CN221304763U - 叠芯、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种叠芯、电池及用电装置,该叠芯包括隔离膜、至少一个正极片、至少一个负极片和两个转接件;正极片包括两个第一涂层段以及位于两个第一涂层段之间的第一空集流体区;负极片包括两个第二涂层段以及位于两个第二涂层段之间的第二空集流体区;其中,第一空集流体区和第二空集流体区均位于叠芯的端部并分别超过隔离膜,各第一空集流体区远离第一涂层段的一端均与其中一个转接件电连接,各第二空集流体区远离第二涂层段的一端均与另一个转接件电连接。第一空集流体区和第二空集流体区不需要伸出隔离膜较长的距离。此外,第一空集流体区和第二空集流体区与相应的转接件连接时,第一空集流体区和第二空集流体区不容易发生断裂。
Description
技术领域
本申请涉及电池能源技术领域,尤其涉及一种叠芯、电池及用电装置。
背景技术
电池是一种应用广泛的能源装置,利用电池作为能量来源,可以得到稳定的电压和电流,且电池的性能稳定可靠,在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
目前,一些电池采用叠芯,该叠芯包括层叠设置的正极片、负极片以及隔离膜,且正极片和负极片的数量均为多个。在极片涂布制造过程中,正集流体的端部和负集流体的端部均形成有未涂布活性物质层的空集流体段,该空集流体段后续通过裁切形成正极耳/负极耳,正极耳/负极耳均伸出隔离膜,并通过两个正极耳/负极耳可以实现叠芯的充放电。
然而,正极耳/负极耳伸出隔离膜的长度较长,且正极耳/负极耳与相应的转接件连接时容易发生断裂。
实用新型内容
基于此,本申请提供了一种叠芯、电池及用电装置,以解决相关技术中正极耳/负极耳伸出隔离膜的长度较长,且正极耳/负极耳与相应的转接件连接时容易发生断裂的问题。
第一方面,本申请提供一种叠芯,包括隔离膜、至少一个正极片、至少一个负极片和两个转接件;
正极片包括两个第一涂层段以及位于两个第一涂层段之间的第一空集流体区,第一空集流体区为弯折段;
负极片包括两个第二涂层段以及位于两个第二涂层段之间的第二空集流体区,第二空集流体区为弯折段;
其中,第一涂层段与第二涂层段交错堆叠设置,相邻的第一涂层段与第二涂层段之间至少有一层隔离膜;第一空集流体区和第二空集流体区均位于叠芯的端部并超过隔离膜的边缘,各第一空集流体区远离第一涂层段的一端均与其中一个转接件电连接,各第二空集流体区远离第二涂层段的一端均与另一个转接件电连接。
在一种可能的实现方式中,隔离膜具有多个折弯段,多个折弯段将隔离膜分隔为多个隔离段,相邻的第一涂层段和第二涂层段之间至少具有一层隔离段,各折弯段位于叠芯在第一方向上的端部,第一空集流体区和第二空集流体区分别位于叠芯在第二方向上的端部。
在一种可能的实现方式中,在第二方向上,第一空集流体区与隔离膜之间,以及第二空集流体区与隔离膜之间分别具有间隙。
在一种可能的实现方式中,第一空集流体区在正极片长度方向上的尺寸为1mm-14mm;和/或,
第二空集流体区在负极片长度方向上的尺寸为1mm-14mm。
在一种可能的实现方式中,负极片为石墨负极或石墨掺硅负极,第一空集流体区在正极片长度方向上的尺寸大于第二空集流体区在负极片长度方向上的尺寸。
在一种可能的实现方式中,第一空集流体区在正极片宽度方向上的尺寸小于或等于第一涂层段的宽度,第一空集流体区在正极片宽度方向上的尺寸大于或等于4mm;
第二空集流体区在负极片宽度方向上的尺寸小于或等于第二涂层段的宽度,第二空集流体区在负极片宽度方向上的尺寸大于或等于4mm。
在一种可能的实现方式中,在第二方向上,第一空集流体区和第二空集流体区分别位于叠芯相对的两端;或者,
在第二方向上,第一空集流体区和第二空集流体区位于叠芯的同一端,在叠芯的堆叠方向上,第一空集流体区的投影与第二空集流体区的投影之间具有间隔。
在一种可能的实现方式中,多个第一涂层段和多个第二涂层段限定出叠芯本体,第一空集流体区超出叠芯本体的长度为0.5mm-7.5mm,第二空集流体区超出叠芯本体的长度为0.5mm-7.5mm。
在一种可能的实现方式中,转接件包括第一连接段和第二连接段,第一连接段与第一空集流体区或第二空集流体区电连接,第二连接段与第一连接段电连接。
在一种可能的实现方式中,多个第一涂层段和多个第二涂层段限定出叠芯本体,第一连接段的宽度小于或等于叠芯本体的总厚度。
