CN219677506U - 一种极耳结构及电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种极耳结构及电池，包括极耳本体，极耳本体具有头部和底部；所述底部包括第一连接层和第二连接层，所述第一连接层和所述第二连接层均连接于所述头部；其中，在所述极耳本体的厚度方向上，所述第一连接层和所述第二连接层之间具有间隙，用于将所述极耳本体插在电池的集流体中。本实用新型通过优化极耳结构，能够减少极耳焊接占用的空间，有助于提高电池的容量。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种极耳结构及电池。
背景技术
锂离子电池由于其能量密度大、循环寿命长、平台电压高以及安全性能良好等优点，被广泛应用于储能、3C、新能源车等领域。
目前，部分锂电池的集流体采用复合集流体，中间的高分子层完全绝缘不导电，需要同时导通上下两层金属层，才能使整个集流体电导通，即需导通复合集流体两侧金属镀层。
在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题
极耳焊接占用的空间大，活性物质涂覆量少，导致电池容量减少。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，一方面，提供一种极耳结构，通过优化极耳结构，能够减少极耳焊接占用的空间，有助于提高电池的容量。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种极耳结构，包括极耳本体，极耳本体具有头部和底部；所述底部包括第一连接层和第二连接层，所述第一连接层和所述第二连接层均连接于所述头部；其中，在所述极耳本体的厚度方向上，所述第一连接层和所述第二连接层之间具有间隙，用于将所述极耳本体插在电池的集流体中。
优选的，所述间隙为0.1-0.3mm。
优选的，所述第一连接层和所述第二连接层均沿所述集流体的长度方向X的两端延伸。
优选的，所述头部和所述底部之间形成夹角，所述夹角为85-95°。
优选的，所述头部沿竖直设置，所述底部沿水平设置，所述头部和所述底部形成倒置的T字形结构。
优选的，还包括极耳胶，所述极耳胶复合在所述头部靠近所述底部的一端。
优选的，所述头部和所述底部为一体成型结构，所述头部和所述底部的材质均为铝、铜、铜镀镍或镍。
优选的，所述头部的宽度为0.5-10mm，所述底部的宽度为5-60mm。
另一方面，提供一种电池，包括极片及如上述的极耳结构，所述极片包括集流体及涂覆于所述集流体的活性物质，所述极片沿其宽度方向的一侧边缘具有空箔区，至少部分所述集流体暴露在所述极片的空箔区表面，所述第一连接层和所述第二连接层分别接触所述空箔区的两面。
优选的，所述空箔区位于所述极片沿其宽度方向一侧边缘的任意位置，所述集流体上对应所述空箔区以外区域均涂覆有活性物质。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果
本实用新型通过优化极耳结构，极耳本体的底部包括第一连接层和第二连接层，即将极耳本体的底部分为两层，且第一连接层和第二连接层具有间隙，便于将极耳本体插入电池的集流体，而且通过第一连接层和第二连接层包裹集流体，不仅可以解决复合集流体上下层连接导通问题，还能加大电流导通量，有助于降低导电电阻，此外，相比现有的结构，能够减少焊接区域的面积，将节约的空间用于涂覆活性物质来提高电池容量。
附图说明
下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
图1为本实用新型的极耳本体的结构示意图。
图2为本实用新型的极耳本体和接片的安装示意图。
图3为本实用新型的极耳本体和接片的分解示意图。
图4为本实用新型的极耳结构和现有结构的焊接对比示意图。
其中，附图标记说明如下：
1-极耳本体；11-头部；12-底部；121-第一连接层；122-第二连接层；
2-极耳胶；
3-极片；31-集流体；32-活性物质；
H-厚度方向；
X-长度方向。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在实用新型中，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，或一体地连接；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。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。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
实施方式一
现有极耳焊接占用的空间大、活性物质涂覆量少，导致电池容量减少。
