电芯、电池模组、电池包及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电池领域，具体地涉及一种电芯，并且涉及一种电池模组，还涉及一种电池包，还涉及一种车辆。


背景技术：

2.现有电芯结构在叠片工序采用横向方式叠片结构，隔膜将极片的长度方向包裹严密，不利于电池在注液后的电解液浸润极片，影响生产效率，提升生产成本。
3.现有结构在电芯长度方向无约束，特别是在行业研发趋势向较窄电芯方向发展的背景下，长度方向无法采用贴胶方式约束，将存在电芯在长度方向膨胀延长从而导致电芯长度方向的overhang(对齐度)尺寸在生产过程和电池使用过程出现超出工艺要求的风险，给电芯带来热失控隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种电芯，以解决电芯的电解液浸润速度偏慢的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种电芯，其中，所述电芯包括层叠的具有长边和短边的极片和z形折弯的隔离膜，所述隔离膜在相邻的所述极片之间延伸，并且所述隔离膜的折弯部分包围所述极片的短边。
6.可选择的，所述极片的长边尺寸为所述极片的短边尺寸的2倍以上。
7.可选择的，所述极片包括极性相反的正极片和负极片，所述正极片和所述负极片轮流交替地层叠。
8.可选择的，所述隔离膜的折弯部分与相邻的所述极片的短边平齐，或者，所述隔离膜的折弯部分相对于相邻的所述极片的短边沿所述长边的长度方向伸出。
9.可选择的，所述负极片的各个边缘与所述正极片的对应边缘对齐，或者，所述负极片的各个边缘相对于所述正极片的对应边缘伸出。
10.可选择的，所述极片未被所述隔离膜的折弯部分包围的另一个短边连接有极耳。
11.可选择的，所述电芯包括位于层叠方向的至少一端的附加极片，所述附加极片贴合于所述隔离膜，并且所述附加极片的短边处于暴露状态。
12.另外，本实用新型提供了一种电池模组，其中，所述电池模组包括以上方案所述的电芯。
13.另外，本实用新型提供了一种电池包，其中，所述电池包包括以上方案所述的电池模组。
14.另外，本实用新型提供了一种车辆，其中，所述车辆包括以上方案所述的电池包。
15.通过以上所述方案，可以提升电解液的浸润速度，提升了生产效率，并且提升其散热效率，提高了极片之间的对齐度精度，改善了电池的安全性能。
附图说明
16.图1是本实用新型实施方式所述的电芯的结构示意图；
17.图2是本实用新型实施方式所述的电芯的另一视角的示意图；
18.图3是本实用新型实施方式所述的隔离膜的结构示意图。
19.附图标记说明
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极片
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隔离膜
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极耳
具体实施方式
[0022]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0023]
本实用新型提供了一种电芯，其中，所述电芯包括层叠的具有长边和短边的极片1和z形折弯的隔离膜2，所述隔离膜2在相邻的所述极片1之间延伸，并且所述隔离膜2的折弯部分包围所述极片1的短边。
[0024]
极片1大致为矩形，包括长边和短边，长边的长度大于短边的长度。各个极片1沿厚度方向层叠，并且保持基本对齐，当然，极片1的尺寸可以不同，存在较小的错开。
[0025]
隔离膜2用于隔离在相邻的两个极片1之间，以限制电子的通过，并允许对应的离子的通过，例如锂离子、钠离子等。
[0026]
如图3所示，隔离膜2以z形折弯，类似于蛇形，折弯部分轮流交替地设置在极片1的长边方向的两端，使得折弯部分轮流交替地包围极片1的两端，对于相邻的两个极片1来说，两个被折弯部分包围的短边分别位于长度方向的两端，即并不是位于同一端。
[0027]
其中，“包围”是指隔离膜2围绕极片1的短边弯曲，从而实现隔离膜2的转弯，以从两个极片1之间的板间空间延伸到相邻的板间空间中。隔离膜2可以与极片1保持间隔，而不是紧密地贴合。
[0028]
隔离膜2仅包围了极片1的短边，并且最多只包围每个极片1的一个短边，使得另外两个长边和另一个短边处于暴露状态，使得极片1所暴露的尺寸增加，将电芯浸泡于电解液后，可以使得极片1和隔离膜2更快速地被电解液浸润。
[0029]
