CN220821859U - 一种电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池，包括极片以及电极输出端，极片包括复合集流体，复合集流体包括极耳，极耳与电极输出端以电阻焊方式焊接以形成焊接区，极耳未与电极输出端焊接的区域为第一非焊接区，焊接区与第一非焊接区连接，二者交接处为连接处；焊接区远离电极输出端的一侧设有加强层，加强层在极耳上的投影至少部分与连接处重叠，加强层用于在焊接区与电极输出端焊接后加强连接处的强度。本实用新型的加强层可以对极耳与极柱通过电阻焊焊接后的焊印进行加强，防止极耳自焊印周围撕裂、脱落，起到保护极耳的作用。

Description

一种电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池。

背景技术

目前，电池内的极片包括复合集流体，复合集流体包括导电层、基材层及导电层，具有高度的安全性，但是，复合集流体的基材层两侧的导电层不是导通的，无法保障电池的正常使用。

现有技术中采用在复合集流体上设置导电带，导电带将基材层两侧的导电层导通，各个极片通过导电带实现电流输出。但是，由于各个极片上都需要设置导电带，占据了电池内较多的空间，不能更大程度地提高电池的能量密度。

因此，亟需要一种电池来克服上述的缺陷。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型的目的是提供一种电池，其通过电阻焊的焊接方式将复合集流体内的基材层两侧的导电层导通、保证各个极片与电极输出端的焊接强度，同时设置加强层用于防止极耳自焊接区周围撕裂、脱落。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种电池，包括极片以及电极输出端，极片包括复合集流体，复合集流体包括极耳，极耳与电极输出端以电阻焊方式焊接以形成焊接区，极耳未与电极输出端焊接的区域为第一非焊接区，焊接区与第一非焊接区连接，二者交接处为连接处；焊接区远离电极输出端的一侧设有加强层，加强层在极耳上的投影至少部分与连接处重叠，加强层用于在焊接区与电极输出端焊接后加强连接处的强度。

综上所述，本实用新型提供的一种电池具有如下技术效果：

1)复合集流体内基材层两侧的导电层能够相互导通；

2)提高了各个极片与电极输出端的连接强度，防止远离电极输出端的极片与电极输出端连接失效；

3)加强了极耳的强度，防止极耳自焊印周围撕裂、脱落。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电池的俯视图；

图3为图2中A-A处的剖面结构图；

图4为图3所示的A部局部放大图；

图5为本实用新型实施例的极片的结构示意图；

图6为图5的另一视图；

图7为本实用新型实施例的电极输出端的结构示意图。

其中，附图标记含义如下：

1、电池；10、盖板；110、凸出部；111、焊接盘；11、电极输出端；12、极片；13、复合集流体；14、主体部；140、活性物质层；15、极耳；16、焊接区；17、第一非焊接区；18、基材层；19、导电层；2、加强层；20、壳体；21、盖板组件；22、焊印。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

参阅图1和图2，本实用新型公开了一种电池1；具体的，参阅图3以及图4，电池1包括极片12以及电极输出端11，其中，极片12包括复合集流体13，并且复合集流体13包括极耳15，极耳15与电极输出端11以电阻焊方式焊接以形成焊接区16，并且极耳15上未与电极输出端焊接11的区域形成为第一非焊接区17，焊接区16与第一非焊接区17连接，二者交接处为连接处。在本申请中，焊接区16远离电极输出端11的一侧设有加强层2，加强层2在极耳15上的投影至少部分与连接处重叠，加强层2用于在极耳15与电极输出端11焊接后加强连接处的强度。

需要说明的是，本实用新型的电池1还包括壳体20以及封盖于壳体20开口处的盖板10，多层极片12叠置在壳体20内部，极耳15设置在壳体20内的端部，盖板10对应极耳15所在的端部上设有盖板组件21；电极输出端11穿插过盖板组件21并与极耳15电性连接，以向电池1外部输出电流。

