电芯及电池的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯及电池。


背景技术：

2.锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长等优点在电动汽车领域和储能领域得到广泛应用。电池具有正负极，极耳是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，是在进行充放电时的接触点，这个接触点并不是电池外表的铜片，而是电池内部的一种连接。电池包括壳体、装在壳体内的电池卷芯和电解液以及用于密封壳体的盖板，电池卷芯是由正极片、负极片以及正负极片之间的隔膜卷绕形成的，正极片和负极片上分别设有用于引出电流的正极耳和负极耳，电池卷芯装入壳体之后，需要将从正极片和负极片引出的极耳连接并固定在盖板上。而现有电芯结构在对电池进行组装时，两卷芯合芯后，极耳发生弯曲极易伸入卷芯内部，造成卷芯短路。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种电芯及电池，能够解决现有电芯结构在进行电池组装时，极耳发生弯曲极易伸入卷芯内部，造成卷芯短路的问题。
4.为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种电芯，包括：卷芯，卷芯包括两个极耳，极耳由多层箔片堆叠而成；盖板，盖板包括极柱；以及限位结构，设置在至少一个极耳上，极耳的所有箔片经限位结构收束固定于极柱。
5.进一步地，限位结构和极耳均向远离卷芯的方向弯曲。
6.进一步地，限位结构为套管或绑带或粘胶。
7.进一步地，限位结构采用柔性材料或弹性材料制成；和/或，限位结构的硬度小于极耳的硬度。
8.进一步地，限位结构采用绝缘材料制成；和/或，限位结构包括第一限位分体和第二限位分体，第一限位分体和第二限位分体为一体式结构或分体式结构。
9.进一步地，限位结构包括可拆卸连接地第一限位分体和第二限位分体，第一限位分体和第二限位分体连接并形成用于穿设极耳的安装槽。
10.进一步地，第一限位分体包括第一粘接部，第二限位分体包括第二粘接部，第一粘接部与第二粘接部粘接固定。
11.进一步地，限位结构完全包覆在极耳的外周，限位结构朝向极耳的两个侧壁上均设置有焊接开口，两个焊接开口相对设置，且两个焊接开口均与极耳对应设置。
12.进一步地，限位结构的长度与极耳的长度的比值为a，a的取值范围为0.7≤a≤1。
13.根据本实用新型的另一方面，提供了一种电池，包括：上述的电芯；外壳，电芯安装在外壳内。
14.应用本实用新型的技术方案，设置有限位结构，在两个卷芯合芯的过程中，各箔片会发生弯曲，各箔片的长度相同而位于外侧的箔片由于弯曲程度最大，因此处于绷紧状态，
而位于内侧的箔片弯曲程度较小，处于相对松弛的状态，处于绷紧状态的外侧箔片能够对限位结构进行支撑，由于限位结构将堆叠形成单个极耳的所有箔片都收束在一起，此时，限位结构能够将处于松弛状态的位于内侧的箔片进行拉紧，从而能够避免处于松弛状态的箔片无序弯曲伸入卷芯内部，导致卷芯短路的问题发生。
附图说明
15.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
16.图1示出了本实用新型的实施例的电芯的侧视图；
17.图2示出了本实用新型的实施例的电芯的局部结构示意图；
18.图3示出了本实用新型的一个实施例的电芯的卷芯结构示意图；
19.图4示出了本实用新型的一个实施例的电芯的卷芯侧视图；
20.图5示出了本实用新型的一个实施例的电芯的卷芯结构示意图；
21.图6示出了本实用新型的实施例的电芯的第一限位分体的结构示意图；以及
22.图7示出了本实用新型的实施例的电芯和第二限位分体的结构示意图。
23.其中，上述附图包括以下附图标记：
24.10、卷芯；11、极耳；12、箔片；20、盖板；21、极柱；30、限位结构；31、第一限位分体；311、第一粘接部；32、第二限位分体；321、第二粘接部；40、焊接开口；50、预焊焊印。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
26.结合参见图1和图2所示，本实用新型提供了一种电芯，该电芯包括卷芯10，卷芯10包括两个极耳11，极耳11由多层箔片12堆叠而成；盖板20，盖板20包括极柱21；以及限位结构30，设置在至少一个极耳11上，极耳11的所有箔片12经限位结构30收束固定于极柱21。
