电芯组件和电池的制作方法

1.本申请涉及电化学装置技术领域，尤其涉及一种电芯组件和具有该电芯组件的电池。


背景技术：

2.电芯制造过程中，电芯的极耳往往会相对电芯厚度方向的中心线发生偏移。多个电芯堆叠设置时，相邻极耳之间的间距会因为极耳位置偏移而产生变化。现有电池中，为了保证相邻极耳能够连接，多个电芯的极耳长度会裁切成不同长度以适应不同间距，或者相邻极耳之间额外设置连接件。不同极耳长度的电芯容易造成产线发生混料，影响生产效率，而连接件的设置会导致生产成本提高。


技术实现要素：

3.鉴于上述状况，本申请提供一种电芯组件和具有该电芯组件的电池，通过将多个电芯的第一表面与第一表面相邻设置，第二表面与第二表面相邻设置，相邻电芯中，第一极耳和第二极耳的长度相同，第一极耳的第一折弯部朝向第二电芯的第一主平面弯折，第二极耳的第二折弯部朝向第一电芯的第一主平面弯折，保证相邻电芯的极耳之间连接距离差异较小，无需将极耳裁切成不同长度或额外设置连接件，有效避免了产线混料的情况，同时节约生产成本。另外，从第三方向观察，第一折弯部和第二折弯部分别与不同电芯的第二表面重叠，从而使极耳均朝向较大的面进行弯折，充分利用电芯组件的内部空间，避免增加电芯组件的外形尺寸。
4.本申请的实施例提供一种电芯组件，包括多个沿第一方向堆叠设置的电芯，所述电芯包括电极组件、收容所述电极组件的壳体、连接至所述电极组件并且从所述壳体沿第二方向引出的极耳，第二方向垂直于第一方向。沿第一方向，所述壳体包括密封部、相对设置的第一主平面和第二主平面、连接第一主平面和密封部的第一表面、连接第二主平面和密封部的第二表面，所述极耳从所述密封部延伸出所述壳体，所述密封部与所述第一主平面之间的垂直距离为 h1，所述密封部与所述第二主平面之间的垂直距离为h2，其中， h1<h2。沿所述电芯的堆叠方向，相邻所述电芯的第一主平面与第一主平面相邻设置，第二主平面与第二主平面相邻设置。多个堆叠设置的所述电芯包括相邻设置的第一电芯和第二电芯，所述第一电芯包括第一极耳，所述第一极耳包括第一折弯部和第一焊接部，所述第二电芯包括第二极耳，所述第二极耳包括第二折弯部和第二焊接部，所述第一焊接部与所述第二焊接部层叠连接。所述第一极耳和所述第二极耳的长度相同，沿第三方向观察，所述第一折弯部与所述第一电芯的第二表面重叠，所述第二折弯部与所述第二电芯的第二表面重叠，所述第三方向为与所述第二方向相反的方向。
5.在一些实施例中，所述第一电芯还包括第三极耳，所述第三极耳包括第三折弯部和第三焊接部，所述第二电芯还包括第四极耳，所述第四极耳包括第四折弯部和第四焊接部，沿第三方向观察，所述第三折弯部与所述第一电芯的第二表面重叠，所述第四折弯部与
所述第二电芯的第二表面重叠。
6.在一些实施例中，所述第一焊接部和所述第三焊接部的长度不相同。
7.在一些实施例中，所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反，相邻所述电芯之间连接形成串联。
8.在一些实施例中，所述电芯组件包括电路板，所述电路板设有连接件，所述连接件焊接于相互连接的第一焊接部和第二焊接部中的至少一个。
9.在一些实施例中，所述连接件设于所述第一焊接部和所述第二焊接部之间，所述连接件与所述第一焊接部和所述第二焊接部焊接；或所述第一焊接部设于所述连接件和所述第二焊接部之间，所述连接件与所述第一焊接部焊接；或所述第二焊接部设于所述连接件和所述第一焊接部之间，所述连接件与所述第二焊接部焊接。
10.在一些实施例中，所述第一焊接部和所述第三焊接部的长度均大于7mm。
11.在一些实施例中，所述电芯组件包括第一隔离件和第二隔离件，所述第一隔离件设于所述极耳朝向所述第一主平面的一侧，所述第二隔离件设于所述极耳朝向所述第二主平面的一侧，沿所述电芯的堆叠方向，所述第一隔离件的厚度小于所述第二隔离件的厚度。
12.在一些实施例中，所述电芯组件包括第三隔离件，沿所述电芯的堆叠方向，所述第三隔离件设置于相邻电芯之间。
13.本申请的实施例还提供一种电池，包括外壳和上述实施例所述的电芯组件，所述电芯组件收容于所述外壳内。
14.本申请提供的电芯组件通过将多个电芯的第一表面与第一表面相邻设置，第二表面与第二表面相邻设置，相邻电芯中，第一极耳和第二极耳的长度相同，第一极耳的第一折弯部朝向第二电芯的第一主平面弯折，第二极耳的第二折弯部朝向第一电芯的第一主平面弯折，保证相邻电芯的极耳之间连接距离差异较小，无需将极耳裁切成不同长度或额外设置连接件，有效避免了产线混料的情况，同时节约生产成本，另外，从第三方向观察，第一折弯部和第二折弯部分别与不同电芯的第二表面重叠，从而使极耳均朝向较大的面进行弯折，充分利用电芯组件的内部空间，避免增加电芯组件的外形尺寸。
