一种电芯结构及电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯结构及电池。


背景技术：

2.在锂电池的裸电芯主要由正极极片、负极极片、隔膜通过卷绕或叠片的方式形成。
3.裸电芯形成后，经过热压、入壳、超声波焊接、顶盖焊接、注液等工序形成如下图所示的半成品电芯，电解液填充在裸电芯与壳体之间的间隙内。
4.注液后的电芯需要长时间静置，作用是使得电解液充分浸润正极极片、负极极片，浸润方向为从裸电芯周边到内部，这个浸润时间很长，且电芯尺寸越长、越宽、越厚，则浸润时间越长。静置后的电芯需要化成，由于化成过程中，裸电芯内部会产生气体，该气体只能从极片与隔膜的间隙中缓慢溢出，这个时间也会很长，同时如果排气不及时，可能造成电芯鼓胀等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的包括，提供了一种电芯结构，其能够改善现有技术中浸润时间长以及可能出现电芯鼓胀的技术问题。
6.本实用新型的目的还包括，提供了一种电池，其能够改善现有技术中浸润时间长以及可能出现电芯鼓胀的技术问题。
7.本实用新型的实施例可以这样实现：
8.本实用新型的实施例提供了一种电芯结构，包括相叠合的正极极片、负极极片和隔膜；
9.所述正极极片上开设有第一通孔；所述负极极片上开设有第二通孔；所述隔膜上开设有第三通孔；所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔相互连通设置，且贯穿形成通道；
10.其中，在叠合方向上，所述第二通孔的开口轮廓的投影位于所述第一通孔开口轮廓的内部。
11.本实用新型提供的电芯结构相对于现有技术的有益效果包括：
12.由于在正极极片上开设有第一通孔，在负极极片上开设有第二通孔，在隔膜上开设有第三通孔，且第一通孔、第二通孔和第三通孔连通形成通道，基于此，在进行电解液浸润的情况下，电解液可以自通道浸入至电芯结构内部，并且从通道向电芯结构的其他位置进行浸润，能提高浸润效率，降低浸润时间。并且，在化成阶段，由于电芯结构上形成通达，可以自通道排出气体，减少了排气时间，避免了排气不及时导致电芯鼓胀的风险。基于此，可以改善现有技术中浸润时间长以及可能出现电芯鼓胀的技术问题。
13.可选地，在叠合方向上，所述第三通孔的开口轮廓的投影位于所述第二通孔开口轮廓的内部。
14.可选地，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔均为圆形孔，且所述第一通
孔、所述第二通孔和所述第三通孔中的至少两个同心设置。
15.可选地，所述第一通孔的孔径大于所述第三通孔的孔径，所述第二通孔的孔径大于所述第三通孔的孔径。
16.可选地，所述第二通孔的孔径与所述第三通孔的孔径差值为2mm-6mm。
17.可选地，所述第一通孔的孔径与所述第二通孔的孔径差值为2mm-6mm。
18.可选地，所述第三通孔的孔径为3mm-10mm。
19.可选地，所述第一通孔开设于所述正极极片的中部位置，所述第二通孔开设于所述负极极片的中部位置，所述第三通孔开设于所述隔膜的中部位置。
20.可选地，所述正极极片为多个，所述负极极片为多个，所述隔膜为多个；多个所述正极极片和多个所述负极极片交错叠合，且在叠合方向上的外侧为所述负极极片。
21.一种电池，包括电芯结构。所述电芯结构包括相叠合的正极极片、负极极片和隔膜；
22.所述正极极片上开设有第一通孔；所述负极极片上开设有第二通孔；所述隔膜上开设有第三通孔；所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔相互连通设置，且贯穿形成通道；
23.其中，在叠合方向上，所述第二通孔的开口轮廓的投影位于所述第一通孔开口轮廓的内部。
24.本实用新型提供的电池采用了上述的电芯结构，该电池相对于现有技术的有益效果与上述提供的电芯结构相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
26.图1为本技术第一实施例中提供的电芯结构的结构示意图；
27.图2为本技术第一实施例中提供的电芯结构的剖视结构示意图；
28.图3为图2中a处的放大结构示意图；
29.图4为本技术第二实施例中提供的电池的剖视结构示意图。
30.图标：10-电芯结构；11-通道；100-正极极片；110-第一通孔；200-负极极片；210-第二通孔；300-隔膜；310-第三通孔；400-电池；410-壳体；420-电解液。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的
实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
37.第一实施例