27.在本实施例中，电芯包括两个卷芯10，每个卷芯10包括两个极耳11，一个为正极耳一个为负极耳，每个极耳11都是由多层长度相等的箔片12堆叠而成的，各箔片12之间是相互独立的，堆叠形成单个极耳11的所有箔片12先进行预焊并留有预焊焊印50，以将各箔片12的一端连接在一起，然后再将此端与极柱21焊接在一起。在两个卷芯10合芯的过程中，各箔片12会发生弯曲，各箔片12的长度相同，位于外侧的箔片12由于弯曲程度最大，因此处于绷紧状态，而位于内侧的箔片12弯曲程度较小，处于相对松弛的状态，处于绷紧状态的外侧箔片12能够对限位结构30进行支撑，由于限位结构30将堆叠形成单个极耳11的所有箔片12都收束在一起，此时，限位结构30能够将处于松弛状态的位于内侧的箔片12进行拉紧，从而能够避免处于松弛状态的箔片12无序弯曲伸入卷芯10内部，导致卷芯10短路的问题发生。
28.需要说明的是，限位结构30安装在极耳11上后，需要保证极耳11的伸出端预留极耳11与极柱21进行超声焊接时的焊印区。
29.结合参见图1和图2所示，本实用新型的一个实施例中，限位结构30和极耳11均向远离卷芯10的方向弯曲。
30.在本实施例中，两个卷芯10合芯过程中，极耳11和限位结构30向远离卷芯10的方向弯曲，位于外侧的箔片12逐渐处于绷紧状态，并能够对限位结构30进行支撑，由于限位结构30将所有箔片12收束在一起，因此，位于内侧的箔片12能够在限位结构30的拉紧力作用下处于伸展状态，从而能够避免位于内侧的箔片12处于松弛状态无序弯曲伸入卷芯10内部。
31.本实用新型的一个实施例中，限位结构30为套管或绑带或粘胶。
32.在本实施中，限位结构30可以为套管，套设在极耳11上，将堆叠形成单个极耳11的所有箔片12收束在一起，并且在热失控时或极耳11熔断时，限位结构30还能够阻挡熔珠落入卷芯10，避免因此造成的卷芯10短路。相较于常规的采用下止动架支撑极耳，防止卷芯极耳弯曲伸入卷芯内部的方式，由于止动架较厚，占用较大的电芯设计空间，而限位结构30为套管，套设在极耳11上即可，不会占用过多的电芯设计空间。
33.限位结构30还可以为绑带，绑带能够将堆叠形成单个极耳11的所有箔片12绑缚在一起，这样，当两个卷芯10合芯后，处于最外侧的箔片12由于弯曲程度较大，处于绷紧状态，能够对绑带进行支撑，由于绑带将所有箔片12绑缚在一起，因此，位于内侧的箔片12能够在绑带的拉紧力作用下处于伸展状态，从而能够避免处于松弛状态的箔片12无序弯曲伸入卷芯10内部。同理，限位结构30还可以为粘胶。
34.需要说明的是，限位结构30安装在极耳11上后，需要进行热压处理，防止限位结构30发生移位。
35.本实用新型的一个实施例中，限位结构30采用柔性材料或弹性材料制成；限位结构30的硬度小于极耳11的硬度。
36.在本实施例中，限位结构30采用柔性材料或弹性材料制成，这样，当两个卷芯10合芯极耳11发生弯曲时，限位结构30能够随之发生一定的弯曲变形，进而保证限位结构30不会阻碍合芯。另外，限位结构30的硬度小于极耳11的硬度，这样能够避免合芯过程中限位结构30割断极耳11，导致电芯成本增加的问题发生。
37.在一个实施例中，限位结构30采用氟橡胶制成。具有耐高温、耐腐蚀的优点。
38.本实用新型的一个实施例中，限位结构30采用绝缘材料制成。
39.在本实施例中，限位结构30采用绝缘材料制成，防止合芯过程中，限位结构30与盖板20或者卷芯10接触发生短路。
40.本实用新型的一个实施例中，限位结构30包括第一限位分体31和第二限位分体32，第一限位分体31和第二限位分体32为一体式结构或分体式结构。
41.结合参见图6至图7所示，本实用新型的一个实施例中，限位结构30包括可拆卸连接地第一限位分体31和第二限位分体32，第一限位分体31和第二限位分体32连接并形成用于穿设极耳11的安装槽。
42.在本实施例中，限位结构30由两个可拆卸连接地第一限位分体31和第二限位分体32组成，第一限位分体31和第二限位分体32连接为套管结构并形成安装槽，极耳11穿设在安装槽内，此时，限位结构30包覆在由多个箔片12堆叠形成的极耳11的外周。由于第一限位分体31和第二限位分体32是可拆卸地连接的，方便将其安装在极耳11上的不同位置。
43.结合参见图6至图7所示，本实用新型的一个实施例中，第一限位分体31包括第一粘接部311，第二限位分体32包括第二粘接部321，第一粘接部311与第二粘接部321粘接固
定。
44.在本实施例中，第一限位分体31和第二限位分体32粘接固定后为套筒结构，并且两者粘接固定后能够形成用于穿设极耳11的安装槽。安装时，可从极耳11的两侧将第一限位分体31和第二限位分体32粘接扣合在一起，操作更为方便，相较于套设的安装方式，能够减少对极耳11的摩擦损伤。
45.如图5所示，本实用新型的一个实施例中，限位结构30完全包覆在极耳11的外周，限位结构30朝向极耳11的两个侧壁上均设置有焊接开口40，两个焊接开口40相对设置，且两个焊接开口40均与极耳11对应设置。
46.在本实施例中，限位结构30将整个极耳11包覆住，限位结构30上开设有焊接开口40，两个焊接开口40相对设置，并且两个焊接开口40均与极耳11的焊接表面相对，方便将极耳11焊接在盖板20上的极柱21上。