在一种可能的实现方式中,各第一空集流体区均包括远离第一涂层段的第一连接部,第一连接部与相应第一连接段电连接。
在一种可能的实现方式中,正极片的数量为多个,多个第一连接部形成第一转接部,第一转接部与相应第一连接段电连接。
在一种可能的实现方式中,第一转接部形成为平面。
在一种可能的实现方式中,各第二空集流体区均包括远离第二涂层段的第二连接部,第二连接部与相应第一连接段电连接。
在一种可能的实现方式中,负极片的数量为多个,多个第二连接部形成第二转接部,第二转接部与相应第一连接段电连接。
在一种可能的实现方式中,第二转接部形成为平面。
在一种可能的实现方式中,在叠芯的堆叠方向上,叠芯的两端分别为第一涂层段和第二涂层段。
第二方面,本申请还提供一种电池,包括上述的叠芯。
第三方面,本申请还提供一种用电装置,包括上述的电池。
本申请提供的叠芯、电池及用电装置,该叠芯包括隔离膜、至少一个正极片、至少一个负极片和两个转接件。正极片的第一涂层段与负极片的第二涂层段交错堆叠设置,第一涂层段与第二涂层段之间的隔离膜可以避免正极片与负极片之间发生接触短路。第一空集流体区和第二空集流体区均为弯折段,第一空集流体区和第二空集流体区均位于叠芯的端部并分别超过隔离膜。各第一空集流体区远离第一涂层段的一端与其中一个转接件连接,各第二空集流体区远离第二涂层段的一端与另一个转接件连接,叠芯通过两个转接件可以与外部电路电连接,进而实现叠芯的充放电。第一空集流体区和第二空集流体区不需要与相应的转接件之间重叠焊接,从而第一空集流体区和第二空集流体区不需要伸出隔离膜较长的距离,有利于降低叠芯的体积,提高叠芯的能量密度,同时节省叠芯的材料成本。此外,第一空集流体区和第二空集流体区与相应的转接件连接时,由于焊接的对象较薄且可以采用激光焊接的方式,在焊接的过程中不容易拉扯第一空集流体区或第二空集流体区,第一空集流体区和第二空集流体区不容易发生断裂。第一空集流体区和第二空集流体区与相应转接件连接时不需要进行预焊,避免预焊后进行终焊的过程中第一空集流体区和/或第二空集流体区发生断裂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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获得其他的附图。
图1为现有技术中正极片的结构示意图;
图2为现有技术中负极片的结构示意图;
图3为现有技术中叠芯的结构示意图;
图4为图3的侧视图;
图5为图3中A-A向的剖视图;
图6为现有技术中极耳与转接件连接的示意图;
图7为现有技术中极耳与转接件连接在另一视角下的示意图;
图8为本申请实施例提供的叠芯的结构示意图;
图9为图8的侧视图;
图10为图8中B-B向的剖视图;
图11为图8中C-C向的剖视图;
图12为本申请实施例提供的正极片未折叠时的示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种正极片未折叠时的示意图;
图14为图12所示正极片折叠后的正视图;
图15为图14的仰视图;
图16为图14的侧视图;
图17为本申请实施例提供的负极片未折叠时的示意图;
图18为图17所示负极片折叠后的正视图;
图19为图18的仰视图;
图20为图18的侧视图;
图21为本申请实施例提供的第一空集流体区和第二空集流体区分别与转接件连接的示意图;
图22为本申请实施例提供的转接件与第一焊接面连接的示意图。
附图标记说明:
100-隔离膜;110-折弯段;120-隔离段;
200-正极片;210-第一涂层段;220-第一空集流体区;221-第一连接部;230-第一极耳;
300-负极片;310-第二涂层段;320-第二空集流体区;321-第二连接部;330-第二极耳;
400-转接件;410-第一连接段;420-第二连接段;430-焊印;
500-第一焊接面。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请的优选实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。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。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者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申请的限制。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。