38.请参阅图1，本实施例中提供了一种电芯结构10，该电芯结构10可以用于制作电池400的电芯。其中，该电芯结构10包括相叠合的正极极片100、负极极片200和隔膜300。其中，在叠合时，正极极片100和负极极片200交错的叠合设置，且在任意相邻的正极极片100和负极极片200之间设置有隔膜300。值得说明的是，该电芯结构10由正极极片100、负极极片200和隔膜300叠合形成，也即，该电芯结构10也可以被称为裸电芯等。
39.在本实施例中，请参阅图1和图2，正极极片100上开设有第一通孔110；负极极片200上开设有第二通孔210；隔膜300上开设有第三通孔310；第一通孔110、第二通孔210和第三通孔310相互连通设置，且贯穿形成通道11。也就是说，通道11沿正极极片100、负极极片200和隔膜300的叠合方向上整体贯穿电芯结构10。并且，在叠合方向上，第二通孔210的开口轮廓的投影位于第一通孔110开口轮廓的内部。
40.以上所述，由于在正极极片100上开设有第一通孔110，在负极极片200上开设有第二通孔210，在隔膜300上开设有第三通孔310，且第一通孔110、第二通孔210和第三通孔310连通形成通道11，基于此，如图4，在进行电解液420浸润的情况下，电解液420可以自通道11浸入至电芯结构10内部，并且从通道11向电芯结构10的其他位置进行浸润，能提高浸润效率，降低浸润时间。并且，在化成阶段，由于电芯结构10上形成通达，可以自通道11排出气体，减少了排气时间，避免了排气不及时导致电芯鼓胀的风险。基于此，可以改善现有技术中浸润时间长以及可能出现电芯鼓胀的技术问题。
41.值得说明的是，将第二通孔210的开口轮廓的投影位于第一通孔110开口轮廓的内部，可以使得负极极片200在叠合方向上完全覆盖正极极片100，从而避免电芯析锂，提高电芯结构10的品质。另外，负极极片200的整体外轮廓同样覆盖正极极片100，以防止析锂。
42.在实施例中，在叠合方向上，第三通孔310的开口轮廓的投影位于第二通孔210开口轮廓的内部。基于此，便能在叠合方向上，使得隔膜300完全覆盖负极极片200和正极极片100，可以减少电芯短路的情况发生，提高电芯结构10的安全性能。
43.其中，第一通孔110、第二通孔210以及第三通孔310均的孔型均可以是圆形、多边形或者其他异形。在本实施例中，以第一通孔110、第二通孔210和第三通孔310均为圆形孔为例进行说明。此时，第一通孔110、第二通孔210和第三通孔310中的至少两个同心设置。
44.将第一通孔110、第二通孔210和第三通孔310同心设置，可以方便浸润阶段中电解液420的浸入，有利于电解液420的均匀浸润，并且也方便负极极片200完全覆盖正极极片100，方便隔膜300完全覆盖正极极片100和负极极片200。
45.应当理解，在本实施例的其他实施方式中，也可以使得第一通孔110、第二通孔210和第三通孔310略微的偏心设置，只需确保负极极片200完全覆盖正极极片100，隔膜300完全覆盖正极极片100和负极极片200即可。
46.当然，请结合参阅图2和图3，在第一通孔110、第二通孔210和第三通孔310均为圆形孔的情况下，负极极片200完全覆盖正极极片100，隔膜300完全覆盖正极极片100和负极极片200的情况也可以表现为，第一通孔110的孔径大于第三通孔310的孔径，第二通孔210的孔径大于第三通孔310的孔径。在图3中，φa表示正极极片100上开设的第一通孔110的孔径，φb表示负极极片200上开设的第二通孔210的孔径；φc表示隔膜300上开设的第三通孔310的孔径。
47.可选地，在本实施例中，第二通孔210的孔径与第三通孔310的孔径差值为2mm-6mm。换言之，第二通孔210的孔径与第三通孔310的孔径差值的取值可以是2mm、3mm、4mm、5mm或6mm等。该差值由第二通孔210的孔径减去第三通孔310的孔径得到。
48.可选地，在本实施例中，第一通孔110的孔径与第二通孔210的孔径差值为2mm-6mm。换言之，第一通孔110的孔径与第二通孔210的孔径差值的取值可以是2mm、3mm、4mm、5mm或6mm等。该差值有第一通孔110的孔径减去第二通孔210的孔径得到。
49.可选地，在本实施例中，第三通孔310的孔径为3mm-10mm。可选地，第三通孔310的孔径取值可以是3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等。
50.在本实施例中，第一通孔110开设于正极极片100的中部位置，第二通孔210开设于负极极片200的中部位置，第三通孔310开设于隔膜300的中部位置。在浸润过程中，电解液420不仅可以从电芯结构10的外周浸入，也即从正极极片100的外周以及负极极片200的外周浸入；电解液420还能直接从开设于电芯结构10中部位置的通道11导入且浸入至电芯结构10中，可以提高电芯结构10中部位置的浸润速度，相较于现有技术中裸电芯的电解液420浸润，其中部位置更容易快速地完成电解液420浸润，提高了浸润速度，缩短浸润时间。
