一种裸电芯及电池的制作方法

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种裸电芯及电池。

背景技术：

目前的动力电池，裸电芯使用卷绕结构，两端出极耳，当电芯电芯内部发生外短或其他热失控时，产生大量易燃易爆的其他，气体从电芯两端喷出，然后气体转向顶部防爆阀，从顶盖喷出。如此气体喷出路径变长，在电池内部停留时间太长，导致电芯电芯内部压力无法及时排除，使失控的风险增加。

CN 108039427 A公开了一种装配简易的两头出方壳装置及其装配方法，将尺寸较小的一极从壳体完全敞开的一头进入壳体，由于壳体一头是完全敞开式的，相对较小的极盖一头可以完全进入壳体，并且一直推到壳体不是完全敞开的一头，与壳体完全接壤，此时较大的极盖和壳体完全敞开的一头也正好完全接壤，将衔接完成的壳体、电芯、极盖放到激光焊仪器下进行焊接封装，后通过正极盖处的注液孔进行注液操作，防爆阀以螺纹的方式拧入注液孔，再涂抹密封胶进行固定。本实用新型的一种装配简易的两头出极柱的出方壳结构和装配方法，可以实现简易的装配过程，从而达到降低一头出铝壳动力电池和超级电容器的内阻又便于装配的效果。

CN 205863226 U公开了一种二次电池，其包括壳体、顶盖、裸电芯和电芯托板；顶盖密封安装在壳体的顶部开口，将裸电芯和电芯托板封装在壳体中；电芯托板位于壳体的底部；所述壳体的底面上安装有防爆阀；电芯托板上开设有第一通孔和凹槽，第一通孔与壳体的防爆阀对齐并且贯穿电芯托板而将其上下方空间连通，凹槽设置在电芯托板的上表面和/或下表面，第一通孔通过凹槽与电芯托板的至少一个侧边缘连通。相对于现有技术，本实用新型二次电池既能有效防止裸电芯底部与壳体底部干涉，又能很好地起到气流导向作用，还能形成电解液往极片浸润的通道，提高电解液的注液效率。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种裸电芯及电池，所述裸电芯可以快速的排出热失控产生的气体和能量，缓解电芯的热失控风险等级，所述电芯结构简单，生产效率高，应用可行性高，成本低。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型目的之一在于提供一种裸电芯，所述裸电芯包括至少3层隔膜以及位于相邻隔膜间相间设置的负极极片与正极极片，所述负极极片与所述正极极片间包括至少一层隔膜，至少一个所述负极极片和所述正极极片上设置有至少一个通孔。

作为本实用新型优选的技术方案，所述负极极片包括两个负极膜片以及位于两个所述负极膜片之间的负极基材，所述负极基材包括负极极耳位以及涂膜区。

作为本实用新型优选的技术方案，所述正极极片包括两个正极膜片以及位于两个所述正极膜片之间的正极基材，所述正极基材包括正极极耳位以及涂膜区。

作为本实用新型优选的技术方案，所述负极极片上通孔的面积为1～10000mm²，如1mm²、10mm²、50mm²、100mm²、200mm²、500mm²、800mm²、1000mm²、2000mm²、5000mm²、8000mm²或10000mm²等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述负极极片上通孔的面积为4～200mm²，如4mm²、10mm²、20mm²、50mm²、80mm²、100mm²、120mm²、150mm²、180mm²或200mm²等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述正极极片上的通孔比所述负极极片上通孔的面积大0.01～10000mm²，如0.01mm²、0.1mm²、1mm²、10mm²、50mm²、100mm²、200mm²、500mm²、800mm²、1000mm²、2000mm²、5000mm²、8000mm²或10000mm²等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述正极极片上的通孔比所述负极极片上通孔的面积大0.25～100mm²，如0.25mm²、0.5mm²、1mm²、5mm²、10mm²、20mm²、30mm²、40mm²、50mm²、60mm²、70mm²、80mm²、90mm²或100mm²等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，垂直通孔平面方向上的两个相邻通孔的中心位置可以完全吻合或在平行通孔平面方向上相聚1～10mm，如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型中，负极极片以及正极极片上的通孔可以是任意形状，如圆形、椭圆形、三角形、矩形或其他多边形等，也可是上述至少两种形状的组合图形。当单一负极基材以或正极基材上的通孔的个数大于2时，其排布方式可以是任意的，如线性排布、圆形排布，矩形排布、星型排布或其他规则或不规则排布等，通孔的排布方式可以根据电池内部结构，以及安全性需要进行调整。

