CN219778914U - 电芯结构、锂电池和电子设备 - Google Patents

电芯结构、锂电池和电子设备 Download PDF

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于子龙
陈杰
张树国
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Abstract

本申请公开了一种电芯结构、锂电池和电子设备,涉及电池技术领域,其中电芯结构包括:第一极片、第二极片和隔膜,第一极片包括敷料区和空箔区,敷料区上设有若干个第一极耳,敷料区和空箔区之间设有极片保护胶;第二极片上设有若干个第二极耳,第一极耳和第二极耳的极性相反;隔膜设置于第一极片和第二极片之间;第一极片、隔膜和第二极片卷绕形成电芯主体,第一极片位于电芯主体的最外层,第一极耳和第二极耳分别通过不同的极耳保护胶固定于电芯主体,极片保护胶在空箔区侧与极耳保护胶重叠的位置处设有第一缺口。本申请能够减少电芯主体厚度,提高电芯主体的能量密度。

Description

电芯结构、锂电池和电子设备
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别涉及一种电芯结构、电池和电子设备。
背景技术
锂离子电池因具有能量密度大、自放电小、工作温度范围宽、没有环境污染等优点,被广泛应用于各种数码产品、动力电池等领域上。多极耳式锂离子电池为常见的一种结构,应用领域广泛,因此其续航里程对应的能量密度为十分关键的指标。
常规商业化多极耳锂离子电池中电芯极片尾部敷料区和空箔区之间贴有极片保护胶,极片每次绕卷后的位置都是固定的,如绕卷后的极片保护胶总会与其中一个底部绕胶和极耳保护胶产生重叠区域,导致电芯厚度增加,损失电芯的能量密度。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种电芯结构、锂电池和电子设备,能够减少电芯主体厚度,提高电芯主体的能量密度。
本申请提供了一种电芯结构,包括:
第一极片,所述第一极片包括敷料区和空箔区,所述敷料区上设有第一极耳,所述敷料区和所述空箔区之间设有极片保护胶;
第二极片,所述第二极片上设有第二极耳,所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反;
隔膜,所述隔膜设置于所述第一极片和第二极片之间;
所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片卷绕形成电芯主体,所述第一极片位于所述电芯主体的最外层,所述第一极耳和所述第二极耳分别通过不同的极耳保护胶固定于所述电芯主体,所述极片保护胶在所述空箔区侧与所述极耳保护胶重叠的位置处设有第一缺口。
根据本申请第一方面实施例的电芯结构,至少具有如下有益效果:本申请在极片保护胶空箔区侧设有第一缺口,第一极片、隔膜和第二极片在绕卷形成电芯主体后,该第一缺口为了避免在绕卷后极片保护胶与部分极耳保护胶形成重叠区域,即第一缺口为极耳保护胶提供避让区域,在提高极耳保护胶的粘接力的同时下,还能够减少电芯主体厚度,提高电芯主体的能量密度。
根据本申请的一些实施例,还包括底部绕胶,所述底部绕胶粘贴于所述电芯主体的底部,且两端分别粘贴于所述电芯主体的两侧表面。
根据本申请的一些实施例,所述极片保护胶在所述空箔区侧与所述底部绕胶重叠的位置处设有第二缺口。
根据本申请的一些实施例,还包括收尾胶,所述收尾胶的一端与所述第一极片的尾端连接,所述收尾胶的另一端连接于所述电芯主体外侧对应于所述极片保护胶的位置,以使所述电芯主体最外侧由所述收尾胶和所述空箔区组成。
根据本申请的一些实施例,所述收尾胶在与所述极耳保护胶重叠的位置设有第三缺口。
根据本申请的一些实施例,所述收尾胶在与所述底部绕胶重叠的位置设有第四缺口。
根据本申请的一些实施例,所述第一缺口、所述第二缺口分别与所述极耳保护胶、所述底部绕胶之间存在间隙,其中,所述第一缺口和所述极耳保护胶在沿所述电芯主体长度方向上的间隙在0.2mm-4mm之间。
根据本申请的一些实施例,所述第三缺口、所述第四缺口分别与所述极耳保护胶、所述底部绕胶之间存在间隙,其中,所述第三缺口和所述极耳保护胶的间隙在0.2mm-4mm之间。
第二方面,本申请还提供了一种锂电池,包括第一方面任意一项实施例所述的电芯结构。
