CN220456450U - 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，电芯膜层包括：极片，极片包括位于其卷绕侧边且间隔分布的多片单片极耳，单片极耳用于形成卷芯的单片正极耳或单片负极耳，卷芯的单片正极耳和单片负极耳位于卷芯的同一侧；其中，在同一极片中，沿卷芯孔径向上，单片极耳在极片卷绕方向上的延伸尺寸自靠近卷芯孔一侧向远离卷芯孔一侧依次增大。一方面，该圆柱电池可以形成较大面积的极耳，从而可以提高极耳的过流能力，另一方面，该圆柱电池中的单片极耳具有较大的宽度，单片极耳在圆柱电池生产过程中不易发生意外弯曲。

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，圆柱电池包括有卷芯，卷芯包括正负极片，正极片包括用于形成正极耳的多片单片正极耳，负极片包括用于形成负极耳的多片单片负极耳。然而，圆柱电池在生产制造过程中，单片正极耳和单片负极耳的宽度较小，从而导致单片正极耳和单片负极耳容易意外弯折，进而不利于圆柱电池后续装配。

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单片正极耳和单片负极耳容易意外弯折的技术问题。

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，所述电芯膜层包括：

极片，所述极片包括位于其卷绕侧边且间隔分布的多片单片极耳，所述单片极耳用于形成所述卷芯的单片正极耳或单片负极耳，所述卷芯的单片正极耳和单片负极耳位于所述卷芯的同一侧；

其中，在同一极片中，沿所述卷芯孔径向上，所述单片极耳在所述极片卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔一侧向远离所述卷芯孔一侧依次增大。

本示例性实施例中，所述单片极耳在所述极片卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔一侧向远离所述卷芯孔一侧依次增大。一方面，该圆柱电池中的单片极耳具有较大的宽度，单片极耳在圆柱电池生产过程中不易发生意外弯曲，从而可以提高圆柱电池的装配效率和结构稳定性；另一方面，在卷芯孔径向上尺寸依次增大的多片单片极耳可以形成较大面积的极耳，该设置可以提高极耳的过流能力。

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。上述圆柱电池具有较高的装配效率和结构稳定性，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正极片的结构示意图；

图3为本公开圆柱电池一种示例性实施例中负极片的结构示意图；

图4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、卷芯孔；4、极片；5、单片极耳；21、单片正极耳；22、单片负极耳；41、正极片；42、负极片；51、单片正极耳；52、单片负极耳；61、正极耳；62、负极耳。

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1-4所示，图1为本公开圆柱电池一种示例性实施例的结构示意图，图2为本公开圆柱电池一种示例性实施例中正极片的结构示意图，图3为本公开圆柱电池一种示例性实施例中负极片的结构示意图，图4为本公开圆柱电池一种示例性实施例中卷芯的俯视图。其中，图2为正极片展平后的结构示意图，图3为负极片展平后的结构示意图。

所述圆柱电池可以包括卷芯1，所述卷芯1包括沿卷芯孔2卷绕的电芯膜层，所述电芯膜层包括：极片4，所述极片4包括位于其卷绕侧边且间隔分布的多片单片极耳5，所述单片极耳5用于形成所述卷芯1的单片正极耳51或单片负极耳52，所述卷芯1的单片正极耳51和单片负极耳52位于所述卷芯1的同一侧；其中，在同一所述极片4中，沿所述卷芯孔2径向上，所述单片极耳5在所述极片4卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔2一侧向远离所述卷芯孔2一侧依次增大。

本示例性实施例中，所述单片极耳5在所述极片4卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔2一侧向远离所述卷芯孔2一侧依次增大。一方面，该圆柱电池中的单片极耳5具有较大的宽度，单片极耳5在圆柱电池生产过程中不易发生意外弯曲，从而可以提高圆柱电池的装配效率和结构稳定性；另一方面，在卷芯孔2径向上尺寸依次增大的多片单片极耳5可以形成较大面积的极耳，该设置可以提高极耳的过流能力。

