CN220138661U - 一种电池电芯结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池电芯结构，适用于电池，包括电芯和设置在所述电芯两侧的填充件；每个所述填充件上都设置有至少一个填充件侧槽；所述电芯包括正极片，隔膜和负极片；所述正极片上设置有至少一个正极通孔；所述负极片上设置有至少一个负极通孔；所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠放设置，所述隔膜设置于所述正极片和所述负极片之间。本申请中注入的电解液可以通过填充件侧槽快速进入正、负极通孔，使电解液从通孔处扩散，达到快速浸润的效果；同时将通孔处气体排出，不会出现气体堆积的问题；在电池化成阶段，电芯内部产生的气体在负压或真空环境中也可以经通孔和填充件侧槽快速排出，从而使电芯在电解液中完全浸润并贴合。

Description

一种电池电芯结构

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种电池电芯结构。

背景技术

随着科技的发展，市场对锂电池的性能和寿命的要求也越来越高，除了极片和原材料质量问题外，电解液在锂电池内部是否充分浸润和均匀分散也尤为重要。这是因为只有电解液充分浸润到正负极片、隔膜中，才能作为均相的锂离子传输介质，若浸润不充分，会使得锂电池在循环的中后期，甚至初期都会发生局部缺少电解液的现象，从而影响锂电池的循环寿命。

现有技术中，为保证较高的能量密度，正负极极片的面密度和压实密度都较高，在电芯浸润时正负极片会发生膨胀，使正负极片间间隙变小，进而使电解液浸润的空间位阻变大，不利于电芯的均匀浸润，而电芯浸润时电解液是由四周向中心扩散，浸润不足时中心可能会出现析锂的问题。一般情况下通过真空注液、高压浸润等方法对电解液的浸润性能有一定提高，但这些方法会提高生产成本和难度。而采用提高静置时间的方法又对生产效率有影响。

专利申请CN2022111587381中通过在正负极片上开通孔的方式，使电解液能经过通孔进行浸润，从而使正负极片能均匀浸润。但通过这种方式在原有极片上开通孔，注液前孔内会有残余气体，而在注液时电解液大量进入使原有气体难以排出，孔内部分体积被气体占据，电解液保有量较少，使浸润效果削弱，同时在化成过程中电芯会存在产气的问题，由于通孔的存在，中心部位产出的气体也会向此处汇聚，若无法排出则会影响后续循环时通孔的保液效果。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电池电芯结构，旨在解决现有的开通孔的电极片在注液时浸润效果不好、注液时进入的气体无法排出从而影响电芯工作的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种电池电芯结构，适用于电池，包括电芯和设置在所述电芯两侧的填充件；每个所述填充件上都设置有至少一个填充件侧槽；所述填充件侧槽设置在所述填充件靠近所述电芯的一面；所述电芯包括正极片，隔膜和负极片；所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠放设置，所述隔膜设置于所述正极片和所述负极片之间；所述正极片上设置有至少一个正极通孔；所述负极片上设置有至少一个负极通孔。

作为优选的实施方式，当所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠放设置时，在所述依次叠放的方向投影，所述负极通孔投影在所述正极通孔投影内，且所述负极通孔投影的边缘与所述正极通孔投影的边缘的距离≥1mm。

作为优选的实施方式，所述填充件侧槽自所述填充件的边缘向所述填充件的中心延伸设置；所述填充件侧槽靠近所述填充件中心的一端分别与所述正极通孔、所述负极通孔正对设置。

作为优选的实施方式，所述填充件侧槽为自所述填充件的边缘向所述填充件的中心斜直延伸设置的凹槽。

作为优选的实施方式，所述填充件侧槽靠近所述填充件中心一端的深度大于所述填充件侧槽靠近所述边缘一端的深度。

作为优选的实施方式，所述正极通孔的面积大于所述负极通孔的面积；当所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠放设置时，所述正极通孔和所述负极通孔相互偏心设置。

作为优选的实施方式，每个所述正极片上的所述正极通孔数量与每个所述负极片上的所述负极通孔数量相等。

作为优选的实施方式，每个所述填充件上的所述填充件侧槽数量与每个所述正极片上的所述正极通孔数量、每个所述负极片上的所述负极通孔数量都相等。

作为优选的实施方式，所述正极通孔和所述负极通孔为圆形通孔、椭圆形通孔或者方形通孔。

作为优选的实施方式，所述正极通孔的孔径为2.5mm～22.0mm，所述负极通孔的孔径为0.5mm～20.0mm。

作为优选的实施方式，所述填充件为聚丙烯填充件、聚苯乙烯填充件、聚氯乙烯填充件或者聚乙烯填充件。

所述正极通孔的面积大于所述负极通孔的面积，可以使得开孔后的所述正极片的面积小于开孔后的所述负极片的面积，保证足够的嵌锂位置。叠片时使所述正极通孔和所述负极通孔相互偏心，以保证一定的机械强度。在所述电芯侧添加所述填充件，将所述填充件侧槽设置在所述填充件靠近电芯的那一面，使得注液时电解液可通过填充件侧槽快速通过所述正极通孔、所述隔膜和所述负极通孔浸润至每一通孔对应的所述正极片和所述负极片，缩短了电解液浸润路径。