附图说明
15.图1为电芯组件在一实施例中的结构示意图。
16.图2为为图1所示电芯组件的分解结构示意图。
17.图3为电芯在一实施例中结构示意图。
18.图4为图3所示电芯的侧面视图。
19.图5为图4所示电芯的剖面视图，右上角的虚线圆框中的图为电芯的局部结构放大图。
20.图6为图1所示电芯组件的俯视图。
21.图7为图1所示电芯组件中相邻电芯的极耳未连接时的剖面视图，上方虚线圆框中的图为电芯组件的局部结构放大图。
22.图8为图7所示电芯组件中相邻电芯的极耳连接后的局部结构示意图。
23.图9为图1所示电芯组件中相邻电芯的极耳未连接时的另一剖面视图，上方虚线圆框中的图为电芯组件的局部结构放大图。
24.图10为图9所示电芯组件中相邻电芯的极耳连接后的局部结构示意图。
25.图11为图1所示电芯组件移除电路板和电连接组件后的沿第三方向观察的结构示意图。
26.图12为电池在一实施例中的结构示意图。
27.主要元件符号说明：
28.29.30.具体实施方式：
31.下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
34.本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
35.请参阅图1至图3，在一实施例中，电芯组件100包括多个沿第一方向堆叠设置的电芯10，每一所述电芯10包括电极组件11、收容所述电极组件11的壳体、连接至所述电极组件11并且从所述壳体沿第二方向引出的极耳12。所述第一方向为图2中箭头a指示方向，所述第二方向为图2中箭头b指示方向，所述第二方向垂直于所述第一方向，本实施例中，第一方向是电芯10的厚度方向，多个电芯10沿厚度方向堆叠设置的。
36.请继续参阅图4和图5，所述壳体包括密封部13，所述极耳12 从所述密封部13延伸出所述壳体。由于电芯生产制造过程中特殊的工艺，导致密封部13相对电芯10的厚度方向的中心线发生偏移。具体地，沿所述第一方向，所述电芯10包括相对设置的第一主平面 101和第二主平面102、连接所述第一主平面101和密封部13的第一表面103、连接所述第二主平面102和密封部13的第二表面104，所述密封部13与所述第一主平面101之间的垂直距离为h1，所述密封部13与所述第二主平面102之间的垂直距离为h2，其中， h1<h2。沿所述第一方向，极耳12的部分结构朝向电芯10的中轴线折弯，折弯后的极耳12包括第一部分1201和第
二部分1202，所述第一部分1201从密封部13伸出，所述第二部分1202与电芯10 的中轴线部分重叠，以解决极耳12相对于第一主平面101和第二主平面102的位置不对称问题。
37.请继续参阅图6至图8，沿所述电芯10的堆叠方向，相邻所述电芯10中，第一主平面101与第一主平面101相邻设置，第二主平面102与第二主平面102相邻设置。具体地，第n个电芯10的第一主平面101朝向第n+1个电芯10的第一主平面101设置，第n个电芯10的第二主平面102朝向第n
‑
1个电芯10的第二主平面102 相邻设置。
38.所述多个堆叠设置的电芯10包括相邻设置的第一电芯110和第二电芯120，所述第一电芯110包括第一极耳121，所述第一极耳 121包括第一折弯部1211和第一焊接部1212，所述第二电芯120 包括第二极耳122，所述第二极耳122包括第二折弯部1221和第二焊接部1222，所述第一焊接部1212与所述第二焊接部1222层叠连接。所述第一极耳121和所述第二极耳122的长度相同，所述第一折弯部1211朝向所述第二电芯120的第一主平面101弯折，所述第二折弯部1221朝向所述第一电芯110的第一主平面101弯折，以保证相邻电芯10的极耳12之间连接距离差异较小，无需将极耳12 裁切成不同长度或额外设置极耳连接件，有效避免了产线混料的情况，同时节约生产成本。
39.请继续参阅图9和图10，所述第一电芯110还包括第三极耳 123，第一极耳121与第三极耳123并列设置，所述第三极耳123 包括第三折弯部1231和第三焊接部1232，所述第三折弯部1232朝向所述第二电芯120的第二主平面102弯折。所述第二电芯120还包括第四极耳124，第二极耳122与第四极耳124并列设置，所述第四极耳124包括第四折弯部1241和第四焊接部1242，所述第四折弯部1242朝向所述第一电芯110的第二主平面102弯折。所述第三焊接部1232与所述第四焊接部1242层叠连接。进一步地，所述第一极耳121和所述第二极耳122的极性相反，所述第三极耳123 与所述第四极耳124的极性相反，相邻所述电芯10之间连接形成串联。