本实用新型的极耳结构，包括极耳本体1，极耳本体1具有头部11和底部12；底部12包括第一连接层121和第二连接层122，第一连接层121和第二连接层122均连接于头部11；其中，在极耳本体1的厚度方向H上，第一连接层121和第二连接层122之间具有间隙，用于将极耳本体1插在电池的集流体31中。本实用新型通过优化极耳结构，极耳本体1的底部12包括第一连接层121和第二连接层122，即将极耳本体1的底部12分为两层，且第一连接层121和第二连接层122具有间隙，便于将极耳本体1插入电池的集流体31，而且通过第一连接层121和第二连接层122包裹集流体31，不仅可以解决复合集流体上下层连接导通问题，还能加大电流导通量，有助于降低导电电阻，此外，相比现有的结构，能够减少焊接区域的面积，将节约的空间用于涂覆活性物质来提高电池容量。
在根据本实用新型的极耳结构中，间隙为0.1-0.3mm，例如，间隙为0.1mm、0.2mm、0.3mm等，使得极耳本体1可插入电池的集流体31，且防止间隙过大，导致极耳本体1在安装后发生位移或晃动的情况。
在根据本实用新型的极耳结构中，第一连接层121和第二连接层122均沿集流体31的长度方向X的两端延伸。在保证极耳和极片3之间焊接面积不变的前提下，往集流体31的长度方向X的两端延伸，能够减小极耳焊接区的预留的面积，有助于减小焊接占用的空间，从而增加活性物质涂覆量，提高电池的容量，因此，本实用新型通过优化极耳结构，能够减少焊接区域的面积，将节约的空间用于涂覆活性物质来提高电池容量。
具体的，头部11沿竖直设置，底部12沿水平设置，头部11和底部12形成倒置的T字形结构。相比现有竖直状的极耳，预留的极片槽位面积更小。
如：焊接区域对应的极片槽位左右定位公差是±2.5mm，上下定位公差是±0.5mm，以6mm宽极耳，极耳和极片3之间的焊接尺寸设为35mm；
本实用新型的极耳槽位面积为：(6+0.5×2)×(35+2.5×2)＝280平方毫米；
现有结构的极耳槽位面积为：(6+2.5×2)×(35+0.5×2)＝396平方毫米；
本实用新型的极耳槽位面积相比现有极耳槽位面积的减小量为：
(396-280)/396×100％＝29.3％；这部分面积可用于涂活性物质，以增加电池容量。
在根据本实用新型的极耳结构中，头部11和底部12之间形成夹角，夹角为85-95°。于本实施方式中，头部11和底部12之间夹角为90°，但本实用新型不以此为限，头部11和底部12之间的夹角还可以是85°或95°等，这里不限于所列举的数值，数值范围内的其他未列举的数值同样适用，两者角度可以相同，也可以不相同。
本实用新型的工作原理是：
本实用新型通过优化极耳结构，极耳本体1的底部12包括第一连接层121和第二连接层122，即将极耳本体1的底部12分为两层，且第一连接层121和第二连接层122具有间隙，便于将极耳本体1插入电池的集流体31，而且通过第一连接层121和第二连接层122包裹集流体31，不仅可以解决复合集流体上下层连接导通问题，还能加大电流导通量，有助于降低导电电阻，此外，相比现有的结构，能够减少焊接区域的面积，将节约的空间用于涂覆活性物质来提高电池容量。
具体安装步骤包括：
步骤1：定位好需要焊接的集流体31位置；
步骤2：将极耳本体1插入集流体31中；
步骤3：将集流体31焊接部分和整形部分压平，使得集流体31与极耳本体1完全接触；
步骤4：对极耳本体1与集流体31进行焊接。
实施方式二
与实施方式一不同的是：本实施方式还包括极耳胶2，极耳胶2复合在头部11靠近底部12的一端，复合方式包括但不限于加热复合，即通用加热复合粘贴，将极耳胶2粘在头部11靠近底部12的一端，极耳胶2粘在底部12的上方，并与第一连接层121及第二连接层122平行。其中，头部11和底部12为一体成型结构，方便下一个工序进行焊接，且可增大导通电流，有助于降低发热，此外，采用一体式结构，有助于提高极耳整体的机械强度，从而延长极耳的使用寿命。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式三
与实施方式一不同的是：本实施方式的头部11和底部12的材质包括但不限于铝、铜、铜镀镍或镍，还可以是其他金属材质，头部11的宽度为0.5-10mm，例如，头部11的宽度为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm及10mm等，防止头部11过宽，导致极耳本体的成本增加，底部12的宽度为5-60mm，例如，头部11的宽度为5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm等，防止极耳本体1的底部12过宽，导致极耳槽位面积增大，影响活性物质的涂覆量。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
电池
本实用新型包括实施方式一～三的极耳结构。
本实用新型的极耳结构包括极片3及如上述的极耳结构，极片3包括集流体31及涂覆于集流体31的活性物质32，极片3沿其宽度方向的一侧边缘具有空箔区，至少部分集流体31暴露在极片3的空箔区表面，第一连接层121和第二连接层122分别接触空箔区的两面。其中，电池极耳的数量为一个以上，极片3的边缘设置有对应数量的空箔区，可适配的电池包括锂电池、钠电池、铝电池等。
