电芯、电池组件和电子设备的制作方法

专利2022-11-17  26


本公开涉及电池组件技术领域,尤其涉及一种电芯、电池组件和电子设备。



背景技术:

随着电子设备的发展,具有较大能量密度的电池备受人们的青睐。电池的能量密度受电池材料、电芯结构和电芯上活性层含量的影响。电芯包括电极片和极耳,通常需要将电极片的两个表面的活性层去除形成极耳槽,然后将极耳焊接于极耳槽,并通过保护层对极耳进行保护。但是,设置极耳槽减少了活性层的含量,这均不利于提升电芯的能量密度。



技术实现要素:

本公开提供了一种改进的电芯、电池组件和电子设备。

本公开的一个方面提供一种电芯,所述电芯包括:

第一电极片、隔膜和第二电极片,顺次叠层卷绕形成裸电芯本体,所述第一电极片位于所述裸电芯本体的最外侧,所述第一电极片包括位于所述裸电芯本体最外侧的第一段电极片,所述第一段电极片包括第一集流体和一层第一活性层,所述第一活性层和所述第一集流体形成第一极耳槽,所述第一极耳槽包括正面和与所述正面相对的背面;以及

第一极耳,与所述第一极耳槽的正面连接。

可选地,所述电芯还包括第一保护组件,所述第一保护组件包括第一保护层,所述第一极耳和所述第一极耳槽的正面贴合有所述第一保护层,所述第一极耳槽的背面贴合有所述第一保护层。

可选地,所述第一保护组件还包括第二保护层,所述第二保护层贴合在位于所述第一极耳槽的内侧的一段所述第二电极片上,所述第二保护层和所述第一极耳槽相对。

可选地,所述第二电极片包括位于所述裸电芯本体的内侧的第二段电极片,所述第二段电极片包括第二集流体和布设于所述第二集流体的两个表面的第二活性层,两层所述第二活性层和所述第二集流体形成第二极耳槽,所述第二极耳槽包括正面和与所述正面相对的背面;

所述电芯还包括第二极耳,所述第二极耳与所述第二极耳槽的正面连接。

可选地,所述电芯还包括第二保护组件,所述第二保护组件包括第三保护层,所述第二极耳和所述第二极耳槽的正面贴合有所述第三保护层,所述第二极耳槽的背面贴合有所述第三保护层。

可选地,所述第二保护组件还包括第四保护层,所述第四保护层贴合在和所述第二极耳槽相邻的所述第一电极片上,所述第四保护层和所述第二极耳槽相对。

可选地,所述第四保护层的数目为两层,一层所述第四保护层贴合在所述第二极耳槽的内侧的一段所述第一电极片上,另一层所述第四保护层贴合在所述第二极耳槽的外侧的一段所述第一电极片上。

可选地,所述电芯还包括固定件,所述固定件将位于最外侧的所述第一电极片的末端固定在所述裸电芯本体的外表面。

本公开的一个方面提供一种电池组件,所述电池组件包括上述提及的任一种所述的电芯。

本公开的一个方面提供一种电子设备,所述电子设备包括上述提及的所述的电池组件。

本公开提供的技术方案至少具有以下有益效果:

本公开实施例提供的电芯,基于第一段电极片的一层第一活性层和第一集流体形成第一极耳槽,在第一段电极片形成第一极耳槽时,需要对一层第一活性层的部分区域进行去除处理,而非对两层第一活性层进行去除处理,这减少了所去除的第一活性层的含量,进而利于提升电芯的能量密度。

附图说明

图1所示为相关技术示出的电芯的结构示意图;

图2所示为相关技术示出的电芯的局部结构侧视图;

图3所示为相关技术示出的电芯的局部结构的正视图;

图4所示为相关技术示出的电芯的局部结构示意图;

图5所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的结构示意图;

图6所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构侧视图;

图7所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构的正视图;

图8所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构示意图;

图9所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构侧视图;

图10所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构正视图;

图11所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本公开。除非另作定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。除非另行指出,“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而且可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。

在本公开说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图1所示为相关技术示出的电芯的结构示意图,图2所示为相关技术示出的电芯的局部结构侧视图,图3所示为相关技术示出的电芯的局部结构的正视图,图4所示为相关技术示出的电芯的局部结构示意图。结合参考图1至图4,电芯包括:第一电极片110、隔膜120、第二电极片130、第一极耳140和第一保护组件150。其中,第一电极片110、隔膜120和第二电极片130顺次叠层卷绕形成裸电芯本体。第一电极片110在两个表面相对挖去部分第一活性层111而形成第一极耳槽112,第一极耳140焊接于第一极耳槽112的正面。第一保护组件150包括第一保护层151和第二保护层152,第一极耳140和第一极耳槽112的正面贴合有一层第一保护层151,第一极耳槽112的背面贴合有一层第一保护层151,位于第一极耳槽112两侧的两段第二电极片130分别贴合有一层第二保护层152,两层第二保护层152均和第一极耳140相对。

但是,第一极耳槽112通过将第一电极片110的两个表面的第一活性层111去除形成,这减少了第一活性层111的含量,不利于提升电芯的能量密度。

为了解决上述问题,本公开实施例提供了一种电芯、电池组件和电子设备,以下结合附图进行详细阐述:

本公开一些实施例提供了一种电子设备,电子设备包括电池组件。电子设备包括但不限于:手机、平板电脑、ipad、数字广播终端、消息收发设备、游戏控制台、医疗设备、健身设备、个人数字助理、智能可穿戴设备、智能电视、扫地机器人、智能音箱等。

本公开实施例提供的电池组件用于为电子设备供电,电池组件包括电芯。电池组件还可以包括电池保护板,电芯与电池保护板连接,电池保护板与电子设备的主板连接,电子设备的主板与充电接口连接。通过电池保护板调整向电芯输入的充电电流和由电芯输出的供电电流。

示例性地,电池组件包括锂离子电池组件,电芯包括锂离子电芯。

图5所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的结构示意图,图6所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构侧视图。结合参考图5和图6,电芯包括:第一电极片210、隔膜220、第二电极片230和第一极耳240。

第一电极片210、隔膜220和第二电极片230顺次叠层卷绕形成裸电芯本体250,第一电极片210位于裸电芯本体250的最外侧,第一电极片210包括位于裸电芯本体250最外侧的第一段电极片211,第一段电极片211包括第一集流体214和一层第一活性层212,第一活性层212和第一集流体214形成第一极耳槽213。第一极耳槽213包括正面和与正面相对的背面,第一极耳240与第一极耳槽213的正面连接。可以理解的是,将位于裸电芯本体250最外侧且只设有一层第一活性层212的部分第一电极片210称为第一段电极片211。示例性地,第一活性层212设有缺口,缺口和第一集流体214形成第一极耳槽213。需要说明的是,第一极耳槽213的正面指的是设有第一活性层212的一面,第一极耳槽213的背面指的是未设置第一活性层212的一面。示例性地,位于裸电芯本体250内部的第一电极片210的两个表面可以均设有第一活性层212,这样,利于提升电芯的能量密度。

基于上述,本公开实施例提供的电芯,基于第一段电极片211的一层第一活性层212和第一集流体214形成第一极耳槽213,在第一段电极片211形成第一极耳槽213时,需要对一层第一活性层212的部分区域进行去除处理,而非对两层第一活性层212进行去除处理,这减少了所去除的第一活性层212的含量,进而利于提升电芯的能量密度。另外,通过对第一活性层212进行去除处理形成第一极耳槽213,还简化了工艺流程,提升生产效率,降低生产成本。

图7所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构的正视图。结合参考图5、图6和图7,电芯还包括第一保护组件260,第一保护组件260包括第一保护层261,第一极耳240和第一极耳槽213的正面贴合有第一保护层261,第一极耳槽213的背面贴合有第一保护层261。需要说明的是,第一保护层261覆盖第一极耳240且贴合在第一极耳槽213的边缘的第一活性层212,第一保护层261贴合在第一极耳槽213背面的第一集流体214上。示例性地,第一保护层261包括第一胶纸。通过第一保护层261保护第一极耳240,避免出现短路等安全问题。而且,由于第一段电极片211的一面设置第一活性层212,第一保护层261贴合于第一极耳槽213的正面和背面,这相较于相关技术中设置两层第一保护层151而言,减少第一保护层261覆盖的第一活性层212的区域,确保第一活性层212有效发挥容量,进而利于提升电芯的能量密度。

相关技术中,继续参考图1至图4,位于第一极耳槽213两侧的两段第二电极片230分别贴合有一层第二保护层152,两层第二保护层152均和第一极耳140相对。这样,第二保护层152覆盖第二电极片130上的第二活性层,影响第二活性层发挥容量,不利于提升电芯的能量密度。而且,第二保护层152还占用了电芯的空间,这也不利于提升电芯的能量密度。为了解决该问题,在一些实施例中,参考图8所示的本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构示意图,第一保护组件260还包括第二保护层262,第二保护层262贴合在位于第一极耳槽213的内侧的一段第二电极片230上,第二保护层262和第一极耳槽213相对。示例性地,第二保护层262包括第二胶纸。由于第一极耳槽213设于最外侧的第一段电极片211上,通过使用一层第二保护层262贴合于第二电极片230即可,这相对于相关技术而言,减少第二保护层262贴合的第二活性层231区域,保证第二活性层231所发挥的容量,而且一层第二保护层262减小所占用的电芯的体积,这利于提升电芯的容量密度。

在一些实施例中,继续参考图6、图7和图8,第一保护组件260还包括保护件263,保护件263可以为保护胶纸,保护件263贴合在第一活性层212的端部和第一集流体214上,用于对第一活性层212的端部进行保护。

图9所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构侧视图,图10所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构的正视图。在一些实施例中,结合参考图9和图10,第二电极片230包括位于裸电芯本体250的内侧的第二段电极片232,第二段电极片232包括第二集流体234和布设于第二集流体234的两个表面的第二活性层231,两层第二活性层231和第二集流体234形成第二极耳槽233,第二极耳槽233包括正面和与正面相对的背面;电芯还包括第二极耳270,第二极耳270与第二极耳槽233的正面连接。可以理解的是,通过在两层第二活性层231的相对区域挖去部分第二活性层231来形成第二极耳槽233。示例性地,第一极耳240为正极耳,第二极耳270为负极耳,第一电极片210为正电极片,第二电极片230为负电极片,第二极耳270的位置可以和相关技术中第二极耳270的位置相同,以避免因调整位置引入较大的电阻。

在一些实施例中,继续参考图9和图10,电芯还包括第二保护组件280,第二保护组件280包括第三保护层281,第二极耳270和第二极耳槽233的正面贴合有第三保护层281,第二极耳槽233的背面贴合有第三保护层281。示例性地,第三保护层281包括第三胶纸。通过第三保护层281对第二极耳槽233和第二极耳270进行保护,避免出现短路等安全问题。

图11所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构示意图。在一些实施例中,参考图11,第二保护组件280还包括第四保护层282,第四保护层282贴合在和第二极耳槽233相邻的第一电极片210上,第四保护层282和第二极耳槽233相对。示例性地,第四保护层282包括第四胶纸。通过第四保护层282和第三保护层281配合,有效对第二极耳270进行保护,避免第二极耳270与其他部分之间出现短路等安全隐患。

在一些实施例中,继续参考图11,第四保护层282的数目为两层,一层第四保护层282贴合在第二极耳槽233的内侧的一段第一电极片210上,另一层第四保护层282贴合在第二极耳槽233的外侧的一段第一电极片210上。换言之,第一极耳槽213位于两段第一电极片210之间。需要说明的是,本公开所涉及的“内侧”和“外侧”均以裸电芯本体250的内侧和外侧为基准。这样,通过两层第四保护层282和第三保护层281配合对第二极耳270进行保护,避免第二极耳270与其他部分之间出现短路等安全隐患。

在一些实施例中,继续参考图5,电芯还包括固定件290,固定件290将位于最外侧的第一电极片210的末端固定在裸电芯本体250的外表面。这样,稳定裸电芯本体250的结构。示例性地,固定件290包括胶纸,胶纸将位于最外侧的第一电极片210的末端粘结在裸电芯本体250的外表面。