40.可以理解，极耳12可以是第一极耳121、第二极耳122、第三极耳123和第四极耳124的概括性名称。多个折弯部和焊接部包含于极耳12的第二部分1202。
41.请参阅图11，沿第三方向观察，所述第三方向为与所述第二方向相反的方向，所述第一折弯部1211与第一电芯110的第二表面 104重叠，所述第二折弯部1221与第二电芯120的第二表面104 重叠，所述第三折弯部1231与所述第一电芯110的第二表面104 重叠，所述第四折弯部1241与所述第二电芯120的第二表面104 重叠，从而使极耳12均朝向较大的面进行弯折，充分利用电芯组件 100的内部空间，避免增加电芯组件100的外形尺寸。
42.在本申请的实施例中，所述第一焊接部1212和所述第三焊接部 1232的长度不相同。具体地，所述第一焊接部1212的长度大于所述第三焊接部1232的长度。在其他实施例中，所述第一焊接部1212 的长度也可以小于所述第三焊接部1232的长度，本申请不限定于此。为了保证焊接需求，所述第一焊接部1212和所述第三焊接部 1232的长度均大于7mm。
43.请再次参阅图7至图10，所述电芯组件100还包括第一隔离件 21和第二隔离件23，所述第一隔离件21设于所述极耳12朝向所述第一主平面101的一侧，所述第二隔离件22设于所述极耳12朝向所述第二主平面102的一侧。沿所述电芯10的堆叠方向，所述第一隔离件21的厚度小于所述第二隔离件22的厚度。所述第一隔离件 21和所述第二隔离件22包括但不限于泡棉等体积可变的绝缘材料，一方面用于支撑和定位极耳12，减少电芯组件100的内短路问题，另一方面可以用于吸收电芯10端部的膨胀体积。
44.所述电芯组件100进一步包括第三隔离件23，沿所述电芯10 的堆叠方向，所述第三隔离件23设置于相邻电芯10之间。具体地，第三隔离件23设置于相邻两第一主平面101之间，或设置于相邻两第二主平面102之间。所述第三隔离件23包括但不限于泡棉等体积可变的绝缘材料。
45.请再次参阅图1和图2，所述电芯组件100进一步包括电路板 30，所述电路板30包括但不限于柔性电路板。所述电路板30上设置多个连接件31。多个所述连接件31分布于电路板30的相对两侧，用于连接多个所述电芯10的极耳12，以采集极耳12的电流、温度等信息，并实现柔性电路板30与电芯10的电连接。沿所述电芯10 的堆叠方向，每一连接件31与相邻两个连接在一起的极耳12搭接，并通过激光焊接、超声波焊接等方式与极耳12连接。
46.具体地，请再次参阅图7至图10，所述连接件31焊接于相互连接的第一焊接部1212和第二焊接部1222中的至少一个，或者所述连接件31焊接于相互连接的第三焊接部1232和第四焊接部1242 中的至少一个。在本申请的实施例中，所述第二焊接部1222设于所述连接件31和所述第一焊接部1212之间，所述连接件31与所述第二焊接部1222焊接。在其他实施例中，所述连接件31可以设于所述第一焊接部1212和所述第二焊接部1222之间，所述连接件31 与所述第一焊接部1212和所述第二焊接部1222焊接；或者，所述第一焊接部1212设于所述连接件31和所述第二焊接部1222之间，所述连接件31与所述第一焊接部1212焊接。所述连接件31与所述第三焊接部1232和所述第四焊接部1242的连接结构与前述类似，此处不再重复。
47.请再次参阅图1和图2，所述电芯组件100进一步包括电连接组件40，所述电连接组件40通过所述电路板30与多个所述电芯10 的极耳12连接。具体地，所述电连接组件40包括正输出端子41 和负输出端子42，所述正输出端子41电连接所述电路板30上的总正极，所述负输出端子42电连接所述电路板30上的总负极，从而实现与电芯10的电连接。在其他实施例中，所述电连接组件40也可以直接电连接所述电芯组件100的总正极和总负极，本申请不限定于此。
48.请参阅图12，本申请的实施例还提供一种电池200，包括外壳和上述任一实施例或实施例组合的电芯组件100，所述电芯组件100 收容于所述外壳内。
49.以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。