需要说明的是，如图1-4所示，单片极耳5在所述极片4卷绕方向上的延伸尺寸可以理解为，极片4展平后，单片极耳5在极片卷绕侧边延伸方向X上的尺寸。

本示例性实施例中，如图1-4所示，所述圆柱电池包括多片所述极片4，多片所述极片4中可以包括：正极片41、负极片42。位于所述正极片41卷绕侧边411的多片所述单片极耳形成所述单片正极耳51；位于所述负极片42卷绕侧边421的多片所述单片极耳形成所述单片负极耳52。其中，沿所述卷芯孔2径向上，所述单片正极耳51在所述正极片卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔2一侧向远离所述卷芯孔2一侧依次增大；沿所述卷芯孔2径向上，所述单片负极耳52在所述负极片卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔2一侧向远离所述卷芯孔2一侧依次增大。

本示例性实施例中，卷芯孔2沿垂直其延伸方向的截面可以为圆形、椭圆形、多边形等形状，卷芯孔2的径向为卷芯孔2上述截面的形心向上述截面边沿的方向。本示例性实施例中，单片极耳5可以矩形，应该理解的是，在其他示例性实施例中，单片极耳5也可以为梯形、椭圆形等结构。

本示例性实施例中，卷芯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，卷芯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。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。单片正极耳可以由正极集流体部分结构裁剪形成，单片负极耳可以由负极集流体部分结构裁剪形成。本示例性实施例中，所述正集流体可以为铝箔，所述负集流体可以为铜箔。

本示例性实施例中，如图1-4所示，在同一极片4中，沿所述卷芯孔2径向上，最靠近所述卷芯孔2的所述单片极耳5的宽度为L1，最远离所述卷芯孔2的所述单片极耳5的宽度为L2，L1/L2大于等于0.3且小于等于0.5。例如，L1/L2可以等于0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5等。本示例性实施例将L1/L2设置为合适的数值，一方面，L1/L2不会因为过大而导致卷芯外圈中单片极耳5宽度增大不明显；另一方面，L1/L2不会因为过小而导致卷芯外圈中单片极耳5宽度过大，在单片极耳5向卷芯孔2一侧倒伏以组合形成极耳时，卷芯外圈中单片极耳过宽容易在其倒伏时产生褶皱。

本示例性实施例中，如图1-4所示，L1可以为10mm-14mm，例如，L1可以等于10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm等。L2可以为30mm-40mm，例如，L2可以等于30mm、30.5mm、31mm、31.5mm、32mm、32.5mm、33mm、33.5mm、34mm、34.5mm、35mm、35.5mm、36mm、36.5mm、37mm、37.5mm、38mm、38.5mm、39mm、39.5mm、40mm等。

本示例性实施例中，如图1-4所示，在同一极片4中，沿所述卷芯孔2径向上相邻的两所述单片极耳5在所述极片卷绕方向上的延伸尺寸之比大于等于0.8且小于等于0.98。例如，沿所述卷芯孔2径向上相邻的两所述单片极耳5在所述极片卷绕方向上的延伸尺寸之比可以等于0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98等。本示例性实施例将相邻的两所述单片极耳5在所述极片卷绕方向上的延伸尺寸之比设置为合适的数值，一方面，在卷芯孔2径向上，单片极耳可以具有明显的宽度增加；另一方面，最外侧单片极耳也不会因为宽度过大导致其倒伏时产生过多褶皱。

本示例性实施例中，如图1-4所示，多片所述单片正极耳51向所述卷芯孔2一侧倒伏以组合形成正极耳61，多片所述单片负极耳52向所述卷芯孔2一侧倒伏以组合形成负极耳62。本示例性实施例中，正极耳61和负极耳62可以位于卷芯的同一侧，所述正极耳61和所述负极耳62可以沿所述卷芯孔2中心对称设置。本示例性实施例将正极耳61和负极耳62中心对称设置，从而可以在保证正极耳61和负极耳62具有较大过流面积的前提下，降低正极耳61和负极耳62短路的风险。