47.本实用新型的一个实施例中，限位结构30的长度与极耳11的长度的比值为a，a的取值范围为0.7≤a≤1。
48.通过上述设置，能够保证限位结构30对极耳11的限位效果，从而能够避免处于松弛状态的箔片12无序弯曲伸入卷芯10内部，造成卷芯10短路或者在产品使用过程中引起短路、起火爆炸等安全风险的问题发生。
49.本实用新型提供了还提供了一种电池，包括：上述的电芯；外壳，电芯安装在外壳内。
50.在本实施例中，电池的电芯具有上述电芯的全部的技术方案和技术效果，此处不再赘述。
51.从以上的描述中，可以看出，本实用新型的上述的实施例实现了如下技术效果：设置有限位结构，在两个卷芯合芯的过程中，各箔片会发生弯曲，各箔片的长度相同而位于外侧的箔片由于弯曲程度最大，因此处于绷紧状态，而位于内侧的箔片弯曲程度较小，处于相对松弛的状态，处于绷紧状态的外侧箔片能够对限位结构进行支撑，由于限位结构将堆叠形成单个极耳的所有箔片都收束在一起，此时，限位结构能够将处于松弛状态的位于内侧的箔片进行拉紧，从而能够避免处于松弛状态的箔片无序弯曲伸入卷芯内部，导致卷芯短路的问题发生。
52.显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
53.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
54.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电芯，其特征在于，包括：卷芯(10)，所述卷芯(10)包括两个极耳(11)，所述极耳(11)由多层箔片(12)堆叠而成；盖板(20)，所述盖板(20)包括极柱(21)；以及限位结构(30)，设置在至少一个所述极耳(11)上，所述极耳(11)的所有所述箔片(12)经所述限位结构(30)收束固定于所述极柱(21)。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述限位结构(30)和所述极耳(11)均向远离所述卷芯(10)的方向弯曲。3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述限位结构(30)为套管或绑带或粘胶。4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述限位结构(30)采用柔性材料或弹性材料制成；和/或，所述限位结构(30)的硬度小于所述极耳(11)的硬度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电芯，其特征在于，所述限位结构(30)采用绝缘材料制成；和/或，所述限位结构(30)包括第一限位分体(31)和第二限位分体(32)，所述第一限位分体(31)和所述第二限位分体(32)为一体式结构或分体式结构。6.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述限位结构(30)包括可拆卸连接地第一限位分体(31)和第二限位分体(32)，所述第一限位分体(31)和所述第二限位分体(32)连接并形成用于穿设所述极耳的安装槽。7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述第一限位分体(31)包括第一粘接部(311)，所述第二限位分体(32)包括第二粘接部(321)，所述第一粘接部(311)与所述第二粘接部(321)粘接固定。8.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述限位结构(30)完全包覆在所述极耳(11)的外周，所述限位结构(30)朝向所述极耳的两个侧壁上均设置有焊接开口(40)，两个所述焊接开口(40)相对设置，且两个所述焊接开口(40)均与所述极耳对应设置。9.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述限位结构(30)的长度与所述极耳(11)的长度的比值为a，a的取值范围为0.7≤a≤1。10.一种电池，其特征在于，包括：权利要求1至9中任一项所述的电芯；外壳，所述电芯安装在所述外壳内。

技术总结
本实用新型提供了一种电芯及电池。该电芯包括：卷芯，卷芯包括两个极耳，极耳由多层箔片堆叠而成；盖板，盖板包括极柱；以及限位结构，设置在至少一个极耳上，极耳的所有箔片经限位结构收束固定于极柱。本实用新型的技术方案的电芯，能够解决现有电芯结构在进行电池组装时，极耳发生弯曲极易伸入卷芯内部，造成卷芯短路的问题。短路的问题。短路的问题。


技术研发人员：娄帅帅 刘道坦
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/8/13