CN220065776U - 圆柱电池、电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种圆柱电池、电池装置，圆柱电池包括卷芯，卷芯包括沿卷芯孔卷绕的电芯膜层，卷芯包括：电芯本体、两个极耳，两个极耳连接于电芯本体，两个极耳中包括正极耳和负极耳，正极耳和负极耳连接于电芯本体的同一侧；其中，极耳包括相互连接的主体部和尾部，主体部包括第一侧边，主体部通过第一侧边连接尾部，第一侧边沿直线延伸，且第一侧边所在直线通过卷芯孔的形心；在卷芯孔的径向上，尾部在电芯膜层卷绕方向上的尺寸自靠近卷芯孔一侧向远离卷芯孔一侧由零逐渐变大。该圆柱电池具有较大的极耳面积，较大的极耳面积可以便于散热。

Description

圆柱电池、电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池、电池装置。

背景技术

相关技术中，圆柱电池包括卷芯，卷芯的同一侧可以设置有正极耳和负极耳，正极耳和负极耳一般设置为对称的扇环形。然而，扇环形结构的极耳不易散热。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型提供一种圆柱电池，该圆柱电池能够解决极耳不易散热的技术问题。

所述圆柱电池包括卷芯，所述卷芯包括沿卷芯孔卷绕的电芯膜层，所述卷芯包括：

电芯本体；

两个极耳，连接于电芯本体，两个所述极耳中包括正极耳和负极耳，所述正极耳和所述负极耳连接于所述电芯本体的同一侧；

其中，所述极耳包括相互连接的主体部和尾部，所述主体部包括第一侧边，所述主体部通过所述第一侧边连接所述尾部，所述第一侧边沿直线延伸，且所述第一侧边所在直线通过所述卷芯孔的形心；

在所述卷芯孔的径向上，所述尾部在所述电芯膜层卷绕方向上的尺寸自靠近所述卷芯孔一侧向远离所述卷芯孔一侧由零逐渐变大。

一方面，本实用新型在极耳上增设尾部，尾部可以增加极耳的面积，从而便于极耳散热。另一方面，在所述卷芯孔的径向上，所述尾部在所述电芯膜层卷绕方向上的尺寸自靠近所述卷芯孔一侧向远离所述卷芯孔一侧由零逐渐变大，由于正负极耳在靠近卷芯孔的一侧的间距较小，本实用新型将尾部靠近卷芯孔一侧的尺寸设置的较小，从而该设置可以在满足正负极耳安全间距的前提下极大增加了极耳的面积。

本实用新型还提供一种电池装置，该电池装置包括上述的圆柱电池。上述圆柱电池可以便于极耳散热，该电池装置同样具有较好的安全稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。

其中：

图1为本公开圆柱电池一种示例性实施例中卷芯的结构示意图；

图2为本公开圆柱电池一种示例性实施例中卷芯的俯视图。

附图标记说明：

1、卷芯；2电芯膜层；3、卷芯孔；11、电芯本体；41、主体部、42、尾部；51、第一侧边；52、第二侧边；53、第三侧边；54、第四侧边；121、正极耳；122、负极耳；411、第一主体部；412、第二主体部。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件一个或多个“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本示例性实施例首先提供一种圆柱电池，如图1-2所示，图1为本公开圆柱电池一种示例性实施例中卷芯的结构示意图，图2为本公开圆柱电池一种示例性实施例中卷芯的俯视图。

所述圆柱电池可以包括卷芯1，所述卷芯1包括沿卷芯孔3卷绕的电芯膜层2，所述卷芯1包括：电芯本体11、两个极耳，两个极耳连接于电芯本体11，两个所述极耳中包括正极耳121和负极耳122，所述正极耳121和所述负极耳122连接于所述电芯本体11的同一侧；其中，所述极耳包括相互连接的主体部41和尾部42，所述主体部41包括第一侧边51，所述主体部41通过所述第一侧边51连接所述尾部42，即第一侧边51形成主体部41和尾部42之间的边界线。所述第一侧边51沿直线延伸，且所述第一侧边51所在直线通过所述卷芯孔3的形心；在所述卷芯孔3的径向上，所述尾部42在所述电芯膜层2卷绕方向上的尺寸L自靠近所述卷芯孔3一侧向远离所述卷芯孔3一侧由零逐渐变大。