根据本申请第二方面实施例的电芯结构,至少具有如下有益效果:锂电池中的电芯结构在极片保护胶空箔区侧设有第一缺口,第一极片、隔膜和第二极片在绕卷形成电芯主体后,该第一缺口为了避免在绕卷后极片保护胶与部分极耳保护胶形成重叠区域,即第一缺口为极耳保护胶提供避让区域,在提高极耳保护胶的粘接力的同时下,还能够减少电芯主体厚度,提高电芯主体的能量密度。
第三方面,本申请还提供了一种电子设备,包括第二方面实施例所述的锂电池。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为现有技术中的第一极片的结构示意图;
图2为现有技术中的电芯结构的结构示意图;
图3为本申请第一方面的一些实施例的第一极片的结构示意图;
图4为本申请第一方面的一些实施例的电芯结构关于A面的结构示意图;
图5为本申请第一方面的一些实施例的电芯结构关于B面的结构示意图;
图6为本申请第一方面的一些实施例的收尾胶的结构示意图;
图7为本申请第一方面的一些实施例的电芯结构的截面示意图。
附图标号如下:
第一极片100;敷料区110;空箔区120;极片保护胶130;第一缺口131;第二缺口132;第一极耳140;第二极片200;第二极耳210;隔膜300;极耳保护胶400;底部绕胶500;收尾胶600;第三缺口610;第四缺口620;电芯主体700。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,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,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
在本申请的描述中,如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
参照图1和图2,图1为现有技术中的第一极片100在展开状态的结构示意图,图2为现有技术中电芯主体700的结构示意图,从图1中可看出,极片保护胶130未设有第一缺口131,在第一极片100、隔膜300以及第二极片200绕卷后,形成如图2中的电芯结构,极片保护胶130与其中一个极耳保护胶400形成重叠,在此处电芯主体700的厚度会增加,从而造成电芯能量密度的损失。
基于此,本申请提供了一种电芯结构、电池和电子设备。
第一方面,参照图3至图7,本申请提供了一种电芯结构,包括第一极片100、第二极片200和隔膜300;第一极片100包括敷料区110和空箔区120,敷料区110上设有第一极耳140,敷料区110和空箔区120之间设有极片保护胶130;第二极片200上设有第二极耳210,第一极耳140和第二极耳210的极性相反;隔膜300设置于第一极片100和第二极片200之间;第一极片100、隔膜300和第二极片200卷绕形成电芯主体700,第一极片100位于电芯主体700的最外层,第一极耳140和第二极耳210分别通过不同的极耳保护胶400固定于电芯主体700,极片保护胶130在空箔区120侧与极耳保护胶400重叠的位置处设有第一缺口131。本申请在极片保护胶130空箔区120侧设有第一缺口131,第一极片100、隔膜300和第二极片200在绕卷形成电芯主体700后,该第一缺口131为了避免在绕卷后极片保护胶130与部分极耳保护胶400形成重叠区域,即第一缺口131为极耳保护胶400提供避让区域,在提高极耳保护胶400的粘接力的同时下,还能够减少电芯主体700厚度,提高电芯主体700的能量密度。
需要说明的是,敷料区110可以设有若干个第一极耳140,第二极片200上设有若干个第二极耳210,从而形成多极耳电芯结构,或第一极耳140和第二极耳210分别设有一个,在本申请对此不作限定。
需要说明的是,在本申请的实施例中,第一极片100为阴极极片,其对应敷料区110的位置涂有阴极活性物质,可选为LiCo02、LiFeP04等可脱嵌锂离子的电化学活性物质;第二极片200为阳极极片,其表面涂有阳极活性物质,可选为石墨、软碳、硬碳、Li4Ti5012等可嵌锂离子的电化学活性物质;隔膜300可以为聚乙烯(PE)膜片、聚丙烯(PP)膜片和PE与PP复合的多层微孔膜,当然,在某种电池需求的条件下,第一极片100也可以为阳极极片,第二极片200为阴极极片,在本申请对此不做限定。
需要说明的是,图4为电芯主体700在A面的结构示意图,图5为电芯主体700在B面的结构示意图,A面和B面为相互对立的一侧表面。参照图3、图4和图5,可以理解的是,本申请提供的电芯结构还包括底部绕胶500,底部绕胶500粘贴于电芯主体700的底部,且两端分别粘贴于电芯主体700的两侧表面,其中底部绕胶500可以为单面胶,通过底部绕胶500将电芯本体从底部进行固定粘接,以提高电芯本体绕卷的稳定性。
