸液浸润的电芯，其特征在于，所述凹槽(11)的数量为至少两个，至少两个所述凹槽(11)间隔设置在所述支撑机构(10)上。

3.根据权利要求1或2所述的便于吸液浸润的电芯，其特征在于，所述支撑机构(10)的形状为扁平状结构，扁平状的所述支撑机构(10)由空心柱体结构的所述支撑机构(10)压制而成。

4.根据权利要求3所述的便于吸液浸润的电芯，其特征在于，所述凹槽(11)设置在所述支撑机构(10)的外壁上。

5.根据权利要求3所述的便于吸液浸润的电芯，其特征在于，所述凹槽(11)设置在所述支撑机构(10)的内壁上，所述支撑机构(10)在所述凹槽(11)底部开设有贯穿所述支撑机构(10)的流通孔(12)。

6.根据权利要求1或2所述的便于吸液浸润的电芯，其特征在于，所述支撑机构(10)的形状为板状结构，所述支撑机构(10)的横截面沿所述卷芯(20)宽度方向的两端设置有倒角。

7.根据权利要求6所述的便于吸液浸润的电芯，其特征在于，所述支撑机构(10)的每个侧壁上均开设有所述凹槽(11)。

8.根据权利要求1或2所述的便于吸液浸润的电芯，其特征在于，所述卷芯(20)包括按照预设次序层叠的正极片(21)、第一隔膜(23)、负极片(22)及第二隔膜(24)。

9.一种电池，包括壳体(200)，其特征在于，还包括如权利要求1所述的电芯，所述电芯容置在所述壳体(200)内。