一方面，本示例性实施例在极耳上增设尾部42，尾部42可以增加极耳的面积，从而便于极耳散热。另一方面，在所述卷芯孔3的径向上，所述尾部42在所述电芯膜层2卷绕方向上的尺寸自靠近所述卷芯孔3一侧向远离所述卷芯孔3一侧由零逐渐变大，由于正负极耳在靠近卷芯孔的一侧间距较小，本示例性实施例将尾部靠近卷芯孔一侧的尺寸设置的较小，该设置可以在满足正负极耳间距的前提下极大增加了极耳的面积。

需要说明的是，由于电芯膜层沿卷芯孔3卷绕，尾部42在所述电芯膜层2卷绕方向上的尺寸L，可以理解为，以卷芯孔3的形心为圆心的圆与尾部42相交的弧线的弧长。

本示例性实施例中，如图1-2所示，所述尾部42可以包括远离所述主体部41的第二侧边52，所述第二侧边52为弧形；在同一所述极耳中，所述第二侧边52上的切线可以位于所述第二侧边52面向所述主体部41的一侧。本示例性实施例将尾部42远离主体部41的一侧设置为内凹结构，该设置可以使得极耳的尾部42和另一极耳之间具有较大的距离，从而可以降低正负极耳短路的风险。

本示例性实施例中，如图1-2所示，所述主体部41包括远离所述尾部42的第三侧边53，所述第三侧边53为弧形；在同一所述极耳中，所述第三侧边53上的切线位于所述第三侧边53远离所述尾部42的一侧。本示例性实施例将主体部41远离尾部42的侧边设置为外凸结构，外凸结构可以进一步增加极耳的面积，从而该设置可以进一步提高极耳的散热效率。

应该理解的是，在其他示例性实施例中，第二侧边52、第三侧边53还可以为其他形状，例如，第二侧边52、第三侧边53可以为直线延伸边。

本示例性实施例中，如图1-2所示，在所述卷芯1的周向上，所述正极耳121的主体部41、所述正极耳121的尾部42、所述负极耳122的主体部41、所述正极耳121的尾部42依次分布。本示例性实施例将正极耳121的尾部42和负极耳的主体部41相邻设置，尾部42的内凹结构和主体部的外凸结构可以相互匹配，该设置可以在满足正负极耳间距的前提下进一步增加了极耳的面积。

本示例性实施例中，如图1-2所示，所述正极耳121和所述负极耳122可以沿所述卷芯孔3的形心中心对称设置。该设置可以使得正极耳121和负极耳122在卷芯周向的两侧均具有较大的间距，从而可以降低正负极耳短路的风险。

本示例性实施例中，如图1-2所示，所述主体部41可以包括：第一主体部411、第二主体部412。所述第一侧边51形成所述第一主体部411的侧边，所述第一主体部411还包括与所述第一侧边51相对设置的第四侧边54；第二主体部412通过所述第四侧边54连接于所述第一主体部411，所述第三侧边53形成所述第二主体部412远离所述第一主体部411的侧边。所述第四侧边54沿直线延伸，所述第四侧边54所在直线通过所述卷芯孔3的形心，且所述第三侧边53和所述第四侧边54远离所述卷芯孔3的一端相连接，第一侧边51和第二侧边52靠近卷芯孔3的一端相互连接。所述第一主体部411可以为扇环形，所述第一主体部411的圆心位于所述卷芯孔3的形心。本示例性实施例在扇环形第一主体部411的基础上增设了尾部42和第二主体部412，尾部42和第二主体部412增加了极耳的面积，从而更有利于极耳散热。

