CN113851793A - 一种多极耳电芯、电池及电池制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池技术领域，公开了一种多极耳电芯、电池及电池制作方法。该多极耳电芯包括隔膜和两个极片，两个极片通过隔膜隔开并卷绕形成电芯本体；每个极片均包括焊接极耳、基片和多个连接极耳，基片展开时焊接极耳的两端分别凸出基片以形成焊接部和连接部，基片的一个侧边上沿第二方向间隔设置有多个连接极耳；基片沿第二方向卷绕形成电芯本体后，多个连接极耳和焊接部焊接形成电芯本体的焊接端。该多极耳电芯在不减小焊接面积的情况下，提高了电芯和电池空间的利用率，并且焊接部位稳固牢靠。

Description

一种多极耳电芯、电池及电池制作方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种多极耳电芯、电池及电池制作方法。

背景技术

锂离子电池具有重量轻、安全性能好等优点，故在蓝牙耳机、手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机等移动电子设备以及便携式移动电源等领域的应用已处在垄断地位。同时，锂离子电池也已经在电动摩托车、电动汽车等领域批量应用。

极耳，是锂离子电池产品的一个关键部件。电池包括正极和负极，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，即电池正负两极的极耳是在进行充放电时的接触点。这个接触点并不是电池外表所能看到的铜片，而是电池内部的连接件，用于连接电池外壳上的极柱。极耳一般使用三种材料制得，电池的正极使用铝(Al)材料，负极使用镍(Ni)材料，负极也有铜镀镍(Ni—Cu) 材料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。

多极耳技术的开发不仅大幅度的提升了锂离子电池的充电速度，并且仅在一块电芯内就做到了多路充放电的效果，不会因此带来更高的阻抗，这就能在实现充电功率翻倍的同时，还能降低发热量、电芯损耗。目前的多极耳电芯在卷绕工序后，将正极极耳焊接正极多个连接体，将负极极耳焊接负极多个连接体，导致电芯在焊接区域无法发挥容量，存在空间利用率低的问题；为了提高空间利用率，则需要减小焊接区域尺寸，这样会带来焊接不牢靠的风险，同时会造成电芯阻抗增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多极耳电芯、电池及电池制作方法，该多极耳电芯在不减小焊接面积的情况下，提高了电芯的空间利用率，并且焊接部位稳固牢靠。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个目的在于提供一种多极耳电芯，该多极耳电芯包括隔膜和两个极片，两个极片通过隔膜隔开并卷绕形成电芯本体；极片包括焊接极耳、基片和多个连接极耳，基片展开时，焊接极耳沿第一方向固定于基片上，焊接极耳的两端分别凸出基片以形成焊接部和连接部，连接部用于连接电池外壳；基片的一个侧边上沿第二方向间隔设置有多个连接极耳，基片沿第二方向卷绕形成电芯本体后，多个连接极耳和焊接部焊接形成电芯本体的焊接端；所述第一方向垂直于第二方向。

可选地，焊接部能在卷绕形成电芯本体后与多个连接极耳重叠在一起。

可选地，连接极耳的沿第二方向的尺寸不小于焊接部沿第二方向的尺寸。

可选地，焊接部的沿第一方向的尺寸不大于电芯本体沿第三方向的尺寸，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。

可选地，连接极耳沿第一方向超出基片的尺寸不大于电芯本体沿第三方向的尺寸。

可选地，连接部上套设有极耳胶片。

可选地，两个极片上的连接部位于电芯本体的同一侧且错开设置。

可选地，还包括包覆层，包覆层包覆电芯本体外周壁面和焊接端。

有益效果：该多极耳电芯焊接极耳的两端分别凸出基片以形成焊接部和连接部，连接部用于连接电池外壳，卷绕形成电芯本体后焊接部和多个连接极耳焊接形成电芯本体的焊接端。该多极耳电芯在不减小焊接面积的情况下，提高了电芯空间的利用率，并且焊接部位稳固牢靠。

