CN219917518U - 电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及储能电池技术领域，尤其是涉及一种电池。包括：顶盖，顶盖沿长度方向间隔设置有多个与顶盖绝缘的负极柱，顶盖还设置有多个正极连接区；电芯，电芯具有多个正极耳束和多个负极耳束，正极耳束和负极耳束均设置于顶盖侧，多个正极耳束沿电芯的长度方向间隔设置，多个负极耳束沿电芯的长度方向间隔设置，且负极耳束与正极耳束交错设置，多个正极耳束与多个正极连接区对应连接，多个负极耳束与多个负极柱对应连接。本实用新型提供的电池改善了电芯内部的电流密度分布不均的问题，提高了电池的安全性能和电化学性能。

Description

电池

技术领域

本实用新型涉及储能电池技术领域，尤其是涉及一种电池。

背景技术

近年来，随着新能源的发展，动力电池的产能逐渐趋于饱和，而储能领域的发展刚刚起步，市场对于储能电池的需求还很大。目前的储能电池电芯结构基本采用了原有的动力电池结构。对于储能电池，其需求是单体电芯容量足够大，因为单体电芯容量大，组成的模组所用的单体数量少，电芯的一致性会好。而通过多个小容量的单体组合的模组，由于电芯数量多，一致性很差，而且组合成模组时的机械零部件更多，成本增加。

现有的储能大容量电芯采用的是卷绕结构，卷针周长大，同时电芯内部极片的一圈周长大，一圈出一个正极耳、一个负极耳，导致远离极耳位置的电流需要流过较长的距离才能汇聚到极耳上。电芯内部的电流密度分布严重不均匀，产生的热量也不均匀，影响电池安全性能和电化学性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池，以缓解电芯内部的电流密度分布严重不均匀，产生的热量也不均匀，影响电池安全性能和电化学性能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：

一种电池，包括：

顶盖，所述顶盖沿长度方向间隔设置有多个与所述顶盖绝缘的负极柱，所述顶盖还设置有多个正极连接区；

电芯，所述电芯具有多个正极耳束和多个负极耳束，所述正极耳束和所述负极耳束均设置于所述顶盖侧，多个所述正极耳束沿所述电芯的长度方向间隔设置，多个所述负极耳束沿所述电芯的长度方向间隔设置，且所述负极耳束与所述正极耳束交错设置，多个所述正极耳束与多个所述正极连接区对应连接，多个所述负极耳束与多个所述负极柱对应连接。

更进一步的，

所述正极连接区设置于相邻两个所述负极柱之间。

更进一步的，

所述顶盖长度方向的首端和/或尾端的所述负极柱的外侧设置有所述正极连接区。

更进一步的，

多个所述负极柱沿所述顶盖的长度方向等间距设置，多个所述正极连接区沿所述顶盖的长度方向等间距设置；对应的，多个所述正极耳束沿所述电芯的长度方向等间距设置，多个所述负极耳束沿所述电芯的长度方向等间距设置。

更进一步的，

所述正极耳束和所述负极耳束均通过揉平/抚平工艺在顶部位于同一高度。

更进一步的，

多个所述正极耳束与所述顶盖连接形成正极柱，所述正极柱和所述负极柱在靠近所述电芯一侧的底面基本位于同一水平面。

更进一步的，

所述负极柱与所述顶盖之间通过纳米注塑工艺绝缘处理，所述负极柱沿所述顶盖的周向设置有绝缘密封区。

更进一步的，

所述电芯设置有正极集流体和负极集流体，所述正极集流体模切形成所述正极耳束，所述负极集流体模切形成所述负极耳束。

更进一步的，

所述电池包括多个所述电芯，多个所述电芯沿宽度方向排布，多个所述电芯的长度均相同。

更进一步的，

多个所述电芯沿宽度方向的多个正极耳束位于同一直线，多个所述电芯沿宽度方向的多个负极耳束位于同一直线。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

由于本实用新型提供了一种电池，包括：顶盖，所述顶盖沿长度方向间隔设置有多个与所述顶盖绝缘的负极柱，所述顶盖还设置有多个正极连接区；电芯，所述电芯具有多个正极耳束和多个负极耳束，所述正极耳束和所述负极耳束均设置于所述顶盖侧，多个所述正极耳束沿所述电芯的长度方向间隔设置，多个所述负极耳束沿所述电芯的长度方向间隔设置，且所述负极耳束与所述正极耳束交错设置，多个所述正极耳束与多个所述正极连接区对应连接，多个所述负极耳束与多个所述负极柱对应连接。