本示例性实施例中，如图1-2所示，所述第一主体部411在所述电芯膜层2卷绕方向上的最大尺寸为S1，所述尾部42在所述电芯膜层2卷绕方向上的最大尺寸为S2，S2/S1大于等于0.2且小于等于0.5。例如，S2/S1可以等于0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5等。本示例性实施例将S2/S1设置为合适的数值大小，一方面，S2/S1不会因为过小而导致极耳面积增加效果不明显；另一方面，S2/S1不会因为过大而导致正负极耳距离过小，正负极耳距离过小容易导致正负极耳短路。

本示例性实施例中，如图1-2所示，所述第一主体部411在所述电芯膜层2卷绕方向上的最大尺寸为S1，所述第二主体部412在所述电芯膜层2卷绕方向上的最大尺寸为S3，S3/S1大于等于0.1且小于等于0.3。例如，S3/S1可以等于0.1、0.15、0.2、0.25、0.3等。本示例性实施例将S3/S1设置为合适的数值大小，一方面，S3/S1不会因为过小而导致极耳面积增加效果不明显；另一方面，S3/S1不会因为过大而导致正负极耳距离过小，正负极耳距离过小容易导致正负极耳短路。

需要说明的是，由于电芯膜层沿卷芯孔3卷绕，第一主体部411在所述电芯膜层2卷绕方向上的最大尺寸，可以理解为，以卷芯孔3的形心为圆心的圆与第一主体部411相交的最长弧线的弧长。同样的，第二主体部412在所述电芯膜层2卷绕方向上的最大尺寸，可以理解为，以卷芯孔3的形心为圆心的圆与第二主体部412相交的最长弧线的弧长。

本示例性实施例中，如图1-2所示，在所述卷芯1中同一电芯圈的卷绕方向上，所述尾部42的尺寸L1小于所述主体部41的尺寸L2。由于电芯膜层沿卷芯孔3卷绕，同一电芯圈的卷绕方向可以理解为同一圆的圆周方向，该圆的圆心为卷芯孔的形心，且该圆位于极耳所在平面。

本示例性实施例中，电芯膜层可以包括正极片和负极片，电芯膜层中正极片可以包括正极集流体和位于正极集流体至少一侧的正极活性材料层，电芯膜层中负极片可以包括负极集流体和位于负极集流体至少一侧的负极活性材料层。例如，锂离子电池的正极活性材料可以为锂钴酸、锂铁磷酸等。负极活性材料可以为石墨等。正集流体可以为铝箔，负集流体可以为铜箔。在充电时，锂离子从正极活性材料中脱离，通过电解质移动到负极活性材料中，锂离子被嵌入到碳材料的层间空隙中，完成电池的充电过程。在放电时，锂离子从负极活性材料中脱离，通过电解质移动到正极活性材料中，完成电池的放电过程。本示例性实施例中，电芯本体11为涂覆有活性材料的极片部分，正极集流体的卷绕侧边可以裁剪形成多个单片正极耳，负极集流体的卷绕侧边可以裁剪形成多个单片负极耳，电芯膜层卷绕后，单片正极耳向卷芯孔一侧倒伏以组合形成正极耳，单片负极耳向卷芯孔一侧倒伏以组合形成负极耳。本示例性实施例中，上述极耳的形状可以通过调节单片极耳的宽度以及间距实现。

本示例性实施例还提供一种电池装置，电池装置可以为电池模组或电池包。

电池模组包括多个圆柱电池，电池模组还可以包括端板和侧板，端板和侧板用于固定多个圆柱电池。圆柱电池也可以设置在托板上，以此形成电池模组。

电池包包括多个圆柱电池和箱体，箱体用于固定多个圆柱电池。

需要说明的是，电池包包括圆柱电池，圆柱电池可以为多个，多个圆柱电池设置于箱体内。其中，多个圆柱电池可以形成电池模组后安装于箱体内。或者，多个圆柱电池可以直接设置在箱体内，即无需对多个圆柱电池进行成组，利用箱体对多个圆柱电池进行固定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