本实用新型目的之二在于提供一种电池，所述电池包括外壳以及位于外壳内部的上述裸电芯。

作为本实用新型优选的技术方案，所述电池壳体的内壁上设置有防爆阀，所述电芯上的通孔位于所述防爆阀的上方，所述防爆阀的中心与相邻的通孔的中心在垂直通孔平面方向上的位置可以完全吻合或在平行通孔平面方向上相聚1～1000mm，如1mm、5mm、10mm、20mm、50mm、80mm、100mm、200mm、500mm、800mm或1000mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型中，所述外壳包括方形外壳、圆柱形外壳或复合外壳中的任意一种。

与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供一种裸电芯，所述裸电芯可以快速的排出热失控产生的气体和能量，缓解电芯的热失控风险等级；

(2)本实用新型提供一种裸电芯，所述裸电芯带有通孔的负极基材和正极基材上会进行涂膜生成正负极极片，可以覆盖冲切铜箔产生的金属毛刺，减少内短路风险；

(3)本实用新型提供一种裸电芯，所述裸电芯的结构简单，生产效率高，应用可行性高，成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的裸电芯中正极极片的结构示意图；

图2是本实用新型提供的裸电芯的结构示意图；

图中：101-正极极片，102-正极极耳位，103-正极基材，104-正极膜片，105-隔膜，106-负极极片，107-负极极耳位，108-负极基材，109-负极膜片，110-正极极片通孔，111-负极极片通孔。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型具体实施方式部分提供一种裸电芯，所述裸电芯的结构如图2所示：

所述裸电芯包括至少3层隔膜105以及位于相邻隔膜间相间设置的负极极片106与正极极片101，所述负极极片106与所述正极极片101间包括至少一层隔膜105，至少一个所述负极极片106和所述正极极片101上设置有至少一个通孔。所述负极极片106包括两个负极膜109片以及位于两个所述负极膜片109之间的负极基材108，所述负极基材108包括负极极耳位107以及涂膜区。所述正极极片101包括两个正极膜片104以及位于两个所述正极膜片104之间的正极基材103，所述正极基材包括正极极耳位102以及涂膜区。

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例提供一种电池：

应用电池型号：46173132电芯，容量150Ah。

负极基材为铜箔，涂覆活性材制成负极极片，负极极片打孔，通孔直径6mm正极基材为铝箔，涂覆活性材料材料制成正极极片，正极极片打孔，通孔直径10mm。与隔膜卷绕成裸电芯，装入铝壳中，铝箔通孔覆盖铜箔通孔，孔道正好位于防爆阀下方。组装成电池。

实施例2

本实施例提供一种电池：

负极基材为铜箔，涂覆活性材制成负极极片，负极极片打孔，通孔直径1mm，共有10个小孔，正极基材为铝箔，涂覆活性材料材料制成正极极片，正极极片打孔，通孔直径6mm。与隔膜卷绕成裸电芯，铝箔通孔覆盖铜箔通孔，装入铝壳中，孔道正好偏于防爆阀下方10mm。组装成电池。

对比例1

本对比例提供一种电池：

除了负极基材以及正极基材上无通孔外，其他条件均与实施例1相同。

对比例2

除了负极基材以及正极基材上无通孔外，其他条件均与实施例2相同。

对实施例1和2以及对比例1和2提供的电池进行穿刺测试，测试方法为：使用3mm钢针，80mm/s速度穿刺电芯。测试结果如表1和表2所示。

表1

表2

通过表1和表2可以看出，本实用新型实施例1和2提供的电池可以快速的排出热失控产生的气体和能量，缓解电芯的热失控风险等级。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。