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，这会使得极片的耳部拉伸与极片本体的连接处，而使极片耳部与极片本体连接处也受到拉伸力，而导致极片耳部与极片本体的连接处变形，甚至可能会导致隔膜收缩，而造成电芯自放电的安全隐患。


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与极耳连接时，会使极片耳部与极片本体的连接处变形，甚至可能会导致隔膜收缩，而造成电芯自放电的安全隐患的问题。
[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；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可弹性弯曲的预处理段，平板段与预处理段相连，预处理段与本体相连。
[0005]
通过采用上述方案，在耳部与极耳连接时，可以通过预处理段的弯曲，而避免耳部拉动本体，进而可以避免耳部与本体连接处变形，以避免隔膜收缩，降低安全隐患。
[0006]
在一个可选实施例中，预处理段弯曲呈弧形设置。
[0007]
通过采用上述方案，在极片耳部受到向中间层极片的方向挤压时，由于预处理段是弯曲呈弧形，可以避免拉伸极片的本体；并且将预处理段设置呈弧形，可以方便加工制作。
[0008]
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预处理段的长度依次增大。
[0009]
通过采用上述方案，在将极片的耳部与极耳连接时，越靠近边缘的耳部变形越大，将各预处理段的长度依次增大，可以方便各极片的耳部与极耳连接，并且减小预处理段沿长度方向上各处变形幅度，以方便加工制作。
[0010]
在一个可选实施例中，位于中间层的耳部一侧的相邻两层耳部中：靠近边缘层的耳部的长度等于靠近中间层的耳部的长度与该两层耳部对应极片的本体之间的距离之和。
[0011]
通过采用上述方案，可以良好的使层叠的多个耳部远离本体的一端对齐，以方便与极耳连接。
[0012]
在一个可选实施例中，层叠的多个极片中：位于中间层的极片的预处理段呈平板状。
[0013]
通过采用上述方案，可以方便位于中间层的极片的加工制作，并且可以将位于中间层的极片作为基准参照，以便加工其他各极片。
[0014]
在一个可选实施例中，预处理段呈中部朝向中间层的耳部的方向弯曲；或者预处理段呈中部朝向背离中间层的耳部的方向弯曲。
[0015]
通过采用上述方案，使层叠的多个耳部以中间层极片为参照对称设置，可以方便位于两边的耳部与极耳连接。
[0016]
在一个可选实施例中，预处理段呈波浪形设置。
[0017]
通过采用上述方案，可以方便预处理段的变形，进而在将耳部与极耳连接时，可以避免拉伸极片的本体。
[0018]
在一个可选实施例中，沿耳部厚度方向：层叠的多个耳部远离本体的一端对齐设置。
[0019]
通过采用上述方案，可以方便各耳部与极耳的连接。
[0020]
在一个可选实施例中，各耳部还包括平整段，平整段连接本体与预处理段。
[0021]
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，并且在制作预处理段时，可以避免损坏极片的本体。
[0022]
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。
[0023]
本实用新型实施例的软包电池，采用了上述层叠式电芯，可以避免耳部与本体连接处变形，以避免隔膜收缩，安全性高。
附图说明
[0024]
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。
[0025]
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；
[0026]
图2为本实用新型实施例一提供的极片的结构示意图。
[0027]
图3为本实用新型实施例二提供的极片的结构示意图。
[0028]
图4为本实用新型实施例三提供的极片的结构示意图。
[0029]
图5为本实用新型实施例提供的软包电池的结构示意图。
[0030]
其中，图中各附图主要标记：
[0031]
100-软包电池；
[0032]
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-预处理段；143-平整段；
[0033]
21-极耳。
具体实施方式
[0034]
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。
[0035]
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。
[0036]
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。
[0037]
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。
[0038]
实施例一：
[0039]
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。该层叠式电芯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。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的耳部与另一个极耳连接，以形成电池的负电极。
[0040]
一般来说，正极片122的耳部与负极片121的耳部是相互错开，故本实用新型中，层叠设置的耳部可以是正极片122层叠的耳部，也可以是负极片121层叠的耳部。在后文中，将基于上述的“耳部”定义若干种方向，例如：由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部，可以是正极片122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。而层叠的多个极片12则包括交替设置的多个负极片121与多个正极片122。
[0041]
耳部14包括平板段141和预处理段142，平板段141与预处理段142相连，预处理段142与本体13相连；平板段141用于与极耳连接，预处理段142可以弹性弯曲，则在各平板段141与极耳连接时，各耳部14受到向中间的挤压，而各平板段141向中间移动时，相应的预处理段142可以适配该形变，则可以避免极片12的耳部14与本体13连接处的拉伸变形，进而可
以避免隔膜收缩，以防止电芯因隔膜收缩而自放电，降低安全隐患，提升该层叠式电芯10的安全性。
[0042]