51.应当理解，在本技术的其他实施例中，正极极片100上开设的第一通孔110可以是多个，负极极片200上开设的第二通孔210可以是多个，隔膜300上开设的第三通孔310可以为多个，由此使得电芯结构10上形成贯穿的多个通道11，而多个通道11则相互平行设置，由此可以达到提高浸润速度，缩短浸润时间，且改善电池400化成阶段出现鼓胀的问题。
52.另外，值得说明的是，在本技术的实施例中，正极极片100为多个，负极极片200为多个，隔膜300为多个；多个正极极片100和多个负极极片200交错叠合，且在叠合方向上的外侧为负极极片200。也就是说，负极极片200的数量比正极极片100的数量大1，由此使得，在电芯结构10沿叠合方向的两侧，位于外侧的均为负极极片200。
53.综上所述，本实施例中提供的电芯机构中，由于在正极极片100上开设有第一通孔110，在负极极片200上开设有第二通孔210，在隔膜300上开设有第三通孔310，且第一通孔110、第二通孔210和第三通孔310连通形成通道11，基于此，在进行电解液420浸润的情况下，电解液420可以自通道11浸入至电芯结构10内部，并且从通道11向电芯结构10的其他位置进行浸润，能提高浸润效率，降低浸润时间。并且，在化成阶段，由于电芯结构10上形成通
达，可以自通道11排出气体，减少了排气时间，避免了排气不及时导致电芯鼓胀的风险。基于此，可以改善现有技术中浸润时间长以及可能出现电芯鼓胀的技术问题。
54.第二实施例
55.请参阅图4，本实施例中提供了一种电池400，该电池400采用了上述第一实施例中提供的电芯结构10。另外，该电池400还可以包括壳体410以及顶盖(图未标)等，在此不再赘述。
56.其中，本实施例中提供的电池400由于采用了上述第一实施例中提供的电芯结构10，该电池400同样可以改善现有技术中浸润时间长以及可能出现电芯鼓胀的技术问题。
57.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种电芯结构，其特征在于，包括相叠合的正极极片、负极极片和隔膜；所述正极极片上开设有第一通孔；所述负极极片上开设有第二通孔；所述隔膜上开设有第三通孔；所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔相互连通设置，且贯穿形成通道；其中，在叠合方向上，所述第二通孔的开口轮廓的投影位于所述第一通孔开口轮廓的内部。2.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，在叠合方向上，所述第三通孔的开口轮廓的投影位于所述第二通孔开口轮廓的内部。3.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔均为圆形孔，且所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔中的至少两个同心设置。4.根据权利要求3所述的电芯结构，其特征在于，所述第一通孔的孔径大于所述第三通孔的孔径，所述第二通孔的孔径大于所述第三通孔的孔径。5.根据权利要求4所述的电芯结构，其特征在于，所述第二通孔的孔径与所述第三通孔的孔径差值为2mm-6mm。6.根据权利要求3所述的电芯结构，其特征在于，所述第一通孔的孔径与所述第二通孔的孔径差值为2mm-6mm。7.根据权利要求3所述的电芯结构，其特征在于，所述第三通孔的孔径为3mm-10mm。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的电芯结构，其特征在于，所述第一通孔开设于所述正极极片的中部位置，所述第二通孔开设于所述负极极片的中部位置，所述第三通孔开设于所述隔膜的中部位置。9.根据权利要求1-7中任意一项所述的电芯结构，其特征在于，所述正极极片为多个，所述负极极片为多个，所述隔膜为多个；多个所述正极极片和多个所述负极极片交错叠合，且在叠合方向上的外侧为所述负极极片。10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的电芯结构。

技术总结
本实用新型提供了一种电芯结构及电池，涉及电池技术领域。该电芯结构包括相叠合的正极极片、负极极片和隔膜。正极极片上开设有第一通孔；负极极片上开设有第二通孔；隔膜上开设有第三通孔；第一通孔、第二通孔和第三通孔相互连通设置，且贯穿形成通道。在叠合方向上，第二通孔的开口轮廓的投影位于第一通孔开口轮廓的内部。本实用新型提供的电池采用了上述的电芯结构。本实用新型提供的电芯结构及电池可以改善现有技术中浸润时间长以及可能出现电芯鼓胀的技术问题。芯鼓胀的技术问题。芯鼓胀的技术问题。


技术研发人员：杨立华
受保护的技术使用者：兰钧新能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/9/3