本示例性实施例中，如图1-4所示，所述极片4可以包括多个沿所述卷芯孔2卷绕的极片圈，设置有单片极耳5的所述极片圈可以包括一个所述单片极耳5。该设置可以极大增加各个极片圈中单片极耳5在极片4卷绕方向上的尺寸。

本示例性实施例中，如图1-4所示，正极片41包括靠近卷芯孔2一侧的卷首端412，当正极片41展平后，靠近卷首端412的相邻两单片正极耳21之间的距离可以小于远离卷首端412的相邻两单片正极耳21之间的距离，例如，图2中S1小于S2。负极片42包括靠近卷芯孔2一侧的卷首端422，当负极片42展平后，靠近卷首端422的相邻两单片负极耳22之间的距离可以小于远离卷首端422的相邻两单片负极耳22之间的距离，例如，图3中S3小于S4。该设置可以使得单片极耳向卷芯孔2一侧倒伏后可以形成扇环形的极耳，例如，单片正极耳21向卷芯孔2一侧倒伏后形成扇环形的正极耳61，单片负极耳22向卷芯孔2一侧倒伏后形成扇环形的负极耳62。扇环形的极耳可以具有较大的面积，从而可以便于极耳和转接片、极柱等结构焊接。

本示例性实施例中，在单片极耳4倒伏、收拢揉平时，在外侧的单片极耳宽度较大，容易发生褶皱，本示例性实施例可以在部分靠外侧的单片极耳4上设置裂缝以减少褶皱，便于单片极耳揉平。

此外，上述关于极片4的特征既可以同时应用于正极片和负极片中，也可以单独应用在正极片或负极片中。

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(2)卷绕的电芯膜层，所述电芯膜层包括：

极片(4)，所述极片(4)包括位于其卷绕侧边且间隔分布的多片单片极耳(5)，所述单片极耳(5)用于形成所述卷芯(1)的单片正极耳(51)或单片负极耳(52)，所述卷芯(1)的单片正极耳(51)和单片负极耳(52)位于所述卷芯(1)的同一侧；

其中，在同一所述极片(4)中，沿所述卷芯孔(2)径向上，所述单片极耳(5)在所述极片(4)卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔(2)一侧向远离所述卷芯孔(2)一侧依次增大。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，在同一极片(4)中，沿所述卷芯孔(2)的径向上，最靠近所述卷芯孔(2)的所述单片极耳(5)的宽度为L1，最远离所述卷芯孔(2)的所述单片极耳(5)的宽度为L2，L1/L2大于等于0.3且小于等于0.5。

3.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，L1为10mm-14mm。

4.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，L2为30mm-40mm。

5.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，在同一极片(4)中，沿所述卷芯孔(2)径向上相邻的两所述单片极耳(5)在所述极片(4)卷绕方向上的延伸尺寸之比大于等于0.8且小于等于0.98。

6.根据权利要求1-5任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池包括多片所述极片(4)，多片所述极片(4)中包括：

正极片(41)，位于所述正极片(41)卷绕侧边的多片所述单片极耳(5)形成所述单片正极耳(51)；

负极片(42)，位于所述负极片(42)卷绕侧边的多片所述单片极耳(5)形成所述单片负极耳(52)；

其中，沿所述卷芯孔(2)径向上，所述单片正极耳(51)在所述正极片(41)卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔(2)一侧向远离所述卷芯孔(2)一侧依次增大；

沿所述卷芯孔(2)径向上，所述单片负极耳(52)在所述负极片(42)卷绕方向上的延伸尺寸自靠近所述卷芯孔(2)一侧向远离所述卷芯孔(2)一侧依次增大。

7.根据权利要求1-5任一项所述的圆柱电池，其特征在于，至少部分所述单片极耳(5)上形成有裂缝。

8.根据权利要求1-5任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述极片(4)包括多个沿所述卷芯孔(2)卷绕的极片圈，设置有所述单片极耳(5)的极片圈包括一个所述单片极耳(5)。

9.根据权利要求1-5任一项所述的圆柱电池，其特征在于，同一所述极片(4)中的多个单片极耳(5)向所述卷芯孔(2)一侧倒伏以组合形成极耳，所述极耳为扇环形。

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。