更具体的，极片12的具体结构如图5以及图6所示，极片12包括复合集流体13，复合集流体13由导电层19、基材层18与导电层19依次叠置形成，复合集流体13上设有主体部14以及极耳15，主体部14的两侧涂覆有活性物质层140，极耳15的两侧不涂覆活性物质层140。其中，导电层19可以为金属箔材；复合集流体13的基材层18由高分子聚合物构成，不具有导电性，因此基材层18两侧的导电层19之间不导通。

在此结构基础上，电极输出端11靠近极耳15的端部还设有焊接盘111，焊接盘111用于与极耳15焊接。在使用本实用新型的电池1时，在进行电阻焊焊接时，可以将极耳15的一侧朝向电极输出端11，并且将极耳15背向焊接盘111的一侧与加强层2或者加压件抵靠，加强层2的另一侧与加压件抵靠。

首先，加压件对极耳15施加压力以使极耳15与电极输出端11压紧，然后对电极输出端11与极耳15进行加热，以使复合集流体13中的高分子基材层18熔融并被挤出，基材层18两侧面的导电层19由此可相互接触导通。最后对电极输出端11和极耳15进行通电，此时由于不导电的基材层18已被挤出，故电流可以流经电极输出端11以及极耳15并使两者接触的位置因电阻热发热，从而将极耳15的导电层19加热至发生熔融，多层极耳15的导电层19与凸出部110熔融后连接以完成焊接。

其中，电极输出端11可以是极柱，极柱通过电阻焊的方式与极耳15焊接，并用于输出极片12的电流。此外，电极输出端11还可以是转接片与极柱，转接片分别与极柱和极耳15焊接，以实现极耳15与极柱之间导通。

需要说明的是，在现有技术中，通过在极片12上设置导电带，导电带连接复合集流体13两侧的导电层19，以使复合集流体13两侧的导电层19导通并与极柱电连接。在本实用新型中，通过电阻焊的焊接方式直接将复合集流体13两侧的导电层19导通，省去了现有技术中的导电带的使用，能够进一步提高电池1能量密度。

但是，在电阻焊焊接的过程中会产生大量热量，这些热量会使焊接区16周围的基材层18软化变形，从而降低极耳15的强度，导致极耳15容易自焊接区16周围撕裂、脱落，尤其是远离电极输出端11的极耳15，其焊接区16没有焊接盘111的约束，更容易发生脱落。

因此，本实用新型通过在极耳15远离电极输出端11的一侧设置加强层2，在对极耳15与极柱进行电阻焊焊接后，加强层2能够至少部分覆盖于焊接区16与第一非焊接区17的连接处，从而加强连接处的强度，并对焊接区16周围的基材层18起到限位作用，减少电池1震动对此处的拉扯，从而降低极耳15自焊接区16周围撕裂的风险。

进一步地，极片12设有多个，多个极片12沿一堆叠方向堆叠，电极输出端11设置在堆叠方向的一端并与多个极片12的极耳15焊接。其中，加强层2设置在远离电极输出端11的极耳15上，并且设置于该极耳15远离电极输出端11的一侧。

在此结构基础上，在焊接时，将多个极片12的极耳15叠置后放置至电极输出端11的焊接盘111下，极耳15的叠置方向上远离电极输出端11的一端设有加强层2或者加压件，多层极耳15在加压件的压持下与焊接盘111贴合，电流流经焊接盘111与极耳15产生的电阻热效应将各层极耳15的接触位置加热到熔化，各层极耳15的导电层19相互熔融并导通。

如此，各层极片12的电流汇集到极耳15上，由于各层极耳15相互导通，因此极片12可通过极耳15向电极输出端11输出电流。本实用新型取消了现有技术中导电带的使用，直接将多个极耳15叠置后通过电阻焊进行焊接，提高了电池1的空间利用率以及能量密度。