顶盖设置多个负极柱以及多个正极连接区，电芯设置多个正极耳束和多个负极耳束，多个正极耳束与多个正极连接区对应连接，使得顶盖作为正极柱，降低了成本，且顶盖带正电可以防止腐蚀。多个负极耳束与多个负极柱对应连接，且负极耳束与正极耳束交错设置，在电芯长度方向上引入了多个电流汇聚的点位，从而改善了电芯内部的电流密度分布不均的问题，提高了电池的安全性能和电化学性能。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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顶盖的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的顶盖的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的多个电芯的俯视图；

图4为本实用新型实施例一提供的电芯的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的电芯的结构示意图。

图标：

100-顶盖；110-负极柱；120-正极连接区；130-绝缘密封区；140-防爆阀；150-注液孔；200-电芯；210-正极耳束；220-负极耳束；230-正极集流体；240-负极集流体。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步的定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

实施例一

现有的储能大容量电芯采用的是卷绕结构，卷针周长大，同时电芯内部极片的一圈周长大，一圈出一个正极耳、一个负极耳，导致远离极耳位置的电流需要流过较长的距离才能汇聚到极耳上。电芯内部的电流密度分布严重不均匀，产生的热量也不均匀，影响电池安全性能和电化学性能。

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电池，包括：顶盖100，顶盖100沿长度方向间隔设置有多个与顶盖100绝缘的负极柱110，顶盖100还设置有多个正极连接区120；电芯200，电芯200具有多个正极耳束210和多个负极耳束220，正极耳束210和负极耳束220均设置于顶盖100侧，多个正极耳束210沿电芯200的长度方向间隔设置，多个负极耳束220沿电芯200的长度方向间隔设置，且负极耳束220与正极耳束210交错设置，多个正极耳束210与多个正极连接区120对应连接，多个负极耳束220与多个负极柱110对应连接。

顶盖100设置多个负极柱110以及多个正极连接区120，电芯200设置多个正极耳束210和多个负极耳束220，多个正极耳束210与多个正极连接区120对应连接，使得顶盖100作为正极柱，降低了成本，且顶盖100带正电可以防止腐蚀。多个负极耳束220与多个负极柱110对应连接，且负极耳束220与正极耳束210交错设置，在电芯200长度方向上引入了多个电流汇聚的点位，从而改善了电芯200内部的电流密度分布不均的问题，提高了电池的安全性能和电化学性能。

需要说明的是，顶盖100的长度方向以及电芯200的长度方向均为图1中箭头指示的方向。极耳束是多个极耳在模切卷绕后极耳在同一位置附近的集合，正极耳束210和负极耳束220具有不同的极性。

本实施例的可选方式中，正极连接区120设置于相邻两个负极柱110之间。

电芯200的正极耳束210和负极耳束220交错设置，由于多个正极耳束210与多个正极连接区120对应连接，多个负极耳束220与多个负极柱110对应连接，因而顶盖100上的正极连接区120与负极柱110同样交错设置。

进一步的，顶盖100长度方向的首端和/或尾端的负极柱110的外侧设置有正极连接区120。

可以在顶盖100长度方向的首端的负极柱110的外侧设置正极连接区120，也可以在顶盖100长度方向的尾端的负极柱110的外侧设置正极连接区120，还可以在顶盖100长度方向的首端以及尾端的负极柱110的外侧各设置一个正极连接区120，以使得不同种类电芯200的多个正极耳束210能够与多个正极连接区120对应连接。本实施例中，顶盖100安装有两个电芯200。

本实施例的可选方式中，多个负极柱110沿顶盖100的长度方向等间距设置，多个正极连接区120沿顶盖100的长度方向等间距设置；对应的，多个正极耳束210沿电芯200的长度方向等间距设置，多个负极耳束220沿电芯200的长度方向等间距设置。

请参见图1和图4，在顶盖100的长度方向上，负极柱110和正极连接区120等间距的交错设置；在电芯200的长度方向上，正极耳束210和负极耳束220等间距的交错设置。优选的，正极耳束210和负极耳束220之间的间距应大于70mm，避免产生短路风险。在电芯200的同一圈周长下，正极耳束210和负极耳束220均匀的等间距分布，可以最大程度的降低电流密度分布不均的问题。

本实施例中，正极耳束210和负极耳束220的数量均为三个，宽度为46mm。虽然可以增大宽度来减小极耳束的数量，但是极耳束过宽在焊接过程中相应的焊接能量要增大，会导致焊接过程中极耳束根部开裂严重，影响电流通路。

本实施例的可选方式中，正极耳束210和负极耳束220均通过揉平/抚平工艺在顶部位于同一高度。

请参见图4，揉平/抚平后的正极耳束210和负极耳束220在顶部高度相同。相对应的，多个正极耳束210与顶盖100连接形成正极柱，正极柱和负极柱110在靠近电芯200一侧的底面基本位于同一水平面，便于正极耳束210与顶盖100之间的连接以及负极耳束220与负极柱110之间的连接。

本实施例的可选方式中，负极柱110与顶盖100之间通过纳米注塑工艺绝缘处理，负极柱110沿顶盖100的周向设置有绝缘密封区130。

请参见图1，顶盖100上的负极柱110与顶盖100通过纳米注塑工艺进行绝缘处理，即负极柱110和顶盖100绝缘，且负极柱110和顶盖100为同一种金属铝。负极柱110的边缘涂布有一层绝缘材料，形成了绝缘密封区130。绝缘材料可以涂布在电芯200内部或者顶盖100外部，目的是避免负极耳束220和负极柱110焊接时，多出的负极耳束220或者负极耳束220根部的金属与顶盖100上的铝金属接触而发生短路。

本实施例的可选方式中，电芯200设置有正极集流体230和负极集流体240，正极集流体230模切形成正极耳束210，负极集流体240模切形成负极耳束220。

请参见图4，极片是集流体两面涂覆的活性物质层，极耳是极片留白区域模切形成的。正极集流体230和负极集流体240均采用铝箔材料，正极集流体230涂布含钠离子的活性材料，负极集流体240涂布常规的石墨作为活性材料。

本实施例中，顶盖100还设置有防爆阀140和注液孔150。

需要说明的是，当电芯200的长度大于500mm时，适用本实施例的多极耳束结构。当电芯200的长度为500mm时，假设一圈只有一个正极耳束210和一个负极耳束220，距离两极耳束的最远距离可以达到500mm，该位置的电流密度最小，电流通过集流体会汇聚到极耳束位置，所以越靠近极耳束的位置，电流密度越大。因而电芯200的长度越大，其极耳束位置与远离极耳束位置的电流密度差距越大，电芯200内部的电流密度分布越不均匀。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种电池，与实施例一的区别在于，电池包括多个电芯200，多个电芯200沿宽度方向排布，多个电芯200的长度均相同。

请参见图2、图3和图5，顶盖100安装有三个电芯200，三个电芯200沿宽度方向的三个正极耳束210位于同一直线，三个电芯200沿宽度方向的三个负极耳束220位于同一直线，一条直线上的同极性极耳束通过揉平工艺整形。

当然，电芯200的数量可以根据需求情况增加或减少，电池的结构设计更加灵活，电芯200的数量可以是奇数也可以是偶数，打破了原有的对电芯200偶数数量的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

顶盖(100)，所述顶盖(100)沿长度方向间隔设置有多个与所述顶盖(100)绝缘的负极柱(110)，所述顶盖(100)还设置有多个正极连接区(120)；

电芯(200)，所述电芯(200)具有多个正极耳束(210)和多个负极耳束(220)，所述正极耳束(210)和所述负极耳束(220)均设置于所述顶盖(100)侧，多个所述正极耳束(210)沿所述电芯(200)的长度方向间隔设置，多个所述负极耳束(220)沿所述电芯(200)的长度方向间隔设置，且所述负极耳束(220)与所述正极耳束(210)交错设置，多个所述正极耳束(210)与多个所述正极连接区(120)对应连接，多个所述负极耳束(220)与多个所述负极柱(110)对应连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，

所述正极连接区(120)设置于相邻两个所述负极柱(110)之间。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，

所述顶盖(100)长度方向的首端和/或尾端的所述负极柱(110)的外侧设置有所述正极连接区(120)。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，

多个所述负极柱(110)沿所述顶盖(100)的长度方向等间距设置，多个所述正极连接区(120)沿所述顶盖(100)的长度方向等间距设置；对应的，多个所述正极耳束(210)沿所述电芯(200)的长度方向等间距设置，多个所述负极耳束(220)沿所述电芯(200)的长度方向等间距设置。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，

所述正极耳束(210)和所述负极耳束(220)均通过揉平/抚平工艺在顶部位于同一高度。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，

多个所述正极耳束(210)与所述顶盖(100)连接形成正极柱，所述正极柱和所述负极柱(110)在靠近所述电芯(200)一侧的底面基本位于同一水平面。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，

所述负极柱(110)与所述顶盖(100)之间通过纳米注塑工艺绝缘处理，所述负极柱(110)沿所述顶盖(100)的周向设置有绝缘密封区(130)。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，

所述电芯(200)设置有正极集流体(230)和负极集流体(240)，所述正极集流体(230)模切形成所述正极耳束(210)，所述负极集流体(240)模切形成所述负极耳束(220)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池，其特征在于，

所述电池包括多个所述电芯(200)，多个所述电芯(200)沿宽度方向排布，多个所述电芯(200)的长度均相同。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，

多个所述电芯(200)沿宽度方向的多个正极耳束(210)位于同一直线，多个所述电芯(200)沿宽度方向的多个负极耳束(220)位于同一直线。