叠片式电芯及叠片式电池论文和设计-方振华

全文摘要

本实用新型公开了一种叠片式电芯，包括多个叠芯，各叠芯由正极片、隔膜、负极片、隔膜依序叠放形成，正、负极片均呈四边形状；正极片包括第一导电空箔区和第一敷料区，负极片包括第二导电空箔区和第二敷料区，第一、第二导电空箔区分别伸出于隔膜的相对两端；多个第一导电空箔区叠层设置形成正极耳，多个第二导电空箔区叠层设置形成负极耳，正、负极耳分别用于与电池的正、负极端子电性连接。允许正、负极片均通过简单的裁切设备以裁切的方式切出四边形状，而无需为了满足极耳的结构而采用冲切刀模以冲切的方式制作正、负极片，更不用因电池型号的不同而更换不同的冲切刀模，减少了制作电池的设备开支。还提供了一种叠片式电池，包括叠片式电芯。

主设计要求

1.叠片式电芯，其特征在于，包括叠芯，所述叠芯由正极片、隔膜、负极片、隔膜依序叠放形成，所述正极片和负极片均呈四边形状；所述正极片包括第一导电空箔区和第一敷料区，所述第一敷料区上涂覆有电极活性材料，所述负极片包括第二导电空箔区和第二敷料区，所述第二敷料区上涂覆有电极活性材料，所述第一导电空箔区伸出于所述隔膜的一端，所述第二导电空箔区伸出于所述隔膜的另一端；所述叠片式电芯包括多个所述叠芯，多个所述第一导电空箔区叠层设置形成正极耳，多个所述第二导电空箔区叠层设置形成负极耳，多个所述第一导电空箔区的远离所述第二导电空箔区的边缘线相互叠层后形成所述正极耳的第一端面，多个所述第二导电空箔区的远离所述第一导电空箔区的边缘线相互叠层后形成所述负极耳的第二端面。

设计方案

1.叠片式电芯，其特征在于，包括叠芯，所述叠芯由正极片、隔膜、负极片、隔膜依序叠放形成，所述正极片和负极片均呈四边形状；

所述正极片包括第一导电空箔区和第一敷料区，所述第一敷料区上涂覆有电极活性材料，所述负极片包括第二导电空箔区和第二敷料区，所述第二敷料区上涂覆有电极活性材料，所述第一导电空箔区伸出于所述隔膜的一端，所述第二导电空箔区伸出于所述隔膜的另一端；

所述叠片式电芯包括多个所述叠芯，多个所述第一导电空箔区叠层设置形成正极耳，多个所述第二导电空箔区叠层设置形成负极耳，多个所述第一导电空箔区的远离所述第二导电空箔区的边缘线相互叠层后形成所述正极耳的第一端面，多个所述第二导电空箔区的远离所述第一导电空箔区的边缘线相互叠层后形成所述负极耳的第二端面。

2.如权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于：所述第一端面和所述第二端面均为平面。

3.如权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于：所述正极片还包括第一裁切空箔区，所述第一裁切空箔区设于所述第一敷料区与所述正极片的至少一边缘线之间；所述负极片还包括第二裁切空箔区，所述第二裁切空箔区设于所述第二敷料区与所述负极片的至少一边缘线之间。

4.如权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于：所述正极片还包括位于所述第一导电空箔区和第一敷料区之间的绝缘区域，所述绝缘区域上涂覆有绝缘材料。

5.如权利要求1至4任一项所述的叠片式电芯，其特征在于：所述正极片和所述负极片均呈矩形状。

6.叠片式电池，其特征在于，所述叠片式电池包括权利要求1至5任一项所述的叠片式电芯，还包括电池盖板、第一导电连接片和第二导电连接片；所述电池盖板包括正极端子和负极端子；所述第一导电连接片与所述正极端子电性连接，且焊接贴合于所述第一端面，以电性连接于所述正极耳；所述第二导电连接片与所述负极端子电性连接，且焊接贴合于所述第二端面，以电性连接于所述负极耳。

7.如权利要求6所述的叠片式电池，其特征在于：所述第一导电连接片包括相互电性连接的第一连接部和第二连接部，所述第二连接部弯折连接于所述第一连接部的一端，所述第一连接部电性连接于所述正极端子，所述第二连接部与所述第一端面焊接贴合，以与所述正极耳形成电性连接。

8.如权利要求7所述的叠片式电池，其特征在于：所述第一连接部上设置有熔断部，所述熔断部用于断开所述第一导电连接片与所述正极耳的电连接。

9.如权利要求7所述的叠片式电池，其特征在于：所述第一连接部上开设有缺口。

10.如权利要求6至9任一项所述的叠片式电池，其特征在于：所述第二导电连接片包括相互电性连接的第三连接部和第四连接部，所述第四连接部弯折连接于所述第三连接部的一端，所述第三连接部电性连接于所述负极端子，所述第四连接部与所述第二端面焊接贴合，以与所述负极耳形成电性连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电池制作技术领域，尤其涉及一种叠片式电芯和叠片式电池。