参照图2,可以理解的是,极片保护胶130在空箔区120侧与底部绕胶500重叠的位置处设有第二缺口132,在绕卷形成电芯后,该第二缺口132为了避免在绕卷后极片保护胶130与部分底部绕胶500形成重叠区域,即第二缺口132为底部绕胶500提供避让空间,在提高底部绕胶500的粘接力的同时下,还能够减少电芯主体700厚度,提高电芯主体700的能量密度。
参照图4、图5和图7,可以理解的是,本申请提供的电芯结构还包括收尾胶600,收尾胶600的一端与第一极片100的尾端连接,收尾胶600的另一端连接于电芯主体700外侧对应于极片保护胶130的位置,以使电芯主体700最外侧由收尾胶600和空箔区120组成,收尾胶600用于将第一极片100、隔膜300和第二极片200在绕卷后固定在一起,以免电芯主体700散开。
参照图4至图7,可以理解的是,收尾胶600在与极耳保护胶400重叠的位置处设有第三缺口610,在绕卷形成电芯后,该第三缺口610为了避免在绕卷后收尾胶600与部分极耳保护胶400形成重叠区域,即第三缺口610为极耳保护胶400提供避让区域,在提高极耳保护胶400的粘接力的同时下,还能够减少电芯主体700厚度,提高电芯主体700的能量密度。需要说明的是,收尾胶600的两端均会与极耳保护胶400存在重叠区域,因此收尾胶600的两端分别在与极耳保护胶400重叠的位置处均设有第三缺口610,即收尾胶600设有两个第三缺口610。
继续参照图4至图6,可以理解的是,收尾胶600在与底部绕胶500重叠的位置设有第四缺口620,该第四缺口620为了避免在绕卷后收尾胶600与部分底部绕胶500形成重叠区域,即第四缺口620为底部绕胶500提供避让区域,在提高底部绕胶500的粘接力的同时下,还能够减少电芯主体700厚度,提高电芯主体700的能量密度。需要说明的是,收尾胶600的两端均会与底部绕胶500存在重叠区域,因此收尾胶600的两端分别在与底部绕胶500重叠的位置处均设有第四缺口620,即收尾胶600设有两个第四缺口620。
可以理解的是,第一缺口131、第二缺口132分别与极耳保护胶400、底部绕胶500之间存在间隙,其中,第一缺口131和极耳保护胶400在沿电芯主体700长度方向上的间隙在0.2mm-4mm之间。极片保护胶130的第一缺口131和第二缺口132分别为极耳保护胶400、底部绕胶500提供了足够的粘接空间,以免在贴极耳保护胶400和底部绕胶500时依旧存在部分重叠的位置,而导致电芯厚度增加,损失电芯的能量密度。其中,极片保护胶130的宽度不能过小,虽然能达到不增加电池厚度的效果,但宽度减少使得设备加工困难同时粘贴强度下降,导致胶纸脱落。
参照图4和图5,可以理解的是,第三缺口610、第四缺口620分别与极耳保护胶400、底部绕胶500之间存在间隙,其中,第三缺口610和极耳保护胶400的间隙在0.2mm-4mm之间。收尾胶600的第三缺口610和第四缺口620分别为极耳保护胶400、底部绕胶500提供了足够的粘接空间,以免在贴极耳保护胶400和底部绕胶500时依旧存在部分重叠的位置,而导致电芯厚度增加,损失电芯的能量密度。其中,底部绕胶500的宽度不能过小,虽然能达到不增加电池厚度的效果,但宽度减少使得设备加工困难同时粘贴强度下降,导致胶纸脱落。
下面以软包电池563385型号为例,采用本发明胶纸优化方式和未使用胶纸优化的电池能量密度、循环性能对比如下表:
第二方面,本申请还提供了一种锂电池,包括第一方面任意一项实施例中的电芯结构。该电芯结构在极片保护胶130空箔区120侧设有第一缺口131,第一极片100、隔膜300和第二极片200在绕卷形成电芯主体700后,该第一缺口131为了避免在绕卷后极片保护胶130与部分极耳保护胶400形成重叠区域,即第一缺口131为极耳保护胶400提供避让区域,在提高极耳保护胶400的粘接力的同时下,还能够减少电芯主体700厚度,提高电芯主体700的能量密度。
第三方面,本申请提供了一种电子设备,包括第二方面实施例的锂电池。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明,但是本申请不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下,作出各种变化。