本公开中的附图只涉及本公开涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本公开技术方案的精神和范围，均应涵盖在本公开的权利要求的范围当中。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池包括卷芯(1)，所述卷芯(1)包括沿卷芯孔(3)卷绕的电芯膜层(2)，所述卷芯(1)包括：

电芯本体(11)；

两个极耳，连接于所述电芯本体(11)，两个所述极耳中包括正极耳(121)和负极耳(122)，所述正极耳(121)和所述负极耳(122)连接于所述电芯本体(11)的同一侧；

其中，所述极耳包括相互连接的主体部(41)和尾部(42)，所述主体部(41)包括第一侧边(51)，所述主体部(41)通过所述第一侧边(51)连接所述尾部(42)，所述第一侧边(51)沿直线延伸，且所述第一侧边(51)所在直线通过所述卷芯孔(3)的形心；

在所述卷芯孔(3)的径向上，所述尾部(42)在所述电芯膜层(2)卷绕方向上的尺寸(L)自靠近所述卷芯孔(3)一侧向远离所述卷芯孔(3)一侧由零逐渐变大。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述尾部(42)包括远离所述主体部(41)的第二侧边(52)，所述第二侧边(52)为弧形；

在同一所述极耳中，所述第二侧边(52)上的切线位于所述第二侧边(52)面向所述主体部(41)的一侧。

3.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述主体部(41)包括远离所述尾部(42)的第三侧边(53)，所述第三侧边(53)为弧形；

在同一所述极耳中，所述第三侧边(53)上的切线位于所述第三侧边(53)远离所述尾部(42)的一侧。

4.根据权利要求3所述的圆柱电池，其特征在于，所述主体部(41)包括：

第一主体部(411)，所述第一侧边(51)形成所述第一主体部(411)的侧边，所述第一主体部(411)还包括与所述第一侧边(51)相对设置的第四侧边(54)；

第二主体部(412)，通过所述第四侧边(54)连接于所述第一主体部(411)，所述第三侧边(53)形成所述第二主体部(412)远离所述第一主体部(411)的侧边；

其中，所述第四侧边(54)沿直线延伸，所述第四侧边(54)所在直线通过所述卷芯孔(3)的形心，所述第三侧边(53)和所述第四侧边(54)远离所述卷芯孔(3)的一端相连接；

所述尾部(42)包括远离所述主体部(41)的第二侧边(52)，所述第一侧边(51)和所述第二侧边(52)靠近所述卷芯孔(3)的一端相连接；

所述第一主体部(411)为扇环形，所述第一主体部(411)的圆心位于所述卷芯孔(3)的形心。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一主体部(411)在所述电芯膜层(2)卷绕方向上的最大尺寸为S1，所述尾部(42)在所述电芯膜层(2)卷绕方向上的最大尺寸为S2，S2/S1大于等于0.2且小于等于0.5。

6.根据权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一主体部(411)在所述电芯膜层(2)卷绕方向上的最大尺寸为S1，所述第二主体部(412)在所述电芯膜层(2)卷绕方向上的最大尺寸为S3，S3/S1大于等于0.1且小于等于0.3。

7.根据权利要求1-6任一项所述的圆柱电池，其特征在于，在所述卷芯(1)的周向上，所述正极耳(121)的主体部(41)、所述正极耳(121)的尾部(42)、所述负极耳(122)的主体部(41)、所述正极耳(121)的尾部(42)依次分布。

8.根据权利要求1-6任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述正极耳(121)和所述负极耳(122)沿所述卷芯孔(3)的形心中心对称设置。

9.根据权利要求1-6任一项所述的圆柱电池，其特征在于，在所述卷芯(1)中同一电芯圈的卷绕方向上，所述尾部(42)的尺寸(L1)小于所述主体部(41)的尺寸(L2)。

10.一种电池装置，其特征在于，所述电池装置包括权利要求1-9任一项所述的圆柱电池。