本发明的另一个目的在于提供一种电池，该电池包括电池外壳和设置于电池外壳内部的如上述任一方案所述的多极耳电芯，上述连接部连接于电池外壳。

本发明的又一个目的在于提供上述一种电池的制作方法，包括如下步骤：

S1.制备上述极片；

S2.卷绕成型多极耳电芯：使用隔膜将两个极片隔开，沿第二方向卷绕极片，使焊接部和多个连接极耳重叠，并将焊接部和多个连接极耳焊接在一起形成电芯的焊接端，得到多极耳电芯；

S3.加工多极耳电芯：裁剪焊接端，使焊接端沿第一方向的尺寸不大于电芯本体沿第三方向的尺寸，将焊接端沿第三方向弯折并贴设于电芯本体的端面，在成型后的电芯本体上贴设包覆层；

S4.制备电池：将加工包覆后的多极耳电芯置于电池外壳内，并将连接部连接于电池外壳，制得电池。

有益效果：本发明提供的电池使用上述的多极耳电芯，在没有减小焊接面积的情况下，提高了电池的空间利用率，增加了电池的能量密度，并且保证了没有增大电池的阻抗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的极片的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的多极耳电芯的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的多极耳电芯包覆成型后的结构示意图。

图中：

100、焊接极耳；110、焊接部；111、正极焊接部；112、负极焊接部；120、连接部；121、正极连接部；122、负极连接部；130、极耳胶片；

200、基片；210、连接极耳；211、正极连接极耳；212、负极连接极耳；

300、活性物质层；

400、电芯本体；410、包覆层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图说明本实施例提供的多极耳电芯的优选实施方式。在本发明中，第一方向为图1中所示的X方向，第二方向为图2中所示的Y方向，第三方向为图2和图3中所示的Z方向。本发明的实施例中，该多极耳电芯为方形卷绕电芯。当然，本领域技术人员可以想到的是，该多极耳电芯还可以是圆柱卷绕电芯。进一步地，还可通过裁切极片，使该多极耳电芯制成叠片式电芯。

参考图1，图1是本实施例提供的极片结构示意图。本实施例提供的多极耳电芯包括隔膜和两个极片，两个极片通过隔膜隔开并卷绕形成电芯本体400；极片包括焊接极耳100、基片200和多个连接极耳210，基片200展开时，焊接极耳100沿第一方向固定于基片200上，第一方向即为基片200的宽度方向，第二方向即为基片200的长度方向；焊接极耳100的两端分别凸出基片200以形成焊接部110和连接部120，连接部120用于连接电池外壳；基片200的一个侧边上，即基片200的一个长边上，沿第二方向间隔设置有多个连接极耳210，基片沿第二方向卷绕形成电芯本体400后，多个连接极耳210和焊接部110焊接形成电芯本体400的焊接端。可选地，焊接极耳100沿第一方向固定于基片200 沿第二方向的一端上。可以理解的是，上述两个极片一个为正极片，另一个为负极片，正负极片上设置有活性物质层300，正负极片间通过隔膜隔开，该隔膜的外周边缘超出极片的外周边缘，以防止极片短路；上述第一方向为基片200 的宽度方向，第二方向为基片200的长度方向，第一方向和第二方向互相垂直。该多极耳电芯在没有减小焊接面积的情况下，提高了电芯的空间利用率，并且使得焊接部位更加稳固牢靠。

可选地，该焊接极耳100和连接极耳210可以是铝制成的极耳，将其用作正极极耳，如果电池使用钛酸锂作为负极时，该铝制极耳也可用作负极极耳。该焊接极耳100和连接极耳210也可是镍制成的极耳，将其用作负极极耳，主要用在数码类小电池上，例如：手机电池、移动电源电池、平板电脑电池、智能传递设备电池等。该焊接极耳100和连接极耳210也可为铜镀镍制成的极耳，用作负极极耳，将其应用于动力电池和高倍率电池。