本实用新型提出的技术方案中，具有以下有益效果：

本申请提供一种电池电芯结构，注入的电解液可以通过填充件侧槽快速进入正、负极片的通孔位置，使电解液从通孔处扩散，达到快速浸润的效果；同时可将通孔处的气体快速排出，不会出现气体堆积在通孔位置延长浸润时间的问题。在电池化成阶段，电芯内部产生的气体也可以在负压或真空环境中经通孔和填充件侧槽快速排出，从而使电芯在电解液中完全浸润并贴合。

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是本实用新型实施例提供的电芯的纵向剖面结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的填充件靠近电芯的一面的结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的电池电芯结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将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，现有的开通孔的电极片在注液时浸润效果不好、注液时进入的气体无法排出从而影响电芯工作，因此，有必要提供一种电池电芯结构以解决上述问题。

如图1至图3所示，本实用新型提出了一种电池电芯结构，适用于电池，包括电芯100和设置在所述电芯两侧的填充件200(在本申请实施例中，两个填充件200对称设置在电芯100的两侧)；每个所述填充件200上都设置有至少一个填充件侧槽210；所述填充件侧槽210设置在所述填充件200靠近所述电芯100的一面；所述电芯包括正极片110，隔膜120和负极片130；所述正极片110、所述隔膜120和所述负极片130依次叠放设置，所述隔膜120设置于所述正极片110和所述负极片130之间；所述正极片110上设置至少一个正极通孔111；所述负极片130上设置有至少一个负极通孔131。

作为优选的实施方式，当所述正极片110、所述隔膜120和所述负极片130依次叠放设置时，在所述依次叠放的方向(如在本实施例中，依次叠放的方向为自下而上)投影，所述负极通孔131投影在所述正极通孔111投影内，且所述负极通孔131投影的边缘与所述正极通孔111投影的边缘的距离≥1mm。这样，能够进一步有效缩短浸润路径，使电解液从通孔处扩散，达到快速浸润的效果；同时，在浸润时，也可以将通孔处的气体经填充件侧槽210快速排出，防止气体堆积在通孔位置而延长浸润时间。

作为优选的实施方式，所述填充件侧槽210自所述填充件200的边缘向所述填充件200的中心延伸设置；所述填充件侧槽210靠近所述填充件200中心的一端分别与所述正极通孔111、所述负极通孔131正对设置。

通过设置填充件侧槽210并使其靠近填充件200中心的一端分别与正极通孔111、负极通孔131正对设置：在注液时，可以通过填充件侧槽210使电解液快速进入正极通孔111、负极通孔131的位置，进一步有效缩短了浸润路径，使电解液从通孔处扩散，达到快速浸润的效果；同时，在浸润时，也可以将通孔处的气体经填充件侧槽210快速排出，防止气体堆积在通孔位置而延长浸润时间；并且，在化成时，电芯中间的产气可以经由正极通孔111、负极通孔131和填充件侧槽210快速排出，从而使电芯完全浸润和贴合。

作为优选的实施方式，所述填充件侧槽210为自所述填充件200的边缘向所述填充件200的中心斜直延伸设置的凹槽。这样，能够有效缩短了浸润路径，使电解液从通孔处扩散，达到快速浸润的效果。

作为优选的实施方式，所述填充件侧槽210靠近所述填充件200中心一端的深度大于所述填充件侧槽210靠近所述边缘一端的深度。这样，能够有效缩短了浸润路径，使电解液从通孔处扩散，达到快速浸润的效果。

作为优选的实施方式，所述正极通孔111的面积大于所述负极通孔131的面积；这样可以保证电池有足够的嵌锂位置。当所述正极片110、所述隔膜120和所述负极片130依次叠放设置时，所述正极通孔111和所述负极通孔131相互偏心设置，以保证一定的机械强度。

作为优选的实施方式，每个所述正极片110上的所述正极通孔111数量与每个所述负极片130上的所述负极通孔131数量相等。

作为优选的实施方式，每个所述填充件200上的所述填充件侧槽210数量与每个所述正极片110上的所述正极通孔111数量、每个所述负极片130上的所述负极通孔131数量都相等。

作为优选的实施方式，所述正极通孔111、所述负极通孔131为圆形通孔、椭圆形通孔或者方形通孔。具体的，在本实施例中，所述正极通孔111、所述负极通孔131为圆形通孔。在其他实施例中，所述正极通孔111、所述负极通孔131可以为椭圆形通孔或者方形通孔。

作为优选的实施方式，所述正极通孔111的孔径为2.5mm～22.0mm(根据实际使用的需要，可以设置为2.5mm，或者设置为8.5mm，或者设置为15.5mm，或者设置为22.0mm等等)，所述负极通孔131的孔径为0.5mm～20.0mm(根据实际使用的需要，可以设置为0.5mm，或者设置为9.5mm，或者设置为15.5mm，或者设置为20.0mm等等)。