现有技术中,如图1-图7所示,叠芯包括正极片200、负极片300以及隔离膜100,正极片200的端部和负极片300的端部均设置有未涂布活性物质层的空集流体区,其中,正极片200的空集流体区为第一极耳230,负极片300的空集流体区为第二极耳330,第一极耳230和第二极耳330均为片状的空白集流体。各第一极耳230和各第二极耳330均伸出隔离膜100,各第一极耳230与一个转接件400连接,各第二极耳330与另一个转接件400连接。然而,第一极耳230和第二极耳330伸出隔离膜100的长度较长,且极耳与相应的转接件400连接时容易发生断裂。
这是因为各第一极耳和各第二极耳需要与相应的转接件重叠焊接,以第一极耳为例,需要保证各第一极耳与相应转接件之间重叠区域的面积以保证第一极耳与转接件之间的连接强度,从而第一极耳需要伸出隔离膜较长的距离,极耳增加了叠芯的体积,降低叠芯的能量密度,同时增加了叠芯的材料成本。当正极片的数量为多个时,多个第一极耳和转接件之间相互重叠,焊接的对象较厚,目前一般采用超声波焊接的方式焊接第一极耳和转接件,焊接时易拉扯第一极耳且需要一定深度的压印以保证第一极耳与转接件之间的连接强度,焊接过程可能导致第一极耳发生断裂,当极耳发生断裂后,相应的极片不能进行充放电,降低了电芯的容量。此外,现有技术中,叠芯在装配的过程中,需要先进行预焊,即需要先将多个第一极耳焊接在一起,将多个第二极耳焊接在一起。在预焊后进行终焊,将焊接在一起的多个第一极耳与其中一个转接件焊接,将焊接在一起的多个第二极耳与另一个转接件焊接。在预焊后进行终焊的过程中,第一极耳和/或第二极耳容易受到拉扯而发生断裂。
鉴于上述问题,本申请实施例提供了一种叠芯、电池及用电装置,该叠芯通过在正极片的中部和负极片的中部设置相应的空集流体区,正极片和负极片在各自的空集流体区处弯折,正极片的空集流体区和负极片的空集流体区位于叠芯的端部并超过隔离膜,空集流体区在远离涂层段的一端与相应转接件电连接。这样,空集流体区不需要与相应的转接件重叠焊接,空集流体区伸出隔离膜的长度可以缩短。焊接对象较薄且可以采用激光焊接的方式连接空集流体区与转接件,焊接时不容易拉扯空集流体区,空集流体区不容易发生断裂。此外,转接件在连接时不需要先进行预焊,避免预焊后进行终焊的过程中空集流体区发生断裂。
以下结合附图对本申请实施例提供的叠芯、电池及用电装置的技术方案进行详细描述。
参照图8-图11所示,本申请实施例提供的叠芯,包括隔离膜100、至少一个正极片200、至少一个负极片300和两个转接件400。正极片200包括两个第一涂层段210以及位于两个第一涂层段210之间的第一空集流体区220,第一空集流体区220为弯折段,以使两个第一涂层段210平行设置。负极片300包括两个第二涂层段310以及位于两个第二涂层段310之间的第二空集流体区320,第二空集流体区320为弯折段,以使两个第二涂层段310平行设置。其中,第一涂层段210与第二涂层段310交错堆叠设置,相邻的第一涂层段210与第二涂层段310之间至少有一层隔离膜100。第一空集流体区220和第二空集流体区320均位于叠芯的端部并分别超过隔离膜100的边缘,各第一空集流体区220远离第一涂层段210的一端均与其中一个转接件400电连接,各第二空集流体区320远离第二涂层段310的一端均与另一个转接件400电连接。
示意性的,正极片200包括正极集流体和分别设置在正极集流体相对两侧上的正极活性物质层。图12示出了,正极集流体在正极片200长度方向上的中部未设置正极活性物质层,从而在正极片200上形成第一空集流体区220以及位于第一空集流体区220相对两侧的两个第一涂层段210。当正极片200在第一空集流体区220位置弯折后,正极片200的结构如图14-图16所示。
负极片300包括负极集流体和分别设置在负极集流体相对两侧上的负极活性物质层。图17示出了,负极集流体在负极片300长度方向上的中部未设置负极活性物质层,从而在负极片300上形成第二空集流体区320以及位于第二空集流体区320相对两侧的两个第二涂层段310。当负极片300在第二空集流体区320位置弯折后,负极片300的结构如图18-图20所示。
本实施例对于正极片200以及负极片300各自的数量并不限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。
可以理解的,第一涂层段210与第二涂层段310交错堆叠后,位于第一涂层段210与第二涂层段310之间的隔离膜100可以避免第一涂层段210与第二涂层段310之间相互接触而发生短路。
值得一提的是,第一空集流体区220和第二空集流体区320弯折后均形成近似的“U”型结构,位于正极片200的两个第一涂层段210之间的隔离膜100的端部伸入U型的第一空集流体区220内部,位于负极片300的两个第二涂层段310之间的隔离膜100的端部伸入U型的第二空集流体区320内部。也即是说,隔离膜100不会阻碍第一空集流体区220和第二空集流体区320分别与相应的转接件400电连接。在一种可能的实现方式中,第一空集流体区220和第二空集流体区320超出隔离膜100的距离可以分别为0-1mm。
在一种可能的实现方式中,转接件400包括片状的连接段,当第一空集流体区220的端部和第二空集流体区320的端部分别和相应转接件400的连接段相抵后,可以通过激光焊接的方式将第一空集流体区220和第二空集流体区320分别与相应转接件400的连接段固定。
本实施例提供的叠芯,其正极片200的第一涂层段210与负极片300的第二涂层段310交错堆叠设置,第一涂层段210与第二涂层段310之间的隔离膜100可以避免正极片200与负极片300之间发生接触短路。第一空集流体区220和第二空集流体区320均为弯折段,第一空集流体区220和第二空集流体区320均位于叠芯的端部并分别超过隔离膜100的边缘。各第一空集流体区220远离第一涂层段210的一端与其中一个转接件400连接,各第二空集流体区320远离第二涂层段310的一端与另一个转接件400连接,叠芯通过两个转接件400可以与外部电路电连接,进而实现叠芯的充放电。这样,第一空集流体区220和第二空集流体区320不需要与相应的转接件400之间重叠焊接,使得第一空集流体区220和第二空集流体区320不需要伸出隔离膜100较长的距离,有利于降低叠芯的体积,提高叠芯的能量密度,同时节省叠芯的材料成本。此外,第一空集流体区220和第二空集流体区320与相应的转接件400连接时,由于焊接的对象较薄且可以采用激光焊接的方式,在焊接的过程中不容易拉扯第一空集流体区220或第二空集流体区320,使得第一空集流体区220和第二空集流体区320不容易发生断裂。第一空集流体区220和第二空集流体区320与相应转接件400连接时不需要进行预焊,避免预焊后进行终焊的过程中第一空集流体区220和/或第二空集流体区320发生断裂。上述设置可以保证保证各极片与转接件400可靠电连接,进而保证了电池的容量。
在一个实施例中,如图8-图11所示,隔离膜100具有多个折弯段110,多个折弯段110将隔离膜100分隔为多个隔离段120。相邻的第一涂层段210和第二涂层段310之间至少具有一层隔离段120,各折弯段110位于叠芯在第一方向上的端部,第一空集流体区220和第二空集流体区320分别位于叠芯在第二方向上的端部。
在此定义第一方向为图8中X轴所指方向,第二方向为图8中Y轴所指方向,其中,第一方向垂直于第二方向。
示意性的,隔离膜100迂回盘绕设置,相邻的两个折弯段110分别位于叠芯相对的两端。可以理解的,第一空集流体区220和第二空集流体区320并未包覆隔离膜100的折弯段110,上述设置有利于缩小第一空集流体区220在正极片200长度方向上的尺寸以及第二空集流体区320在负极片300长度方向上的尺寸,降低叠芯的体积,保证叠芯能量密度的同时缩短正极集流体和负极集流体的长度,节省叠芯的材料成本。
在其他实施例中,第一空集流体区220、第二空集流体区320和折弯段110分别位于叠芯同一方向上的端部。或者,隔离膜100的数量也可以为多个,相邻的第一涂层段210和第二涂层段310之间均设置有至少一个隔离膜100。
在一种可能的实现方式中,在第二方向上,第一空集流体区220与隔离膜100之间,以及第二空集流体区320与隔离膜100之间分别具有间隙。
也即是说,隔离膜100的侧端并未与第一空集流体区220或第二空集流体区320相抵。示例性的,在第二方向上,隔离膜100与第一空集流体区220或第二空集流体区320之间的间隙宽度可以为0.5mm。
此结构,第一空集流体区220或第二空集流体区320与相应的转接件400焊接时,焊接的热量不会传递到隔离膜100,确保第一空集流体区220和第二空集流体区320能够可靠的与相应转接件400焊接,同时,焊接过程产生的热量不会损坏隔离膜100,确保隔离膜100能够可靠隔离第一涂层段210和第二涂层段310。
在一个实施例中,如图12所示,第一空集流体区220在正极片200长度方向上的尺寸L1为1mm-14mm,优选的尺寸范围为5mm-10mm,优选的尺寸可以为6mm、8mm、9mm、10mm。
其中,L1可以根据正极片200、负极片300以及隔离膜100的厚度进行设置,在此不做唯一限定。当L1小于1mm时,当正极片200的其中一个第一涂层段210叠放后,通过弯折第一空集流体区220,无法实现另一个第一涂层段210的顺利叠放。当L1大于14mm时,第一空集流体区220伸出隔离膜100的长度较长,增加了叠芯的材料成本,降低了叠芯的能量密度。
通过上述设置,保证正极片200的两个第一涂层段210能够顺利叠放的同时可以控制第一空集流体区220超出隔离膜100的距离,控制叠芯的材料成本,保证叠芯的能量密度。
如图17所示,第二空集流体区320在负极片300长度方向上的尺寸L2为1mm-14mm。上述设置在保证负极片300的两个第二涂层段310能够顺利叠放的同时控制第二涂层段310超出隔离膜100的距离。
在一种具体的实施方式中,负极片300为石墨负极或石墨掺硅负极。第一空集流体区220在正极片200长度方向上的尺寸L1大于第二空集流体区320在负极片300长度方向上的尺寸L2。
其中,石墨负极为负极片300的负极活性物质层为石墨,石墨掺硅负极为负极片300的负极活性物质层为石墨掺硅。可以理解的,当负极片300为石墨负极或石墨掺硅负极时,第二涂层段310的尺寸大于第一涂层段210的尺寸,且第二涂层段310的边缘超出第一涂层段210。也即是说,在叠芯的堆叠方向上,第一涂层段210的投影位于第二涂层段310的投影内部。
此结构,可以确保正极片200的两个第一涂层段210和负极片300的两个第二涂层段310能够顺利叠放。
在其他实施例中,负极片300也可以为钛酸锂负极,当负极片300为钛酸锂负极时,由于第一涂层段210的尺寸和第二涂层段310的尺寸不确定,从而L1可以大于、等于也可以小于L2,本领域技术人员可以根据需要设置L1与L2之间的关系,在此不做唯一限定。
在一个实施例中,如图12和图13所示,第一空集流体区220在正极片200宽度方向上的尺寸L3小于或等于第一涂层段210的宽度,第一空集流体区220在正极片200宽度方向上的尺寸L3大于或等于4mm,例如为5mm、8mm、10mm、15mm。
当L3小于第一涂层段210的宽度时,在正极片200的宽度方向上,第一空集流体区220可以位于正极片200的中间或边缘位置,在此不做唯一限定。可以理解的,当第一空集流体区220在正极片200宽度方向上超出第一涂层段210时,第一空集流体区220会导致叠芯的宽度增加,降低了叠芯的能量密度。当L3小于4mm时,正极片200的结构强度较弱,工作人员在弯折第一空集流体区220时容易使第一空集流体区220发生断裂,且第一空集流体区220与转接件400之间连接的可靠性难以保证。上述设置可以保证叠芯的能量密度、正极片200的结构强度以及第一空集流体区220与转接件400之间连接的可靠性。
如图17所示,第二空集流体区320在负极片300宽度方向上的尺寸L4小于或等于第二涂层段310的宽度,第二空集流体区320在负极片300宽度方向上的尺寸L4大于或等于4mm。上述设置可以保证叠芯的能量密度、负极片300的结构强度以及第二空集流体区320与转接件400之间连接的可靠性。
在一个具体的实施例中,如图8和图11所示,在第二方向上,第一空集流体区220和第二空集流体区320分别位于叠芯相对的两端。
可以理解的,当第一空集流体区220和第二空集流体区320分别与相应的转接件400连接后,两个转接件400分别位于叠芯的两端。其中,第一空集流体区220的宽度可以与第一涂层段210的宽度相同也可以小于第一涂层段210的宽度,第二空集流体区320的宽度可以与第二涂层段310的宽度相同也可以小于第二涂层段310的宽度。
在另一种可能的实现方式中,在第二方向上,第一空集流体区220和第二空集流体区320位于叠芯的同一端,在叠芯的堆叠方向上,第一空集流体区220的投影与第二空集流体区320的投影之间具有间隔。
可以理解的,当第一空集流体区220和第二空集流体区320分别与相应的转接件400连接后,两个转接件400位于叠芯的同一端。其中,第一空集流体区220的宽度小于第一涂层段210的宽度,第二空集流体区320的宽度小于第二涂层段310的宽度,且第一空集流体区220与第二空集流体区320的宽度之和小于叠芯的宽度。本实施例此处对于第一空集流体区220与第二空集流体区320之间的间隔的宽度并不限制,本领域技术人员可以根据需要进行设置。
通过上述设置可以避免第一空集流体区220与第二空集流体区320之间发生接触短路。
在一个实施例中,如图11所示,多个第一涂层段210和多个第二涂层段310限定出叠芯本体。第一空集流体区220超出叠芯本体的长度H1为0.5mm-7.5mm,例如为1mm、3mm、5mm、7mm,第二空集流体区320超出叠芯本体的长度H2为0.5mm-7.5mm,例如为1mm、3mm、5mm、7mm。
可以理解的,当负极片300为石墨负极或石墨掺硅负极时,H1即为第一空集流体区220远离第一涂层段210的一端与第二涂层段310的端部之间的距离,H2即为第二空集流体区320远离第二涂层段310的一端与第二涂层段310的端部之间的距离。通过上述设置,在第一空集流体区220和第二空集流体区320与相应的转接件400连接时,焊接的热量不容易传递至第一涂层段210和第二涂层段310,确保叠芯的性能,此外,限制第一空集流体区220和第二空集流体区320超出叠芯本体的长度,可以保证叠芯的能量密度。
如图21和图22所示,转接件400包括第一连接段410和第二连接段420,第一连接段410与第一空集流体区220或第二空集流体区320电连接,第二连接段420的延伸方向垂直于第一连接段410的延伸方向并与第一连接段410电连接。
示意性的,第一连接段410和第二连接段420均为片状结构,可以理解的,转接件400为近似的“T”型结构。图21示出了,第二连接段420可以位于第一连接段410的中部,第一连接段410可以通过焊接的方式与第一空集流体区220或第二空集流体区320电连接,在焊接后,第一连接段410位于第二连接段420两侧的位置分别形成有焊印430。在一种可能的实现方式中,可以在金属片的中部开设两条相互平行且具有间隔断开线,弯折两条断开线中间的部分,弯折后的部分即为第二连接段420,金属片的剩余部分即为第一连接段410。
此结构,第一连接段410与第一空集流体区220或第二空集流体区320连接后,第二连接段420可以从电池的壳体中伸出,从而实现电池与外部电路之间的电连接。示意性的,可以在第二连接段420上设置极耳胶以避免转接件400与壳体之间发生短路。
在其他实施例中,转接件400也可以为金属片状结构,该金属片状结构的部分与第一空集流体区220或第二空集流体区320连接。
在一种具体实施方式中,多个第一涂层段210和多个第二涂层段310限定出叠芯本体,第一连接段410的宽度小于或等于叠芯本体的总厚度。
可以理解的,在叠芯的厚度方向上,第一连接段410的边缘不超出叠芯本体。通过上述设置,一方面避免第一连接段410的尺寸过大而造成空间浪费,另一方面,避免第一连接段410增加叠芯的厚度,保证了叠芯的能量密度。
图11、图16、图21和图22示出了,各第一空集流体区220均包括远离第一涂层段210的第一连接部221,第一连接部221与相应第一连接段410电连接。
可以理解的,第一连接部221位于第一空集流体区220远离第一涂层段210的一端。工作人员在连接第一空集流体区220与相应的转接件400时,可以先将转接件400的第一连接段410与第一连接部221背离第一涂层段210的一侧贴紧,通过激光焊接的方式将第一连接段410与第一连接部221固定,以实现第一连接部221与相应第一连接段410电连接。
通过上述设置,便于工作人员将第一空集流体区220与相应的转接件400电连接。
示意性的,如图11、图21和图22所示,正极片200的数量为多个,多个第一连接部221形成第一转接部,第一转接部与相应第一连接段410电连接。
其中,第一转接部位于叠芯的边缘,可以理解的,当正极片200的数量为多个时,各正极片200的第一连接部221与同一转接件400的第一连接段410电连接。
通过上述设置,当叠芯具有多个正极片200,转接件400的第一连接段410能够可靠的与各正极片200的第一连接部221电连接。
在一种具体实施方式中,第一转接部形成为平面。
具体而言,第一连接部221为平行于叠芯厚度方向的片状结构。当叠芯设置有多个正极片200时,各正极片200的第一连接部221位于同一平面上。其中,第一转接部远离隔离膜100的一面形成第一焊接面500,转接件400在连接时,转接件400的第一连接段410贴设在第一焊接面500上并与第一焊接面500固定。图22示出了,当第一连接段410与第一焊接面500固定后,在第一连接段410上位于第二连接段420两侧的位置分别形成有焊印430。
通过上述设置,第一连接段410均能稳定的与各第一连接部221接触,有利于提高第一连接段410与各第一连接部221之间连接的稳定性。
图11和图20-图21所示,各第二空集流体区320均包括远离第二涂层段310的第二连接部321,第二连接部321与相应第一连接段410电连接。
其中,第二连接部321位于第二空集流体区320远离第二涂层段310的一端。工作人员可以通过激光焊接的方式将第二连接部321与转接件400的第一连接段410固定。
通过上述设置,便于工作人员将第二空集流体区320与相应的转接件400电连接。
如图11和图21所示,负极片300的数量为多个,多个第二连接部321形成第二转接部,第二转接部与相应第一连接段410电连接。
示例性的,第二转接部位于叠芯的边缘。当负极片300的数量为多个时,各负极片300的第二转接部与同一转接件400的第一连接段410电连接。此结构,当叠芯具有多个负极片300时,转接件400的第一连接部221能够可靠的与各负极片300的第二连接部321电连接。
示意性的,第二转接部形成为平面。
其中,第二连接部321为平行于叠芯厚度方向的片状结构,多个第二连接部321平齐。第二连接部321背离隔离膜100的一面形成第二焊接面,转接件400在连接时,转接件400的第一连接段410贴设在第二焊接面上并与第二焊接面固定。上述设置使得第一连接段410能够稳定的与各第二连接部321接触,有利于提高第一连接段410与各第二连接部321之间连接的稳定性。
在一种具体实施方式中,如图10和图11所示,在叠芯的堆叠方向上,叠芯的两端分别为第一涂层段210和第二涂层段310。
可以理解的,当多个极片形成叠芯时,分别位于叠芯两端的两个极片的极性不同。
此结构,当电池的电芯包括多个堆叠设置的叠芯时,上述设置可以保证电芯的能量密度,即位于电芯中部的各极片均能得到充分利用。
以下简要介绍本申请提供叠芯的装配过程,以便本领域技术人员能够更好的理解本申请的技术方案。
依次叠放隔离膜100、正极片200的一个第一涂层段210、隔离膜100、负极片300的一个第二涂层段310以及隔离膜100;
弯折正极片200的第一空集流体区220以叠放正极片200的另一个第一涂层段210,再叠放隔离膜100后,弯折负极片300的第二空集流体区320以叠放负极片300的另一个第二涂层段310。
叠放隔离膜100后重复上述叠片动作以使叠芯达到预设的层数。
各正极片200的第一空集流体区220通过上述的叠片动作形成第一焊接面500以供转接件400连接;各负极片300的第二空集流体区320通过上述的叠片动作形成第二焊接面以供转接件400连接。
本申请还提供一种电池,包括上述的叠芯。
示意性的,电池还包括壳体,叠芯安装于壳体的内部。本申请提供的电池,由于采用上述的叠芯,第一空集流体区220和第二空集流体区320伸出隔离膜100的长度较短,电池的材料成本较低且能量密度较高,此外,第一空集流体区220和第二空集流体区320不容易发生断裂,各极片均能与转接件400可靠电连接,保证了电池的容量。
本申请又提供一种用电装置,包括上述的电池。
本申请提供的用电装置,由于其电池的容量可以得到保证,从而可以用电装置的工作时间较长。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (19)
1.一种叠芯,其特征在于,包括隔离膜、至少一个正极片、至少一个负极片和两个转接件;
所述正极片包括两个第一涂层段以及位于两个所述第一涂层段之间的第一空集流体区,所述第一空集流体区为弯折段;
所述负极片包括两个第二涂层段以及位于两个所述第二涂层段之间的第二空集流体区,所述第二空集流体区为弯折段;
其中,所述第一涂层段与所述第二涂层段交错堆叠设置,相邻的所述第一涂层段与所述第二涂层段之间至少有一层所述隔离膜;所述第一空集流体区和所述第二空集流体区均位于所述叠芯的端部并超过所述隔离膜的边缘,各所述第一空集流体区远离所述第一涂层段的一端均与其中一个所述转接件电连接,各所述第二空集流体区远离所述第二涂层段的一端均与另一个所述转接件电连接。
2.根据权利要求1所述的叠芯,其特征在于,所述隔离膜具有多个折弯段,多个所述折弯段将所述隔离膜分隔为多个所述隔离段,相邻的所述第一涂层段和所述第二涂层段之间至少具有一层所述隔离段,各所述折弯段位于所述叠芯在第一方向上的端部,所述第一空集流体区和所述第二空集流体区分别位于所述叠芯在第二方向上的端部。
3.根据权利要求1所述的叠芯,其特征在于,在第二方向上,所述第一空集流体区与所述隔离膜之间,以及所述第二空集流体区与所述隔离膜之间分别具有间隙。
4.根据权利要求1所述的叠芯,其特征在于,所述第一空集流体区在所述正极片长度方向上的尺寸为1mm-14mm;和/或,
所述第二空集流体区在所述负极片长度方向上的尺寸为1mm-14mm。
5.根据权利要求4所述的叠芯,其特征在于,所述负极片为石墨负极或石墨掺硅负极,所述第一空集流体区在所述正极片长度方向上的尺寸大于所述第二空集流体区在所述负极片长度方向上的尺寸。
6.根据权利要求1所述的叠芯,其特征在于,所述第一空集流体区在所述正极片宽度方向上的尺寸小于或等于所述第一涂层段的宽度,所述第一空集流体区在所述正极片宽度方向上的尺寸大于或等于4mm;
所述第二空集流体区在所述负极片宽度方向上的尺寸小于或等于所述第二涂层段的宽度,所述第二空集流体区在所述负极片宽度方向上的尺寸大于或等于4mm。
7.根据权利要求6所述的叠芯,其特征在于,在第二方向上,所述第一空集流体区和所述第二空集流体区分别位于所述叠芯相对的两端;或者,
在第二方向上,所述第一空集流体区和所述第二空集流体区位于所述叠芯的同一端,在所述叠芯的堆叠方向上,所述第一空集流体区的投影与所述第二空集流体区的投影之间具有间隔。
8.根据权利要求1所述的叠芯,其特征在于,多个所述第一涂层段和多个所述第二涂层段限定出叠芯本体,所述第一空集流体区超出所述叠芯本体的长度为0.5mm-7.5mm,所述第二空集流体区超出所述叠芯本体的长度为0.5mm-7.5mm。
9.根据权利要求1所述的叠芯,其特征在于,所述转接件包括第一连接段和第二连接段,所述第一连接段与所述第一空集流体区或所述第二空集流体区电连接,所述第二连接段与所述第一连接段电连接。
10.根据权利要求9所述的叠芯,其特征在于,多个所述第一涂层段和多个所述第二涂层段限定出叠芯本体,所述第一连接段的宽度小于或等于所述叠芯本体的总厚度。
11.根据权利要求9所述的叠芯,其特征在于,各所述第一空集流体区均包括远离所述第一涂层段的第一连接部,所述第一连接部与相应所述第一连接段电连接。
12.根据权利要求11所述的叠芯,其特征在于,所述正极片的数量为多个,多个所述第一连接部形成第一转接部,所述第一转接部与相应所述第一连接段电连接。
13.根据权利要求12所述的叠芯,其特征在于,所述第一转接部形成为平面。
14.根据权利要求9所述的叠芯,其特征在于,各所述第二空集流体区均包括远离所述第二涂层段的第二连接部,所述第二连接部与相应所述第一连接段电连接。
15.根据权利要求14所述的叠芯,其特征在于,所述负极片的数量为多个,多个所述第二连接部形成第二转接部,所述第二转接部与相应所述第一连接段电连接。
16.根据权利要求15所述的叠芯,其特征在于,所述第二转接部形成为平面。
17.根据权利要求1所述的叠芯,其特征在于,在所述叠芯的堆叠方向上,所述叠芯的两端分别为所述第一涂层段和所述第二涂层段。
18.一种电池,其特征在于,包括权利要求1-17中任一项所述的叠芯。
19.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求18所述的电池。
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN221304763U true CN221304763U (zh) | 2024-07-09 |
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