优选的，空箔区位于极片3沿其宽度方向一侧边缘的任意位置，集流体31上对应空箔区以外区域均涂覆有活性物质32。集流体31空箔区处于极片3的边缘区域，为极片3的头部也可以处于极片3的中间的任一位置，集流体31边缘区域外均为活性物质32覆盖区域，可将节约的空间用于涂覆活性物质来提高电池容量。于本实施方式中，极片3边缘两面都具有空箔区，在厚度方向H上，两个空箔区对称设置。
本实用新型的极耳结构可用于电芯，电芯可以包括至少两个相互叠设且极性相反的极片，极性相反的极片分别为电池的正极极片和负极极片。为了避免正负极极片之间短路，每相邻两个极片之间设置有隔膜，极性相反的极片通过隔膜实现电性隔离。极片3包括集流体31及涂覆在集流体31表面的活性物质32，极片3的表面具有空箔区，空箔区的厚度小于中间正常区域，其中，集流体31暴露于极片3的空箔区表面，且与极耳的端部焊接，极耳槽位设在极片3的空箔区，极耳槽位的形状与极耳的形状匹配，空箔区处于极片的边缘区域，为极片的头部也可以处于极片的中间的任一位置，集流体31边缘区域外均为活性物质32覆盖区域。极耳包括正极耳和负极耳，即可以用于正极片的极耳，也可以用于负极片的极耳。
集流体31为汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要是金属箔，如铜箔、铝箔、复合集流体等，主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来，以便形成较大的电流对外输出，集流体31与活性物质32需保证充分接触，并且保证内阻较小。
集流体31的材质可以为复合集流体、铝集流体、铜集流体等导电良好的金属集流体。当集流体31为复合集流体，本实用新型的极耳结构的第一连接层121和第二连接层122分别与复合集流体上下层连接，即导通复合集流体两侧金属镀层，可以解决复合集流体上下层连接导通问题。当集流体31为单层金属集流体时，通过第一连接层121和第二连接层122，可以加大电流导通量，提高焊接拉力，还使得导电电阻变小。
极片3和极耳的连接方式包括但不限于超声波焊接、激光焊接、锡焊加导电胶带等，还可以是其它固定方式。此外，本实用新型的极耳本体1也满足与单层集流体连接。
在一些示例中，电芯可以为卷绕式的电芯。其中，正极极片、隔膜和负极极片堆叠卷绕形成卷绕结构。
在另一些示例中，电芯可以为叠片式的电芯。其中，正极极片和负极极片均设置有多个，并沿同一方向依次交错层叠设置，且每相邻的正极极片和负极极片之间设置有隔膜，以使正极极片和负极极片之间电性绝缘。
含有本实用新型的极耳结构的电池还可用于用电装置，该用电装置可以是手机、便携式设备、笔记本电脑等等。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种极耳结构，其特征在于，包括：
极耳本体(1)，具有头部(11)和底部(12)；
所述底部(12)包括第一连接层(121)和第二连接层(122)，所述第一连接层(121)和所述第二连接层(122)均连接于所述头部(11)；
其中，在所述极耳本体(1)的厚度方向(H)上，所述第一连接层(121)和所述第二连接层(122)之间具有间隙，用于将所述极耳本体(1)插在电池的集流体(31)中。
2.如权利要求1所述的一种极耳结构，其特征在于：所述间隙为0.1-0.3mm。
3.如权利要求1所述的一种极耳结构，其特征在于：所述第一连接层(121)和所述第二连接层(122)均沿所述集流体(31)的长度方向(X)的两端延伸。
4.如权利要求1所述的一种极耳结构，其特征在于：所述头部(11)和所述底部(12)之间形成夹角，所述夹角为85-95°。
5.如权利要求1所述的一种极耳结构，其特征在于：所述头部(11)沿竖直设置，所述底部(12)沿水平设置，所述头部(11)和所述底部(12)形成倒置的T字形结构。
6.如权利要求1所述的一种极耳结构，其特征在于：还包括极耳胶(2)，所述极耳胶(2)复合在所述头部(11)靠近所述底部(12)的一端。
7.如权利要求1所述的一种极耳结构，其特征在于：所述头部(11)和所述底部(12)为一体成型结构，所述头部(11)和所述底部(12)的材质均为铝、铜、铜镀镍或镍。
8.如权利要求1所述的一种极耳结构，其特征在于：所述头部(11)的宽度为0.5-10mm，所述底部(12)的宽度为5-60mm。
9.一种电池，其特征在于：包括极片(3)及如权利要求1-8任意一项所述的极耳结构，所述极片(3)包括集流体(31)及涂覆于所述集流体(31)的活性物质(32)，所述极片(3)沿其宽度方向的一侧边缘具有空箔区，至少部分所述集流体(31)暴露在所述极片(3)的空箔区表面，所述第一连接层(121)和所述第二连接层(122)分别接触所述空箔区的两面。
10.如权利要求9所述的一种电池，其特征在于：所述空箔区位于所述极片(3)沿其宽度方向一侧边缘的任意位置，所述集流体(31)上对应所述空箔区以外区域均涂覆有活性物质(32)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |