CN219979629U - 一种叠片电芯串联结构及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种叠片电芯串联结构，包括第一电芯和第二电芯；所述第一电芯顶部的一侧设置有第一极耳，所述第一电芯底部设置有第二极耳，所述第一极耳的宽度小于所述第一电芯的宽度的一半；所述第二电芯顶部的一侧设置有第三极耳，所述第二电芯底部设置有第四极耳；所述第三极耳的宽度小于所述第二电芯的宽度的一半；所述第一极耳和所述第三极耳呈中心对称设置，且所述第一极耳与所述第三极耳的极性相反，所述第二极耳与所述第四极耳的极性相反；所述第二极耳与所述第四极耳焊接连接。本申请还提供一种锂离子电池。本申请能够有效提高锂离子电池的工作电压和空间利用率，减少单体电池一致性导致的配组难度，并有效提高电池的整体能量密度。

Description

一种叠片电芯串联结构及锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种叠片电芯串联结构及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有高电压、高比能量、长寿命的特点，在新能源车、储能和便携式电子设备等行业有着广泛的应用。在实际应用中，部分产品需要更高额定工作电压的锂离子电池，现有的三元或磷酸铁锂电池显然不能满足市场使用的需求。因此，一般需要将多个电池串联组合以提高工作电压来满足实际使用的需求。

目前，通常在pack阶段对锂离子电池进行串并联组合，从而提高工作电压和容量。但是，这会增加电池整体生产中的工序，增加连接件等相关辅料的使用，从而使成本增加；同时结构中加入的防火棉等安全材料也会进一步降低电池整体的能量密度。

专利CN212542514U公开了一种双卷芯串联结构锂离子电池，其通过将两个卷芯正负极焊接进行串联而提高工作电压；但是，该结构中，同向需预留3个极耳位，大大限制了集流体大小，不利于过流，同时也增大了短路风险。

专利CN217606882U公开了一种串联式卷绕电芯结构及包含该结构的锂离子电池，其通过将两个卷心正负极铜铝箔焊接进行串联而提高工作电压，解决了单体电池一致性差导致配组后性能表现差的问题，但是，该结构仅适用于卷绕电芯，不能用于叠片电芯，很难满足实际使用的需要。

实用新型内容

基于此，本实用新型实施例提供一种叠片电芯串联结构及锂离子电池，旨在解决现有的叠片电芯电池一致性差、配组难度大、生产工序复杂、电池组空间利用率低、电池能量密度低等技术问题。本申请结构简单，能够有效提高电池的工作电压，电池组的空间利用率较高，电池整体能量密度高，能够很好的满足实际使用的需要。

为实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供一种叠片电芯串联结构，包括第一电芯和第二电芯；

所述第一电芯顶部的一侧设置有第一极耳，所述第一电芯底部设置有第二极耳，所述第一极耳的宽度小于所述第一电芯的宽度的一半；

所述第二电芯顶部的一侧设置有第三极耳，所述第二电芯底部设置有第四极耳；所述第三极耳的宽度小于所述第二电芯的宽度的一半；

所述第一极耳和所述第三极耳呈中心对称设置，且所述第一极耳与所述第三极耳的极性相反，所述第二极耳与所述第四极耳的极性相反；所述第二极耳与所述第四极耳焊接连接。

作为优选的实施方式，所述第二极耳通过焊接带与所述第四极耳焊接连接，能够很好的保证第二极耳与第四极耳的连接；所述焊接带远离焊接面的外表面(非焊接面)设置有绝缘胶层，同时也能有效防止短路的发生。

作为优选的实施方式，所述焊接带为单片焊接带或者为C型焊接带，所述焊接带的厚度为0.05mm～0.3mm。

作为优选的实施方式，所述焊接带为铜带、铝带或者镍带中的一种。

作为优选的实施方式，所述第一极耳与第一极柱连接，所述第三极耳与第二极柱连接。

作为优选的实施方式，所述第一电芯和所述第二电芯均由多片正极片、隔膜和多片负极片叠片组成，所述隔膜呈Z字型包覆于所述正极片与所述负极片之间，且所述第一电芯和所述第二电芯的最外层包覆有所述隔膜。

作为优选的实施方式，所述第一极耳和所述第四极耳均为负极耳，所述第二极耳和所述第三极耳均为正极耳；所述第一极柱为负极柱，所述第二极柱为正极柱。

作为优选的实施方式，所述第一极耳和所述第四极耳均为正极耳，所述第二极耳和所述第三极耳均为负极耳；所述第一极柱为正极柱，所述第二极柱为负极柱。

另一方面，本申请实施例还提供一种锂离子电池，包括顶盖、PP膜、电解液、铝塑壳和所述叠片电芯串联结构，所述PP膜包覆于所述叠片电芯串联结构的外表面上，所述电解液设置于所述叠片电芯串联结构内，所述叠片电芯串联结构设置于所述铝塑壳内，所述顶盖盖合于所述铝塑壳的顶部。

本实用新型通过将两个叠片电芯的正负极耳进行焊接而实现叠片电芯的串联，能够有效提高锂离子电池的工作电压，减少单体电池一致性导致的配组难度，并能够有效减少工序，有效提高电池组的空间利用率，进而有效提高电池的整体能量密度。本申请结构简单，能够有效解决现有的叠片电芯电池一致性差、配组难度大、生产工序复杂、电池组空间利用率低、电池能量密度低等问题，可以作为通用品进行生产和使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的叠片电芯串联结构的结构示意图；

图2为图1的叠片电芯串联结构的底部结构的剖面结构示意图；

图3为图1的叠片电芯串联结构的第一电芯/第二电芯的结构示意图；

图4为本实用新型另一实施例的叠片电芯串联结构的焊接带的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，通常在pack阶段对锂离子电池进行串并联组合，从而提高工作电压和容量。但是，这会增加电池整体生产中的工序，增加连接件等相关辅料的使用，从而使成本增加；同时结构中加入的防火棉等安全材料也会进一步降低电池整体的能量密度。基于此，本实用新型提供一种叠片电芯串联结构及锂离子电池以解决上述技术问题。

具体的，一方面，如图1至图3所示，本实用新型一实施例提供一种叠片电芯串联结构，包括第一电芯10和第二电芯20；

所述第一电芯10顶部的一侧设置有第一极耳11(正极耳)，所述第一电芯10底部设置有第二极耳12(负极耳)，所述第一极耳11的宽度小于所述第一电芯10的宽度的一半；

所述第二电芯20顶部的一侧设置有第三极耳21(负极耳)，所述第二电芯20底部设置有第四极耳22(正极耳)；所述第三极耳21的宽度小于所述第二电芯20的宽度的一半；

所述第一极耳11和所述第三极耳21呈中心对称设置，且所述第一极耳11与所述第三极耳21的极性相反，所述第二极耳12与所述第四极耳22的极性相反；所述第二极耳12与所述第四极耳22焊接连接。

通过将所述第一极耳11和所述第三极耳21呈中心对称设置，并控制所述第一极耳11的宽度小于所述第一电芯10的宽度的一半、所述第三极耳21的宽度小于所述第二电芯20的宽度的一半，能够有效提高锂离子电池的工作电压，减少单体电池一致性导致的配组难度，并能够有效提高电池组的空间利用率，进而有效提高电池的整体能量密度。

作为优选的实施方式，所述第二极耳12通过焊接带30与所述第四极耳22焊接连接，这样，能够很好的保证第二极耳12与第四极耳22的连接，所述焊接带30远离焊接面的外表面设置有绝缘胶层(图中未标识)，同时也能有效防止短路的发生。

作为优选的实施方式，所述焊接带30为单片焊接带或者为C型焊接带(如图4所示)，所述焊接带30的厚度为0.05mm～0.3mm(例如根据实际使用的需要，焊接带的厚度可以为0.05mm，或者为0.2mm，或者为0.3mm等等)。

作为优选的实施方式，所述焊接带30为铜带、铝带或者镍带中的一种。具体的，在本申请实施例中，所述焊接带30为镍带。通过焊接带30，能够很好的保证第二极耳12与第四极耳22的连接，同时也能有效防止短路的发生。

作为优选的实施方式，所述第一极耳11与第一极柱(图中未标识)连接，所述第三极耳21与第二极柱(图中未标识)连接。

作为优选的实施方式，如图3所示，所述第一电芯10和所述第二电芯20均由多片正极片40、隔膜50和多片负极片60叠片组成，所述隔膜50呈Z字型包覆于所述正极片40与所述负极片60之间，且所述第一电芯10和所述第二电芯20的最外层包覆有所述隔膜50。

作为优选的实施方式，在本申请实施例中，所述第一极耳11和所述第四极耳22均为正极耳，所述第二极耳12和所述第三极耳21均为负极耳；所述第一极柱为正极柱，所述第二极柱为负极柱。

可以理解的是，在其他实施例中，作为优选的实施方式，所述第一极耳11和所述第四极耳22均为负极耳，所述第二极耳12和所述第三极耳21均为正极耳；所述第一极柱为负极柱，所述第二极柱为正极柱。

另一方面，本申请实施例还提供一种锂离子电池，包括顶盖、PP膜、电解液、铝塑壳和所述叠片电芯串联结构，所述PP膜包覆于所述叠片电芯串联结构的外表面上，所述电解液设置于所述叠片电芯串联结构内，所述叠片电芯串联结构设置于所述铝塑壳内，所述顶盖盖合于所述铝塑壳的顶部。

本实用新型通过将两个叠片电芯的正负极耳进行焊接而实现叠片电芯的串联，能够有效提高锂离子电池的工作电压，减少单体电池一致性导致的配组难度，并能够有效减少工序，有效提高电池组的空间利用率，进而有效提高电池的整体能量密度。本申请结构简单，能够有效解决现有的叠片电芯电池一致性差、配组难度大、生产工序复杂、电池组空间利用率低、电池能量密度低等问题，可以作为通用品进行生产和使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种叠片电芯串联结构，其特征在于，包括第一电芯和第二电芯；

所述第一电芯顶部的一侧设置有第一极耳，所述第一电芯底部设置有第二极耳，所述第一极耳的宽度小于所述第一电芯的宽度的一半；

所述第二电芯顶部的一侧设置有第三极耳，所述第二电芯底部设置有第四极耳；所述第三极耳的宽度小于所述第二电芯的宽度的一半；

所述第一极耳和所述第三极耳呈中心对称设置，且所述第一极耳与所述第三极耳的极性相反，所述第二极耳与所述第四极耳的极性相反；所述第二极耳与所述第四极耳焊接连接。

2.根据权利要求1所述的叠片电芯串联结构，其特征在于，所述第二极耳通过焊接带与所述第四极耳焊接连接，所述焊接带远离焊接面的外表面设置有绝缘胶层。

3.根据权利要求2所述的叠片电芯串联结构，其特征在于，所述焊接带为单片焊接带或者为C型焊接带，所述焊接带的厚度为0.05mm～0.3mm。

4.根据权利要求3所述的叠片电芯串联结构，其特征在于，所述焊接带为铜带、铝带或者镍带中的一种。

5.根据权利要求1所述的叠片电芯串联结构，其特征在于，所述第一极耳与第一极柱连接，所述第三极耳与第二极柱连接。

6.根据权利要求1所述的叠片电芯串联结构，其特征在于，所述第一电芯和所述第二电芯均由多片正极片、隔膜和多片负极片叠片组成，所述隔膜呈Z字型包覆于所述正极片与所述负极片之间，且所述第一电芯和所述第二电芯的最外层包覆有所述隔膜。

7.根据权利要求5所述的叠片电芯串联结构，其特征在于，所述第一极耳和所述第四极耳均为负极耳，所述第二极耳和所述第三极耳均为正极耳；所述第一极柱为负极柱，所述第二极柱为正极柱。

8.根据权利要求5所述的叠片电芯串联结构，其特征在于，所述第一极耳和所述第四极耳均为正极耳，所述第二极耳和所述第三极耳均为负极耳；所述第一极柱为正极柱，所述第二极柱为负极柱。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括顶盖、PP膜、电解液、铝塑壳和权利要求1至8任一项所述的叠片电芯串联结构，所述PP膜包覆于所述叠片电芯串联结构的外表面上，所述电解液设置于所述叠片电芯串联结构内，所述叠片电芯串联结构设置于所述铝塑壳内，所述顶盖盖合于所述铝塑壳的顶部。