背景技术

由若干正极片、隔膜、负极片顺序叠层设置在一起制作而成的电芯称为叠片式电芯，包含这种叠片式电芯的电池被称为叠片式电池，叠片式电芯需要若干极片，现有的极片，一般包括敷料区和空箔区，多个极片的空箔区叠层在一起后作为电芯的极耳，但由于现有极片的空箔区都作为一个单独的凸出结构设置在敷料区的一侧边缘，为了满足极耳的结构要求，极片须通过特定的冲切磨具冲切加工才能够获得较高的加工效率，而一般的冲切磨具不仅结构复杂、价格高昂，不同型号的电池还需要更换不同的冲切磨具，造成电池的生产成本被间接抬高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种叠片式电芯，以解决传统电芯制作成本较高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种叠片式电芯，包括叠芯，所述叠芯由正极片、隔膜、负极片、隔膜依序叠放形成，所述正极片和负极片均呈四边形状；

进一步地，所述第一端面和所述第二端面均为平面。

进一步地，所述正极片还包括第一裁切空箔区，所述第一裁切空箔区设于所述第一敷料区与所述正极片的至少一边缘线之间；所述负极片还包括第二裁切空箔区，所述第二裁切空箔区设于所述第二敷料区与所述负极片的至少一边缘线之间。

进一步地，所述正极片还包括位于所述第一导电空箔区和第一敷料区之间的绝缘区域，所述绝缘区域上涂覆有绝缘材料。

进一步地，所述正极片和所述负极片均呈矩形状。

本实用新型还提供了一种叠片电池，所述叠片式电池包括权利要求1至5任一项所述的叠片式电芯，还包括电池盖板、第一导电连接片和第二导电连接片；所述电池盖板包括正极端子和负极端子；所述第一导电连接片与所述正极端子电性连接，且焊接贴合于所述第一端面，以电性连接于所述正极耳；所述第二导电连接片与所述负极端子电性连接，且焊接贴合于所述第二端面，以电性连接于所述负极耳。

进一步地，所述第一导电连接片包括相互电性连接的第一连接部和第二连接部，所述第二连接部弯折连接于所述第一连接部的一端，所述第一连接部电性连接于所述正极端子，所述第二连接部与所述第一端面焊接贴合，以与所述正极耳形成电性连接。

进一步地，所述第一连接部上设置有熔断部，所述熔断部用于断开所述第一导电连接片与所述正极耳的电连接。

进一步地，所述第一连接部上开设有缺口。

进一步地，所述第二导电连接片包括相互电性连接的第三连接部和第四连接部，所述第四连接部弯折连接于所述第三连接部的一端，所述第三连接部电性连接于所述负极端子，所述第四连接部与所述第二端面焊接贴合，以与所述负极耳形成电性连接。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

本实用新型提供的叠片式电芯，在满足电芯功能需求的基础上，更改了以往空箔区的固有的单独凸出于敷料区的形态，使正极片和负极片能够被设计为四边形，从而允许正极片和负极片均通过简单的裁切设备以裁切的方式定长切出，进而无需像以往为了满足极耳的结构而采用冲切刀模以冲切的方式制作正极片和负极片，更不用因为电池型号的不同而更换不同的冲切刀模，从而大大减少制作电芯的设备开支。

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获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中正极片的结构示意图；