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与极耳连接时，可以通过预处理段142的弯曲，而避免耳部14拉动相应本体13，进而可以避免耳部14与相应本体13连接处变形，以避免隔膜11收缩，降低安全隐患。
[0043]
在一个实施例中，请参阅图2，预处理段142弯曲呈弧形设置，可以方便加工制作；并且在极片12的耳部14受到向中间层极片12的方向挤压时，由于预处理段14是弯曲呈弧形，可以避免拉伸极片12的本体13，进而可以避免耳部14与相应本体13连接处变形。
[0044]
当然，在一些实施例中，将预处理段142弯曲呈弧形，可以使各耳部14的平板段141更靠近中间层极片12的位置，以方便与极耳连接；并且该预处理段142还可以起到定位作用。
[0045]
在一个实施例中，请参阅图1和图2，由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部：各预处理段142的长度依次增大；即位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部所对应的预处理段142的长度依次增大。在将极片12的耳部与极耳连接时，越靠近边缘的耳部变形越大，将各预处理段142的长度依次增大，可以使靠近边缘耳部的平板段141靠近中间层极片12的位置，并且使相邻各平板段141远离对应本体13的一端的位置一致性好，以方便各极片12的耳部与极耳连接；另外，该结构还可以减小预处理段142沿长度方向上各处变形幅度，以方便加工制作。
[0046]
在一个实施例中，请参阅图1和图2，由位于中间层的耳部至位于边缘层的耳部的方向上，相邻两层耳部中：靠近边缘的耳部的长度等于靠近中间的耳部长度与该两层耳部对应极片12的本体13之间的距离之和。也就是说，从位于中间层的耳部到位于一边的耳部中的相邻两层耳部中，该两个耳部分别为靠近中间层的耳部和靠近边缘的耳部，并且该两个耳部对应的极片12均为正极片122或均为负极片121；该两个耳部对应的极片12的本体13之间的距离为两个隔膜11的厚度与该两个极片12之间的一个极性相反的极片的厚度之和。以两个负极片121对应的耳部为例：该两个负极片121之间具有一个正极片122和两个隔膜11，则该两个负极片121之间的距离为该两个隔膜11的厚度与该正极片122厚度之和，那么靠近边缘的负极片121对应的耳部的长度等于靠近中间的负极片121的耳部长度与两个隔膜11的厚度与一个正极片122厚度之和。同理，以两个正极片122对应的耳部为例：该两个正极片122之间具有一个负极片121和两个隔膜11，则该两个正极片122之间的距离为该两个隔膜11的厚度与该负极片121厚度之和，那么靠近边缘的正极片122对应的耳部的长度等于靠近中间的正极片122的耳部长度与两个隔膜11的厚度与一个负极片121厚度之和，此处，耳部14的长度是指预处理段142展平后与平板段141的长度之和。该结构在各耳部向中间层挤压移动时，可以保证各耳部远离相应本体13的一端是对齐设置，以便与极耳连接。
[0047]
在一个实施例中，请参阅图1和图2，层叠的多个极片12指多个正极片122与多个负极片121交替层叠设置。层叠的多个极片12中：位于中间层的极片12的预处理段142呈平板状，该结构可以将位于中间层的极片12的耳部不作预处理，可以方便加工制作，并且可以将位于中间层的极片12作为基准参照，以便加工其他各极片。
[0048]
在一个实施例中，邻近中间层极片12的两个极片12的耳部的长度等于该中间层极片12的耳部长度与一个隔膜11厚度之和；邻近中间层极片12的两个极片12是指位于该中间
层极片12两侧，且距离该中间层极片12最近的两个极片，另外，该两个极片的极性与中间层极片12的极性相反；该结构可以使邻近中间层极片12的两个极片12的耳部远离对应本体13的一端对齐。
[0049]
在一个实施例中，请参阅图1，预处理段142呈中部朝向中间层耳部的方向弯曲，这种结构可以减小耳部占用的空间，以增大制作的层叠式电芯10的能量密度。另外，该结构可以使层叠的多个耳部以中间层极片12为参照对称设置，可以方便位于两边的耳部与极耳连接。
[0050]
在一些实施例中，也可以将预处理段142呈中部朝向远离中间层耳部的方向弯曲，该结构可以使层叠的多个耳部以中间层极片12为参照对称设置，可以方便位于两边的耳部与极耳连接。
[0051]
在一个实施例中，请参阅图1，沿耳部14厚度方向：层叠的多个耳部14远离相应本体13的一端对齐设置，以方便将各耳部14与对应极耳连接。
[0052]
实施例二：
[0053]
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：
[0054]
本实施例中，耳部14的预处理段142呈波浪形设置，即将耳部14的预处理段142弯曲呈波浪形，可以减小预处理段142向对应极片12一面凸出的高度，进而减小各预处理段142占用的空间；并且该结构还可以方便预处理段142的变形，进而在将耳部14与极耳连接时，可以避免拉伸极片12的本体13，以避免耳部14与相应本体13连接处变形，以避免隔膜11收缩，降低安全隐患。还有一些实施例中，可以将预处理段142弯曲呈c型。还有一些实施例中，可以将预处理段142进行折弯，以直接对平板段141的位置进行定位，以便与极耳连接。
[0055]
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。
[0056]
实施例三：
[0057]
请参阅图1和图4，本实施例的层叠式电芯10与实施例二的层叠式电芯10的区别为：
[0058]
本实施例中，耳部14还包括平整段143，平整段143连接本体13与预处理段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，并且在制作预处理段142时，可以避免损坏极片12的本体13。另外，还可以在制作耳部14时，先将耳部14制作成平板状，再将平板状耳部14上的一段冲压成对应形状的预处理段142，以方便加工制作。
[0059]
本实施例的层叠式电芯10的其他结构与实施例二的层叠式电芯10的其他结构相同，在此不再赘述。
[0060]
请参阅图5，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与本体13连接处变形，以避免隔膜11收缩，安全性高。
[0061]
在一个实施例中，请一并参阅图1和图5，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。
[0062]
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。