作为优选地，连接部120上套设有极耳胶片130。极耳胶片130是极耳上绝缘的部分，它的作用是在电池封装时防止金属带与铝塑膜之间发生导通现象，并且封装时通过加热与铝塑膜热熔密封粘合在一起防止漏液。该极耳胶片130 可以为黄胶、白胶或者黑胶胶片。可以想到的是，胶片为软包电池的常规使用，当需要将该电芯制成铝壳电池时，可以将该极耳胶片130替换为绝缘胶纸，具体可以根据电芯的加工需求和加工工艺来选取，本实施例不作具体限制。

作为优选地，焊接部110能在卷绕形成电芯本体400后与多个连接极耳210 重叠在一起。焊接部110与多个连接极耳210在电芯卷绕成型后重叠在一起，可以进一步减少焊接端占用的面积与体积，增加了电芯的空间利用率，同时使得焊接操作更加简单便捷。进一步地，连接极耳210沿第二方向的尺寸不小于焊接部110沿第二方向的尺寸，即连接极耳210的宽度大于或等于焊接部110 的宽度。这样设置的连接极耳210与焊接极耳100，在电芯卷绕成型后，连接极耳210可以完全覆盖焊接部110，防止了连接极耳210与焊接部110的错位，降低了焊接的难度，同时降低了焊接端的阻抗。

请参考图2，图2给出了本实施例中多极耳电芯卷绕成型后的结构示意图。作为优选的实施例，焊接部110沿第一方向的尺寸不大于电芯本体400沿第三方向的尺寸。进一步地，连接极耳210沿第一方向超出基片200的尺寸不大于电芯本体400沿第三方向的尺寸。可以理解的是，第三方向即为电芯本体400 的厚度方向，第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。可以想到的是，上述多极耳电芯是由隔膜隔开的正极片和负极片卷绕成型的，与正负极片对应的焊接极耳100分别为正极焊接极耳和负极焊接极耳，因此焊接部110包括正极焊接部111和负极焊接部112，连接极耳210包括正极连接极耳211和负极连接极耳212，对应的正极焊接端是由多个正极连接极耳211与正极焊接部111焊接形成的，负极焊接端是由多个负极连接极耳212与负极焊接部112焊接形成的。该结构下，正极焊接部111、负极焊接部112、正极连接极耳211以及负极连接极耳212超出基片200的长度均不大于电芯本体400的厚度，使得在将正极焊接端与负极焊接端沿第三方向弯折并贴设于电芯本体400的端面时，正极焊接端和负极焊接端均不会超出电芯本体400的端面边缘，此时就不需要对正极焊接端和负极焊接端进行裁剪。可以想到的是当卷绕成型后，焊接端长度超出电芯本体400的厚度时，需要对焊接端进行剪裁，以使焊接端不超出电芯本体400 的厚度，以此来减小焊接端占据的空间，提升电芯的空间利用率。

进一步地，正极片上的正极连接部121和负极片上的负极连接部122位于电芯本体400的同一侧且错开设置。可以想到的是，卷绕成型后，连接于正极片上的正极连接部121与电池外壳上的正极柱相连接，连接于负极片上的负极连接部122与电池外壳上的负极柱相连接。错开设置的两个连接部120，在空间上不会互相干涉，也就不会互相接触，大大降低了电芯的短路风险。

参考图3，可选地，该多极耳电芯还包括包覆层410，包覆层410包覆电芯本体400外周壁面和焊接端。电芯作为电流输出的核心部件，必须与电池外壳保持绝缘，采用在电芯外包覆一层用于绝缘的包覆层410，该包覆层410可以是高分子保护膜，起到绝缘电芯与电池外壳的作用。

本实施例还提供一种电池，该电池包括电池外壳和设置于电池外壳内部的上述多极耳电芯，上述连接部120连接于电池外壳。可以想到的是，正极连接部121连接于电池外壳上的正极柱，而负极连接部122连接于电池外壳上的负极柱