其中，加强层2设置在远离电极输出端11的极耳15上，一方面能够对极片12进行限位，当电池1受到颠簸时，由加强层2承受外部载荷，使极耳15与极片12之间的剪切力为0，防止极耳15与极片12撕裂脱落，起到保护极耳15的作用；另一方面，加强层2能够充当散热翅片，加强层2增加了极耳15与空气的接触面积，可以避免热量在焊接区16及周围聚集。此外，加强层2设置在极耳15远离电极输出端11的一侧，由于该侧没有焊接盘111的约束，加强层2设置在此侧能够防止极耳15的最外层箔材自焊接区16周围撕裂或者脱落。

进一步地，加强层2在所述加强层延伸平面上的投影面积为S1，而极耳15与电极输出端11焊接后形成的焊接区16的面积为S2，并且S1/S2的取值范围为2-35。

需要说明的是，该取值范围并非随意设置，其需要考虑电池1的能量密度。

当S1/S2的比值较大时，若S1过大，加强层2在极耳15所在的平面上的投影面积S1较大，即加强层2的体积比较大，如此会占用电池1内较多体积以及重量，导致电池1能量密度下降；且加强层2体积较大的话，在安装时可能会干涉电池1壳体20内的其他组件，造成不良影响。若S2过，则焊接后的连接区域较小，焊接强度难以保证，且电池1在使用过程中的过流面积过小。而当S1/S2的比值较小时，若S1过小，加强层2在极耳15所在的平面上的投影面积S1较小，即加强层2的体积比较小，如此又不便于安装时定位。若S2过大，焊接区域过大需要焊接时的焊接功率很大，对焊接设备的要求较高，生产成本过高。

因此，S1/S2的取值范围设置在2-35之间，既便于安装定位、保证固定效果，又不会占用电池1内的太多空间，有利于提高电池1的能量密度。

进一步地，参阅图4以及图7，电极输出端11朝向极耳15的端面上设有多个凸出部110，参阅图6，极耳15在与电极输出端11焊接后形成的焊接区16内包括多个焊印22，并且多个焊印22与多个凸出部110一一对应；多个焊印22之间彼此间隔设置，多个间隔设置的所述焊印22之间的区域为第二非焊接区。上述的焊接区16的面积为多个焊印22与第二非焊接区的面积之和。

如此，无论电极输出端11朝向极耳15的端面上是否设置凸出部110，焊接区16的面积均为整个焊接区域的整体面积；那么在设置加强层2时，可以以焊接区16的整体面积作为参照，选用体积合适的加强层2，以保证加强层2不占用太多空间。

进一步地，加强层2的厚度的取值范围为5-1000μm。

如果加强层2的厚度设置太薄，那么加强层2自身强度不够，无法保证对焊接区16的加强作用。而加强层2厚度太厚的话，那么会占用电池1内太多体积和重量，造成电池1能量密度下降，失去了使用复合集流体13的优势。因此，加强层2的厚度的取值范围设置在5-1000μm之间，能够保证加强层2对焊接区16的加强作用，并且不占用太多空间。

进一步地，加强层2为金属层，并且金属层与极耳15焊接连接。

在此结构基础上，在装配时，加强层2设置在远离电极输出端11的极耳15上，并设置在极耳15背离电极输出端11的一侧上。在焊接时，由于加强层2为金属层，电流能够流经金属层并产生电阻热效应，该金属层在高温热量下熔化并与极耳15熔融在一起。

其中，金属层可以是金属箔材或者金属片，极耳15在与电极输出端11焊接形成焊接区16的同时，加强层2同时覆盖焊接区16与第一非焊接区17的连接处，有效提高生产效率。此外，由于金属层的强度较强，能够增强连接处及其周围的强度，防止极耳15自焊接区16周围撕裂、脱落。

进一步地，由于极耳15为复合集流体13的一部分，因此极耳15也包括导电层19，并且导电层19内包括金属材质。在本实施例中，金属层的金属种类与导电层19的金属种类一致。

由于极耳15是电流过流组件，如果金属层的金属种类与导电层19的金属种类不一致，那么导电层19与金属层之间容易发生电化学腐蚀；并且不同种类的金属在焊接时会造成两者界面电阻较高，从而导致焊接强度较差。因此，金属层的金属种类与导电层19的金属种类需设置一致，如此在将极耳15与金属层焊接时，金属层可以与导电层19熔融在一起，保证焊接强度。