图2为一个实施例中负极片的结构示意图；

图3为一个实施例中正极片的结构示意图；

图4为一个实施例中负极片的结构示意图；

图5为一个实施例中正、负极片以及隔膜的叠层示意图；

图6为一个实施例中叠片式电池的结构示意图；

图7为图6中第一导电连接片的结构示意图；

图8为图6中第二导电连接片的结构示意图。

图中各附图标记为：

10、叠片式电芯；100、叠芯；110、正极片；120、负极片；130、隔膜；111、第一导电空箔区；112、第一敷料区；113、绝缘区域；121、第二导电空箔区；122、第二敷料区；140、正极耳；150、负极耳；141、第一端面；151、第二端面；114、第一裁切空箔区；123、第二裁切空箔区；20、电池盖板；30、第一导电连接片；40、第二导电连接片；21、盖主体；22、正极端子；23、负极端子；31、第一连接部；32、第二连接部；41、第三连接部；44、第四连接部；33、熔断部。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图6，现对本实用新型提供的叠片式电芯10进行说明。所述叠片式电芯10，包括有叠芯100，该叠芯100包括正极片110、负极片120和隔膜130，并按照正极片110、隔膜130、负极片120、隔膜130的顺序叠放形成，其中，正极片110包括第一导电空箔区111和第一敷料区112，负极片120包括第二导电空箔区121和第二敷料区122，在第一敷料区112和第二敷料区122上均涂覆有电极活性材料，并且在叠放的过程中，使第一导电空箔区111和第二导电空箔区121伸出于隔膜130的相对两端，这样，第一导电空箔区111和第二导电空箔区121则可分别用于与电池的正极端子22和负极端子23电性连接，并且，叠片式电芯10设置有多个叠芯100，各个叠芯100层叠设置，并且使各叠芯100的第一导电空箔区111均位于隔膜130的一侧，也即各叠芯100的第二导电空箔区121均位于隔膜130的相对的另一侧，这样，叠层在一起的多个第一导电空箔区111能够一起作为叠片式电芯10的正极耳140，叠层在一起的多个第二导电空箔区121能够一起作为叠片式电芯10的负极耳150，从而无需再在正极片110和负极片120上单独添设凸出的极耳结构；值得一提的是，本实用新型提供的正极片110和负极片120均呈四边形状，优选为呈矩形，从而允许正极片110和负极片120均通过简单的裁切设备以裁切的方式定长切出四边形状，而无需像以往为了满足极耳的结构而采用冲切刀模以冲切的方式制作正极片110和负极片120，更不用因为电池型号的不同而更换不同的冲切刀模，从而大大减少制作担心的设备开支。

进一步地，请一并参阅图1至图6，各叠芯100层叠设置以后，所有第一导电空箔区111的远离第二导电空箔区121的边缘线一起经过揉平加工，形成上述正极耳140的第一端面141，相应地，所有第二导电空箔区121的远离第一导电空箔区111的边缘线一起经过揉平加工，形成上述负极耳150的第二端面151，该第一端面141和第二端面151均呈平面状，如此，该第一平面和第二平面均能以焊接贴合的方式与电池的正极端子22、负极端子23连接并形成电性连接，且平面焊接使结构稳定性和美观性均得以保障，这样制得的叠片式电芯10，也可称为全极耳电芯，相对于以往的全极耳电芯来说，无需占用正极耳140和负极耳150的空箔区的面积来与其他部件实现电连接，从而在正极片110和负极片120尺寸一定的情况下，正极片110和负极片120可以腾出来更多的空间来作为涂设电极活性材料的区域，也即增加第一敷料区112和第二敷料区122的面积，进而使电池的能量密度得以提高，优化了电池性能。同时，本实用新型提供的叠片式电芯10的极耳面积较现有的叠片工艺制作的极片的导电极耳面积大，电池功率性能更好。

优选地，在一实施例中，第一端面141和第二端面151相互平行。从而更方便与其他零部件配合，以制作成形状规范的方形电池。

在一实施例中，请一并参阅图1至图2，正极片110还包括第一裁切空箔区114，该第一裁切空箔区114设置在第一敷料区112和正极片110的边缘线之间，也即，裁切工具裁切的区域并没有涂覆电极活性材料，裁切工具裁切所作用的部位是空箔，如此，相较于传统以模具冲切敷料区的方式，减少了毛刺和粉尘产生的可能。在本实施例中，正极片110呈矩形，正极片110的未设置第一导电空箔区111的三个边缘与第一敷料区112之间均设有第一裁切空箔区114，如此，裁切正极片110的每个边缘均不会裁切到涂覆有电极活性材料的区域，因而能在较大程度上减少毛刺和粉尘产生的可能，进一步提高电池的安全性。

在一实施例中，负极片120还包括第二裁切空箔区123，该第二裁切空箔区123设置在第二敷料区122和负极片120的边缘线之间，也即，裁切工具裁切的区域并没有涂覆电极活性材料，裁切工具裁切所作用的部位是空箔，如此，相较于传统以模具冲切敷料区的方式，减少了毛刺和粉尘产生的可能。在本实施例中，负极片120呈矩形，负极片120的未设置第二导电空箔区121的三个边缘与第二敷料区122之间均设有第二裁切空箔区123，如此，裁切负极片120的每个边缘均不会裁切到涂覆有电极活性材料的区域，因而能在较大程度上减少毛刺和粉尘产生的可能，进一步提高电池的安全性。

当然，在本实用新型的其他实施例中，上述第一裁切空箔区114和第二裁切空箔区123也可以省去，或是数量做一定程度的减少，请参阅图3和图4，此处不作唯一限定。

在一实施例中，正极片110还包括绝缘区域113，绝缘区域113位于第一导电空箔区111和第一敷料区112,之间，绝缘区域113上涂覆有绝缘材料，用于避免在揉平整形的过程中正极片110和负极片120发生接触短路，从而起到安全绝缘的作用，进一步提高绕卷式电池的安全性能，降低报废率。绝缘材料的涂层厚度为0.5～20μm。

