层叠式电芯及软包电池的制作方法

[0001]
本实用新型属于电池技术领域，更具体地说，是涉及一种层叠式电芯及软包电池。


背景技术：

[0002]
锂离子电池的裸电芯有层叠式和卷绕式结构，层叠式就是将正极片、隔膜和负极极片交错叠置在一起或者将负极片、隔膜和正极片交错叠置在一起制备成电芯，然后将电芯装入到电池外壳中制成电池。由于层叠式结构的电池可以适合各种型号和容量电池的生产，因此层叠式结构的电池在锂离子电池技术领域被广泛应用。层叠式锂离子电池通常是由n(n为正整数)片正极片与n+1片负极片交错叠置，且相邻正极片与负极片之间通过隔膜分隔。虽然正、负极片及隔膜比较薄，但是一个电池往往需要几十片正、负极片和隔膜交错叠置，以形成具有一定厚度的电芯，然后将极片耳部与电池金属导电柄(通常称之为极耳)焊接，以便与外部器件电连接。正因为层叠后的电芯具备一定的厚度，在极片耳部与导电柄焊接时，由于受到焊接模具较大的压力，层叠的极片耳部会向中间层挤压，使极片耳部形成中间凸出的阶梯状结构，再与极耳焊接；焊接后，会将极片耳部凸出的部分剪切，形成平整面。然而，层叠的极片耳部，由中间层到边缘层，各极片耳部到极耳的距离不同，导致各极片耳部的电阻也不相同，且越靠近中间层，极片耳部电阻越小，其通过的电流也越大，相应产生的热量也越大，这会导致热量在中间层聚集，而产生安全隐患。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型实施例的目的在于提供一种层叠式电芯，以解决相关技术中存在的层叠式电芯的极片耳部中间层聚集热量，而产生安全隐患的问题。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：提供一种层叠式电芯，包括交替层叠设置的多层极片与多层隔膜；各极片包括本体和设于本体上的耳部，耳部包括与极耳连接的平板段和调节该耳部内阻以使各耳部内阻相等的调节段，平板段与调节段相连，调节段与本体相连；
[0005]
位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的调节段的内阻依次减小。
[0006]
通过采用上述方案，在各耳部与极耳连接后，可以良好的保证各耳部的内阻相等或相近，进而使各耳部产生热量相近，以防热量在中间层聚集，降低安全隐患，并且由于产生热量更为分散，也可以方便热量散发。
[0007]
在一个可选实施例中，位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的调节段的厚度依次增大。
[0008]
通过采用上述方案，改变各调节段的厚度，以使各耳部在与极耳连接后，达到内阻一致。
[0009]
在一个可选实施例中，调节段的厚度小于所对应的平板段的厚度。
[0010]
通过采用上述方案，可以避免多个调节段层叠后的厚度增大，进而减小占用空间，提升制作层叠式电芯的能量密度。
[0011]
在一个可选实施例中，位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的调节段的宽度依次增大。
[0012]
通过采用上述方案，改变各调节段的宽度，以使各耳部在与极耳连接后，达到内阻一致。
[0013]
在一个可选实施例中，调节段的宽度小于对应的平板段的宽度。
[0014]
通过采用上述方案，可以减少调节段占用空间，提升制作层叠式电芯的能量密度。
[0015]
在一个可选实施例中，调节段弯曲设置；位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的调节段的长度依次减小。
[0016]
通过采用上述方案，将各调节段弯曲设置，可以增大各调节段的长度；而改变各调节段的长度，以使各耳部在与极耳连接后，达到内阻一致；另外，该结构也可以保证各耳部各横截面上导电的一致性，使各耳部长度方向各处产生热量更均匀，以更好避免热量聚集，方便散热。
[0017]
在一个可选实施例中，调节段呈弧形设置，或者调节段呈波浪形设置。
[0018]
通过采用上述方案，可以方便调节各调节段的长度，同时也方便加工制作。
[0019]
在一个可选实施例中，至少位于中间的相邻两层调节段之间填充有散热材料。
[0020]
通过采用上述方案，可以更好的实现散热，避免热量聚集，降低安全隐患。
[0021]
在一个可选实施例中，各耳部还包括平整段，平整段连接本体与调节段。
[0022]
通过采用上述方案，可以保证各耳部与本体良好的过渡连接，并且在制作调节段时，可以避免损坏极片的本体。
[0023]
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种软包电池，包括如上任一实施例的层叠式电芯。
[0024]
本实用新型实施例的软包电池，采用了上述层叠式电芯，可以避免耳部热量聚集，降低安全隐患。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性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。
[0026]
图1为本实用新型实施例一提供的层叠式电芯的结构示意图；
[0027]
图2为本实用新型实施例一提供的极片的结构示意图。
[0028]
图3为本实用新型实施例二提供的极片的结构示意图。
[0029]
图4为本实用新型实施例三提供的极片的结构示意图。
[0030]
图5为本实用新型实施例四提供的极片的结构示意图。
[0031]
图6为本实用新型实施例五提供的极片的结构示意图。
[0032]
图7为本实用新型实施例提供的软包电池的结构示意图。
[0033]