作为优选的实施方式，所述填充件200为聚丙烯填充件、聚苯乙烯填充件、聚氯乙烯填充件或者聚乙烯填充件。具体的，在本实施例中，所述填充件200为聚丙烯填充件。在其他实施例中，所述填充件200也可以为聚苯乙烯填充件、聚氯乙烯填充件或者聚乙烯填充件。

在本申请实施例中，所述电池优选为锂离子电池。

见图1所示，所述正极通孔111的面积大于所述负极通孔131的面积，可以使得开孔后的所述正极片110的面积小于开孔后的所述负极片130的面积，可以保证电池有足够的嵌锂位置。叠片时使所述正极通孔111和所述负极通孔131相互偏心，以保证一定的机械强度。

为了保证排出通孔内气体，所采用的排出气体的通道需要直接延伸至通孔位置，同时此通道也应具备一定的物理强度和对电解液的腐蚀抗性，否则在浸润过程中此通道会被破坏。见图2所示，本实施例采用带有填充件侧槽210的填充件200，将所述填充件侧槽210设置在所述填充件200靠近所述电芯100的那一面，所述填充件侧槽210自所述填充件200的边缘向所述填充件200的中心延伸设置；所述填充件侧槽210靠近所述填充件200中心的一端分别与所述正极通孔111、所述负极通孔131正对设置；所述填充件侧槽210为自所述填充件200的边缘向所述填充件200的中心斜直延伸设置的凹槽；所述填充件侧槽210靠近所述填充件200中心一端的深度大于所述填充件侧槽210靠近所述边缘一端的深度。本实施例对所述电芯注入电解液时，注入的电解液可从填充件侧槽210快速通过所述正极通孔111、所述隔膜120和所述负极通孔131浸润至每一通孔对应的所述正极片110和所述负极片130，缩短了电解液浸润路径。

本实用新型提出的技术方案中，具有以下有益效果：本申请提供一种电池电芯结构，注入的电解液可以通过填充件侧槽快速进入正、负极片的通孔位置，使电解液从通孔处扩散，达到快速浸润的效果；同时可将通孔处的气体快速排出，不会出现气体堆积在通孔位置延长浸润时间的问题。在电池化成阶段，电芯内部产生的气体也可以在负压或真空环境中经通孔和填充件侧槽快速排出，从而使电芯在电解液中完全浸润并贴合。

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较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池电芯结构，适用于电池，其特征在于，包括电芯和设置在所述电芯两侧的填充件；每个所述填充件上都设置有至少一个填充件侧槽；所述填充件侧槽设置在所述填充件靠近所述电芯的一面；所述电芯包括正极片，隔膜和负极片，所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠放设置，所述隔膜设置于所述正极片和所述负极片之间；所述正极片上设置有至少一个正极通孔；所述负极片上设置有至少一个负极通孔。

2.如权利要求1所述的电池电芯结构，其特征在于，当所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠放设置时，在所述依次叠放的方向投影，负极通孔投影在正极通孔投影内，且所述负极通孔投影的边缘与所述正极通孔投影的边缘距离≥1mm。

3.如权利要求1所述的电池电芯结构，其特征在于，所述填充件侧槽自所述填充件的边缘向所述填充件的中心延伸设置；所述填充件侧槽靠近所述填充件中心的一端分别与所述正极通孔、所述负极通孔正对设置。

4.如权利要求3所述的电池电芯结构，其特征在于，所述填充件侧槽为自所述填充件的边缘向所述填充件的中心斜直延伸设置的凹槽。

5.如权利要求3所述的电池电芯结构，其特征在于，所述填充件侧槽靠近所述填充件中心一端的深度大于所述填充件侧槽靠近所述边缘一端的深度。

6.如权利要求1所述的电池电芯结构，其特征在于，所述正极通孔的面积大于所述负极通孔的面积；当所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次叠放设置时，所述正极通孔和所述负极通孔相互偏心设置。

7.如权利要求1所述的电池电芯结构，其特征在于，每个所述正极片上的所述正极通孔数量与每个所述负极片上的所述负极通孔数量相等。

8.如权利要求1所述的电池电芯结构，其特征在于，每个所述填充件上的所述填充件侧槽数量与每个所述正极片上的所述正极通孔数量、每个所述负极片上的所述负极通孔数量都相等。

9.如权利要求1所述的电池电芯结构，其特征在于，所述正极通孔和所述负极通孔为圆形通孔、椭圆形通孔或者方形通孔；

所述正极通孔的孔径为2.5mm～22.0mm，所述负极通孔的孔径为0.5mm～20.0mm。

10.如权利要求1所述的电池电芯结构，其特征在于，所述填充件为聚丙烯填充件、聚苯乙烯填充件、聚氯乙烯填充件或者聚乙烯填充件。