另外，由于极片1被包围的尺寸减小，可以提供其封闭后的散热效率，提升电池的温度管控水平，提升安全性能。
[0030]
极片1避免因移动或受热膨胀会引起极片1错位，并且长边方向的错位要明显大于短边方向，对于被隔离膜2的折弯部分所包围的部分，在隔离膜2的限制作用下，可以在长度方向上约束极片1，以提升对齐度的精度。
[0031]
通过以上所述方案，可以提升电解液的浸润速度，并且提升其散热效率，提高了极片之间的对齐度精度，改善了电池的安全性能。
[0032]
其中，所述极片1的长边尺寸为所述极片1的短边尺寸的2倍以上。长边与短边的长度比例越大，极片1被隔离膜2所包围的边缘的比例越小，极片1未被隔离膜2包围而处于暴露状态的边缘的比例越大，从而提高电解液的浸润速度，并提高电芯的散热效率(隔离膜2存在的位置散热效果相对较差)。
[0033]
其中，所述极片1包括极性相反的正极片和负极片，所述正极片和所述负极片轮流
交替地层叠。正极片和负极片交替地层叠，在较大的范围内，正极片和负极片的排列密度较为均匀，可以更充分地与电解液进行电化学反应。所述正极片一般指铝箔上涂布有三元、lfp等正极活性物质的极片，所述负极片一般指铜箔上涂布有碳、硅等锂离子负极材料的极片，所述隔离膜一般指可以形成离子通路、绝缘电子的隔离膜。
[0034]
其中，所述隔离膜2的折弯部分与相邻的所述极片1的短边平齐，或者，所述隔离膜2的折弯部分相对于相邻的所述极片1的短边沿所述长边的长度方向伸出。也就是说，隔离膜2的折弯部分处伸出的长度至少与相邻的未被包围的极片1的伸出长度平齐，以避免相邻的极片1的短边相对于折弯部分突出，以更好地保护极片1，保证电芯的安全性能。
[0035]
另外，所述负极片的各个边缘与所述正极片的对应边缘对齐，或者，所述负极片的各个边缘相对于所述正极片的对应边缘伸出。负极片的轮廓范围可以大于等于正极片的轮廓范围，正极片在层叠方向上的投影落在负极片在层叠方向上的投影中，正极片电化学反应生成的正离子沿层叠方向穿过隔离膜2朝向负极片移动，以被负极片接收而发生电化学反应，负极片的轮廓范围更大可以保证来自正极片各个位置的正离子都可以被负极片接收。相反地，如果正极片的轮廓范围超出负极片的轮廓范围，超出部分产生的正离子不能被负极片所接收，很容易出现析晶，形成枝晶而刺破隔离膜2。
[0036]
此外，所述极片1未被所述隔离膜2的折弯部分包围的另一个短边连接有极耳3。如图1和图2所示，极片1的一个短边被隔离膜2的折弯部分所包围，另一个相对的短边连接有极耳3，以便与外部部件电连接。在正极片和负极片交替排列的情况下，极片1被包围的短边也交替地位于长度方向的两端，连接极耳3的短边也相应地位置长度方向的两端，这使得连接正极片的极耳3位于同一端，并且连接负极片的极耳3也位于同一端，便于将同样极性的极耳3并联在一起。
[0037]
另外，所述电芯包括位于层叠方向的至少一端的附加极片，所述附加极片贴合于所述隔离膜2，并且所述附加极片1的短边处于暴露状态。附加极片与以上所述的极片1为同样的结构，并无本质区别，采用不同术语只是为了更好的说明该实施方式。其中，在此实施方式中，对于位于层叠方向的端部的极片(即附加极片)的短边可以不被隔离膜2所包围，对于其他极片1来说，为了保证隔离膜2连续地在各个极片1之间延伸穿过，必然允许其折弯并包围极片1的短边，这种折弯对电化学反应并不是必需的，因此，隔离膜2可以不折弯绕过附加极片的短边，而仅仅位于附加极片和极片1之间即可。
[0038]
此外，本实用新型还提供了一种电池模组，其中，所述电池模组包括以上方案所述的电芯。电池模组可以包括多个电芯，电芯之间可以并联或串联连接。
[0039]
另外，本实用新型还提供了一种电池包，其中，所述电池包包括以上方案所述的电池模组。电池包包括外壳、电池管理控制元件以及多个电池模组，可以向外部提供电力，或者通过电源为电池包充电。
[0040]
另外，本实用新型还提供了一种车辆，其中，所述车辆包括以上方案所述的电池包。
[0041]
以上结合附图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此。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，包括各个具体技术特征以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。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所
公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。