其中，图中各附图主要标记：
[0034]
100-软包电池；
[0035]
10-层叠式电芯；11-隔膜；12-极片；121-负极片；122-正极片；13-本体；14-耳部；
141-平板段；142-调节段；143-平整段；15-散热材料；
[0036]
21-极耳。
具体实施方式
[0037]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0038]
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。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0039]
在本实用新型的描述中，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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0040]
在本实用新型说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本实用新型的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。
[0041]
实施例一：
[0042]
请参阅图1及图2，现对本实用新型实施例一提供的层叠式电芯10进行说明。所述层叠式电芯10，包括多层极片12与多层隔膜11，多层极片12与多层隔膜11交替层叠设置。多层极片12分为正极片122和负极片121，正极片122与负极片121交替设置，并且各隔膜11的两面分别为正极片122与负极片121。各极片12包括本体13和设于本体13上的耳部14，耳部14用于与极耳连接，多层极片12层叠设置指多个极片12的本体13是层叠设置，并且正极片122的耳部层叠设置，负极片121的耳部同样层叠设置，而且正极片122的耳部与负极片121的耳部相互错开，从而各正极片122的耳部与一个极耳连接，以形成电池的正电极；各负极片121的耳部与一个极耳连接，以形成电池的负电极。
[0043]
本实用新型中，层叠设置的耳部14可以是正极片122层叠的耳部，也可以是负极片121层叠的耳部。由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部，可以是正极片12层叠的耳部中：由位于中间层的耳部到位于两边的边缘层耳部，也可以是负极片121层叠的耳部中：由位于中间层的耳部到位于两边的边缘层耳部。
[0044]
耳部14包括平板段141和调节段142，平板段141与调节段142相连，调节段142与本体13相连；平板段141用于与极耳连接，调节段142用于调节该耳部14内阻，从而在各平板段141与极耳连接后，使各耳部14内阻相等，即在各平板段141与极耳连接后，各极片12的本体13到极耳间的耳部14的内阻相等。并且，由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部：各调节段142的内阻依次减小；即位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的调节段142的内阻依次减小。由于各耳部14的平板段141与极耳连接后，各极片12的本体13到极耳间的距离
不同，位于中间层的极片12的本体13到极耳的距离相对较短，其内阻也相对较小，而由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部：各调节段142的内阻依次减小，从而可以实现调节各耳部14的内阻，以使各极片12的耳部14的内阻相等。本实施例中，由于制作、组装、连接等误差，往往会使各调节段142的结构或内阻具有一定的误差或偏差，各耳部14内阻相等是允许各耳部14内阻具有一定的误差或偏差，如可以允许两个耳部14内阻可以有10％的偏差，而非完全数学意义上的完全相等。也就是说，各耳部14内阻相等是指各耳部14的内阻相等或相近。设置调节段142，以将各耳部14内阻保持相等或相近，可以使各耳部14产生热量相近，以防热量在中间层聚集，降低安全隐患，并且由于产生热量更为分散，也可以方便热量散发。
[0045]
本实用新型提供的层叠式电芯10，与现在技术相比，在各耳部14与极耳连接后，可以良好的保证各耳部14的内阻相等或相近，进而使各耳部14产生热量相近，以防热量在中间层聚集，降低安全隐患，并且由于产生热量更为分散，也可以方便热量散发。
[0046]
在一个实施例中，请参阅图1，至少位于中间的相邻两层调节段142之间填充有散热材料15；可以通过散热材料15更好的实现散热，避免热量聚集，降低安全隐患。
[0047]
在一个实施例中，散热材料15可以是微胶囊相变材料、石蜡、导热硅胶、石墨烯等导热材料。
[0048]
在本实施例中，在位于中间的相邻两层调节段142之间填充有散热材料15，以减小调节段142占用的厚度。当然，在一些实施例中，可以在任意相邻两层调节段142之间填充有散热材料15，以更好的进行散热。还有一些实施例中，可以在靠近中间的几层调节段142之间填充散热材料15。
[0049]
在一个实施例中，请参阅图1和图2，调节段142弯曲设置，即从侧面看，调节段142是弯曲的，这样可以方便调节设置调节段142的长度。由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部：各调节段142的长度依次减小；即位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的调节段142的长度依次减小，这样可以增大各调节段142的长度，进而根据调节段142所在耳部14的位置，以调节各调节段142的长度，以通过改变各调节段142的长度，使各耳部14在与极耳连接后，达到内阻一致；另外，该结构也可以保证各耳部14各横截面上导电的一致性，使各耳部14长度方向各处产生热量更均匀，以更好避免热量聚集，方便散热。