进一步地，金属层的厚度的取值范围为3-15μm。

其中，金属层为金属箔材，金属层的厚度范围为3-15μm。由于金属层本身的强度较强，因此金属层的厚度无需设置太大，将金属层的厚度设置在3-15μm之间，既可保证金属层对连接处的加强效果，且金属层不占用电池1内太多体积。此外，金属层的厚度设置在3-15μm之间时，金属层仍保留一定的柔韧性，如此，金属层在与极耳15焊接后，不会改变极耳15的弯折能力，保证极耳15在电池1壳体20内可以根据设计需求自由弯折。

此外，当金属层为金属片时，金属片的厚度范围为100-1000μm。

进一步地，加强层2完全覆盖连接处，即加强层2完全覆盖焊接区16与第一非焊接区17的交接处。

在此结构基础上，加强层2围绕焊接区16设置并覆盖焊接区16的周围，加强层2可以从各个方位对焊接区16进行保护。

由于加强层2完全覆盖在焊接区16与第一非焊接区17的连接处，因此当焊接区16周围的基材层18发生软化时，加强层2可以对焊接区16周围起到限位作用，防止极耳15自焊接区16周围撕裂。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池(1)，其特征在于：包括极片(12)以及电极输出端(11)；所述极片(12)包括复合集流体(13)，所述复合集流体(13)包括极耳(15)，所述极耳(15)与所述电极输出端(11)以电阻焊方式焊接以形成焊接区(16)，所述极耳(15)未与所述电极输出端(11)焊接的区域为第一非焊接区(17)，所述焊接区(16)与所述第一非焊接区(17)连接，二者交接处为连接处；所述焊接区(16)远离所述电极输出端(11)的一侧设有加强层(2)，所述加强层(2)在所述极耳(15)上的投影至少部分与所述连接处重叠，所述加强层(2)用于在所述焊接区(16)与所述电极输出端(11)焊接后加强所述连接处的强度。

2.根据权利要求1所述的一种电池(1)，其特征在于：所述极片(12)设有多个，多个所述极片(12)沿一堆叠方向堆叠，所述电极输出端(11)设置于堆叠方向的一端并与多个所述极片(12)的极耳(15)焊接，所述加强层(2)设置在远离所述电极输出端(11)的极耳(15)上，并设置在所述极耳(15)远离所述电极输出端(11)的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种电池(1)，其特征在于：所述加强层(2)在所述加强层延伸平面上的投影面积为S1，所述焊接区(16)的面积为S2，S1/S2的取值范围为2-35。

4.根据权利要求3所述的一种电池(1)，其特征在于：所述电极输出端(11)朝向所述极耳(15)的端面上设有多个凸出部(110)，所述焊接区(16)内包括多个焊印(22)，多个所述焊印(22)与多个所述凸出部(110)一一对应，多个所述焊印(22)之间彼此间隔设置，多个间隔设置的所述焊印之间的区域为第二非焊接区，所述焊接区(16)的面积为多个所述焊印(22)与所述第二非焊接区的面积之和。

5.根据权利要求1或2所述的一种电池(1)，其特征在于：所述加强层(2)的厚度的取值范围为5-1000μm。

6.根据权利要求1或2所述的一种电池(1)，其特征在于：所述加强层(2)为金属层。

7.根据权利要求6所述的一种电池(1)，其特征在于：所述金属层与所述极耳(15)焊接连接。

8.根据权利要求6所述的一种电池(1)，其特征在于：所述极耳(15)包括导电层(19)，所述导电层(19)包括金属材质，所述金属层的金属种类与所述导电层(19)的金属种类一致。

9.根据权利要求6所述的一种电池(1)，其特征在于：所述金属层的厚度的取值范围为3-15μm。

10.根据权利要求1所述的一种电池(1)，其特征在于：所述加强层(2)完全覆盖所述连接处。