请参阅图6至图8，本实用新型还提供一种叠片式电池，所述叠片式电池包括上述叠片式电芯10，并且，该叠片式电池还包括电池盖板20、第一导电连接片30、第二导电连接片40以及电池壳(图未示)，其中，电池盖板20上设置有正极端子22和负极端子23，第一导电连接片30和第二导电连接片40分别与该正极端子22和负极端子23电性连接，且第一导电连接片30与上述第一端面141焊接贴合，并与上述正极耳140形成电性连接，第二导电连接片40与上述第二端面151焊接贴合，并与负极耳150形成电性连接。本实用新型提供的叠片式电池，采用了上述叠片式电芯10而具有上述叠片式电芯10的有益效果。

具体地，电池盖板20还包括盖主体21，正极端子22和负极端子23分别位于盖主体21的相对两端，这里，盖主体21设于叠片式电芯10的一侧，当然，正极端子22和负极端子23在盖主体21上的设置位置也可以根据需求进行适当调整，此处不作唯一限定。可以理解地，正极端子22和负极端子23均为导电件。

在一实施例中，盖主体21大致呈矩形板状，优选为金属件，该盖主体21与电池壳激光焊接相连，并且与正极端子22和负极端子23中的至少一个绝缘连接。具体地，在本实施例中，该盖主体21与正极端子22直接连接，并且通过绝缘件(图未示)与负极端子23连接，也即在盖主体21和负极端子23之间设置有绝缘件(图未示)，另外，电池壳具有一能够容纳叠片式电芯10的腔室，叠片式电芯10设置于该腔室内，且叠片式电芯10的外侧裹附有绝缘膜(图未示)，以防止叠片式电芯10与电池壳电性接触，起到安全绝缘的作用。当然在本实用新型的其他实施例中，该盖主体21和电池壳也可以为非金属件，此处不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图6和图7，第一导电连接片30包括第一连接部31和第二连接部32，第二连接部32弯折连接于第一连接部31的一端，第一连接部31上设置有熔断部33；第一连接部31用于与正极端子22电性连接，第二连接部32用于与正极耳140的第一端面141焊接贴合，以形成电性连接，从而使正极端子22与正极耳140电路导通，熔断部33用于在导通电路中的电流超过额定值时，断开正极端子22与正极耳140之间的电通路，在本实施例中，熔断部33的作用通过在第一连接部31上开设缺口来实现，具体地，在本实施例中，第一连接部31大致呈矩形板状，在其边缘处开设有两缺口，当然也可以省略其中一缺口，使得第一连接部31上临近缺口的部分成为薄弱区，在电流超过额定值时，该第一连接部31上临近缺口的部分即先行熔断，从而及时断开正极耳140与正极端子22的电连接，形成断路保护，避免进一步损失。

在本实用新型的其他实施例中，该熔断部33也可设于第二连接部32上，或连接于第一连接部31与第二连接部32之间，此处不作唯一限定。

在本实用新型的其他实施例中，该熔断部33也可以省略，或通过其他方式实现上述熔断部33的功能，例如，将第一连接部31和第二连接部32通过其他通电材料来连接，并且该通电材料在通过的电流超过一定值时自动熔断即可，此处不作唯一限定。

在一实施例中，第一连接部31、第二连接部32以及熔断部33一体成型，值得一提的是，本实用新型提供的叠片式电池所采用的第一导电连接片30的结构简单易制作，从而节省了成本。

一实施例中，第二连接部32呈平板状，其延伸方向与正极耳140第一端面141的延伸方向平行，如此，即可贴靠于正极耳140的端面，并与其紧密焊接在一起。

进一步地，请一并参阅图6和图8，第二导电连接片40包括第三连接部41和第四连接部44，第四连接部44弯折连接于第三连接部41的一端，第三连接部41用于与负极端子23电性连接，第四连接部44用于与上述负极耳150的第二端面151焊接以形成电性连接，从而使负极端子23与负极耳150电路导通。

在一实施例中，第三连接部41、第四连接部44一体成型，值得一提的是，本实用新型提供的叠片式电池所采用第二导电连接片40的结构简单易制作，从而节省了成本。

一实施例中，第四连接部44呈平板状，其延伸方向与负极耳150的第二端面151的延伸方向平行，如此，即可贴靠于负极耳150的端面，并与其紧密焊接在一起。

一实施例中，第二导电连接片40上还可以设置熔断部33，用于断开第二导电连接片40与负极耳150之间的电连接，起到电流熔断保护的作用。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

设计图

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