[0050]
在一个实施例中，请参阅图1和图2，耳部14的调节段142呈弧形设置，即将各耳部14的调节段142弯曲呈弧形，以方便加工，并且方便确定各调节段142的长度。
[0051]
在一个实施例中，可以将耳部14的调节段142均朝向中间层弯曲。当然，一些实施例中，也可以将耳部14的调节段142均朝向远离中间层的方向弯曲。
[0052]
在一个实施例中，由于从位于中间层的耳部14至位于边缘层的耳部14：各调节段142的长度依次减小，这样可以将位于中间层的调节段142弯曲较大的长度，而位于最边缘的调节段142设置呈平板状，以方便最边缘层极片12耳部14的加工。
[0053]
实施例二：
[0054]
请参阅图1和图3，本实施例的层叠式电芯10与实施例一的层叠式电芯10的区别为：
[0055]
本实施例中，各耳部14的调节段142呈波浪形设置，即将将各耳部14的调节段142弯曲呈波浪形，可以减小各调节段142向对应极片12一面凸出的高度，进而减小各调节段
142占用的空间。
[0056]
本实施例的层叠式电芯10的其他结构与实施例一的层叠式电芯10的其他结构相同，在此不再赘述。
[0057]
实施例三：
[0058]
请参阅图1和图4，本实施例的层叠式电芯10与实施例一的层叠式电芯10的区别为：
[0059]
本实施例中，由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部：各调节段142的厚度依次增大；位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的调节段142的厚度依次增大，从而通过改变各调节段142的厚度，以使各耳部14在与极耳连接后，达到内阻一致。
[0060]
在一个实施例中，请参阅图4，耳部14的调节段142的厚度小于对应的平板段141的厚度，这样可以避免多个调节段142层叠后的厚度增大，进而减小占用空间，提升制作层叠式电芯10的能量密度。
[0061]
在一个实施例中，可以将位于中间层的调节段142的厚度设置较薄，而位于边缘层的调节段142厚度设置较厚。在一些实施例中，可以将位于最边缘的调节段142的厚度设置与平板段141的厚度一致，以方便最边缘层极片12耳部14的加工。
[0062]
本实施例的层叠式电芯10的其他结构与实施例一的层叠式电芯10的其他结构相同，在此不再赘述。
[0063]
实施例四：
[0064]
请参阅图1和图5，本实施例的层叠式电芯10与实施例一的层叠式电芯10的区别为：
[0065]
本实施例中，由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部：各调节段142的宽度依次增大；即位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的调节段142的宽度依次增大，从而通过改变各调节段142的宽度，以使各耳部14在与极耳连接后，达到内阻一致。本实用新型中，极片12上由平板段141到对应极片12的本体13的方向为长度方向，垂直于该长度方向且垂直于该平板段141厚度的方向为耳部14的宽度方向。
[0066]
在一个实施例中，请参阅图5，耳部14的调节段142的宽度小于对应的平板段141的宽度，这样可以减少调节段142占用空间，提升制作层叠式电芯10的能量密度。
[0067]
在一个实施例中，可以将位于中间层的调节段142的宽度设置较窄，而位于边缘层的调节段142宽度设置较宽。在一些实施例中，可以将位于最边缘的调节段142的宽度设置与平板段141的宽度一致，以方便最边缘层极片12耳部14的加工。
[0068]
本实施例的层叠式电芯10的其他结构与实施例一的层叠式电芯10的其他结构相同，在此不再赘述。
[0069]
实施例五：
[0070]
请参阅图1和图6，本实施例的层叠式电芯10与实施例四的层叠式电芯10的区别为：
[0071]
本实施例中，耳部14还包括平整段143，平整段143连接本体13与调节段142。设置平整段143，可以保证各耳部14与本体13良好的过渡连接，并且在制作调节段142时，可以避免损坏极片12的本体13。另外，该可以在制作耳部14时，先将耳部14制作成平板状，再将平板状耳部14上的一段冲压或裁剪成对应形状的调节段142，以方便加工制作。
[0072]
本实施例的层叠式电芯10的其他结构与实施例四的层叠式电芯10的其他结构相同，在此不再赘述。
[0073]
请参阅图7，本实用新型实施例还提供一种软包电池100，包括如上任一实施例的层叠式电芯10。该软包电池100，采用了上述层叠式电芯10，可以避免耳部14热量聚集，降低安全隐患。
[0074]
在一个实施例中，请一并参阅图1和图7，层叠式电芯10的多层极片12分为正极片122和负极片121，正极片122与负极片121交替设置，并且各隔膜11的两面分别为正极片122与负极片121。多个正极片122的耳部层叠设置，多个负极片121的耳部层叠设置，而且正极片12的耳部与负极片121的耳部相互错开，从而各正极片12的耳部与一个极耳21连接，以形成电池的正电极；各负极片121的耳部与一个极耳21连接，以形成电池的负电极。
[0075]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。