本实施例还提供上述一种电池的制作方法，包括如下步骤：

S1.制备上述极片；

S2.卷绕成型多极耳电芯：使用隔膜将两个极片隔开，沿第二方向卷绕极片，使焊接部110和多个连接极耳210重叠，并将焊接部110和多个连接极耳210 焊接在一起形成电芯的焊接端，得到多极耳电芯；

S3.加工多极耳电芯：裁剪焊接端，使焊接端沿第一方向的尺寸不大于电芯本体400沿第三方向的尺寸，将焊接端沿第三方向弯折并贴设于电芯本体400 的端面，在成型后的电芯本体400上贴设包覆层410；

S4.制备电池：将加工包覆后的多极耳电芯置于电池外壳内，并将连接部120 连接于电池外壳，制得电池。

本发明实施例提供的电池使用上述的多极耳电芯，提高了电池的空间利用率，并且没有减小焊接面积，保证了没有增大电池的阻抗。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多极耳电芯，包括隔膜和两个极片，两个所述极片通过所述隔膜隔开并卷绕形成电芯本体(400)；其特征在于，

每个所述极片均包括焊接极耳(100)、基片(200)和多个连接极耳(210)，所述基片(200)展开时，所述焊接极耳(100)沿第一方向固定于所述基片(200)上，所述焊接极耳(100)的两端分别伸出所述基片(200)以形成焊接部(110)和连接部(120)，所述连接部(120)用于连接电池外壳；

所述基片(200)的一个侧边上沿第二方向间隔设置有多个所述连接极耳(210)，所述基片(200)沿所述第二方向卷绕形成所述电芯本体(400)后，多个所述连接极耳(210)和所述焊接部(110)焊接形成所述电芯本体(400)的焊接端；所述第一方向垂直于所述第二方向。

2.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，所述焊接部(110)能在卷绕形成所述电芯本体(400)后与多个所述连接极耳(210)重叠在一起。

3.根据权利要求2所述的多极耳电芯，其特征在于，所述连接极耳(210)沿所述第二方向的尺寸不小于所述焊接部(110)沿所述第二方向的尺寸。

4.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，所述焊接部(110)沿所述第一方向的尺寸不大于所述电芯本体(400)沿第三方向的尺寸，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。

5.根据权利要求4所述的多极耳电芯，其特征在于，所述连接极耳(210)凸出所述基片(200)的尺寸不大于所述电芯本体(400)沿第三方向的尺寸。

6.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，所述连接部(120)上套设有极耳胶片(130)。

7.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，两个所述极片上的连接部(120)位于所述电芯本体(400)的同一侧且错开设置。

8.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，还包括包覆层(410)，所述包覆层(410)包覆所述电芯本体(400)外周壁面和所述焊接端。

9.一种电池，其特征在于，包括电池外壳和设置于所述电池外壳内部的如权利要求1-8中任意一项所述的多极耳电芯，所述连接部(120)连接于所述电池外壳。

10.一种如权利要求9所述的电池的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.制备所述极片；

S2.卷绕成型多极耳电芯：使用隔膜将两个所述极片隔开，沿第二方向卷绕所述极片，使所述焊接部(110)和多个所述连接极耳(210)重叠，并将所述焊接部(110)和多个所述连接极耳(210)焊接在一起形成电芯的焊接端，得到所述多极耳电芯；

S3.加工所述多极耳电芯：裁剪所述焊接端，使所述焊接端沿所述第一方向的尺寸不大于所述电芯本体(400)沿第三方向的尺寸，将所述焊接端沿所述第三方向弯折并贴设于所述电芯本体(400)的端面，在成型后的所述电芯本体(400)上贴设包覆层(410)；

S4.制备电池：将加工包覆后的所述多极耳电芯置于所述电池外壳内，并将所述连接部(120)连接于所述电池外壳，制得所述电池。

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