Claims (10)

1.一种电芯结构,其特征在于,包括:
第一极片,所述第一极片包括敷料区和空箔区,所述敷料区上设有第一极耳,所述敷料区和所述空箔区之间设有极片保护胶;
第二极片,所述第二极片上设有第二极耳,所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反;
隔膜,所述隔膜设置于所述第一极片和第二极片之间;
所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片卷绕形成电芯主体,所述第一极片位于所述电芯主体的最外层,所述第一极耳和所述第二极耳分别通过不同的极耳保护胶固定于所述电芯主体,所述极片保护胶在所述空箔区侧与所述极耳保护胶重叠的位置处设有第一缺口。
2.根据权利要求1所述的电芯结构,其特征在于,还包括底部绕胶,所述底部绕胶粘贴于所述电芯主体的底部,且两端分别粘贴于所述电芯主体的两侧表面。
3.根据权利要求2所述的电芯结构,其特征在于,所述极片保护胶在所述空箔区侧与所述底部绕胶重叠的位置处设有第二缺口。
4.根据权利要求2所述的电芯结构,其特征在于,还包括收尾胶,所述收尾胶的一端与所述第一极片的尾端连接,所述收尾胶的另一端连接于所述电芯主体外侧对应于所述极片保护胶的位置,以使所述电芯主体最外侧由所述收尾胶和所述空箔区组成。
5.根据权利要求4所述的电芯结构,其特征在于,所述收尾胶在与所述极耳保护胶重叠的位置设有第三缺口。
6.根据权利要求5所述的电芯结构,其特征在于,所述收尾胶在与所述底部绕胶重叠的位置设有第四缺口。
7.根据权利要求3所述的电芯结构,其特征在于,所述第一缺口、所述第二缺口分别与所述极耳保护胶、所述底部绕胶之间存在间隙,其中,所述第一缺口和所述极耳保护胶在沿所述电芯主体长度方向上的间隙在0.2mm-4mm之间。
8.根据权利要求6所述的电芯结构,其特征在于,所述第三缺口、所述第四缺口分别与所述极耳保护胶、所述底部绕胶之间存在间隙,其中,所述第三缺口和所述极耳保护胶的间隙在0.2mm-4mm之间。
9.一种锂电池,其特征在于,包括权利要求1至8任意一项所述的电芯结构。
10.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求9所述的锂电池。
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