综上,本公开实施例提供的电芯、电池组件和电子设备,基于第一段电极片211设有一层第一活性层212,在第一段电极片211形成第一极耳槽213时,需要对一层第一活性层212的部分区域进行去除处理,而非对两层第一活性层212进行去除处理,这减少了所去除的第一活性层212的含量,进而利于提升电芯的能量密度。另外,还简化了工艺流程,提升生产效率,降低生产成本。通过第一保护层261和第二保护层262配合保护第一极耳240,避免出现短路问题。而且,基于第一段电极片211的设置,使用一层第二保护层262,这减少了第二保护层262占用的空间,利于提升电芯的能量密度。通过第二保护组件280对第二电极片230进行保护,以确保电芯安全使用。

本公开上述各个实施例,在不产生冲突的情况下,可以互为补充。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开保护的范围之内。


技术特征:

1.一种电芯,其特征在于,所述电芯包括:

第一电极片、隔膜和第二电极片,顺次叠层卷绕形成裸电芯本体,所述第一电极片位于所述裸电芯本体的最外侧,所述第一电极片包括位于所述裸电芯本体最外侧的第一段电极片,所述第一段电极片包括第一集流体和一层第一活性层,所述第一活性层和所述第一集流体形成第一极耳槽,所述第一极耳槽包括正面和与所述正面相对的背面;以及

第一极耳,与所述第一极耳槽的正面连接。

2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述电芯还包括第一保护组件,所述第一保护组件包括第一保护层,所述第一极耳和所述第一极耳槽的正面贴合有所述第一保护层,所述第一极耳槽的背面贴合有所述第一保护层。

3.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,所述第一保护组件还包括第二保护层,所述第二保护层贴合在位于所述第一极耳槽的内侧的一段所述第二电极片上,所述第二保护层和所述第一极耳槽相对。

4.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第二电极片包括位于所述裸电芯本体的内部的第二段电极片,所述第二段电极片包括第二集流体和布设于所述第二集流体的两个表面的第二活性层,两层所述第二活性层和所述第二集流体形成第二极耳槽,所述第二极耳槽包括正面和与所述正面相对的背面;

所述电芯还包括第二极耳,所述第二极耳与所述第二极耳槽的正面连接。

5.根据权利要求4所述的电芯,其特征在于,所述电芯还包括第二保护组件,所述第二保护组件包括第三保护层,所述第二极耳和所述第二极耳槽的正面贴合有所述第三保护层,所述第二极耳槽的背面贴合有所述第三保护层。

6.根据权利要求5所述的电芯,其特征在于,所述第二保护组件还包括第四保护层,所述第四保护层贴合在和所述第二极耳槽相邻的所述第一电极片上,所述第四保护层和所述第二极耳槽相对。

7.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,所述第四保护层的数目为两层,一层所述第四保护层贴合在所述第二极耳槽的内侧的一段所述第一电极片上,另一层所述第四保护层贴合在所述第二极耳槽的外侧的一段所述第一电极片上。

8.根据权利要求1~7任一项所述的电芯,其特征在于,所述电芯还包括固定件,所述固定件将位于最外侧的所述第一电极片的末端固定在所述裸电芯本体的外表面。

9.一种电池组件,其特征在于,所述电池组件包括权利要求1~8任一项所述的电芯。

10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括权利要求9所述的电池组件。

技术总结
本公开提供了一种电芯、电池组件和电子设备。电芯包括:第一电极片、隔膜、第二电极片和第一极耳。第一电极片、隔膜和第二电极片顺次叠层卷绕形成裸电芯本体,第一电极片位于裸电芯本体的最外侧,第一电极片包括位于裸电芯本体最外侧的第一段电极片,第一段电极片包括第一集流体和一层第一活性层,第一活性层和第一集流体形成第一极耳槽,第一极耳槽包括正面和与正面相对的背面。第一极耳与第一极耳槽的正面连接。基于第一段电极片的一层第一活性层和第一集流体形成第一活性层,在第一段电极片形成第一极耳槽时,需要对一层第一活性层的部分区域进行去除处理,这减少了所去除的第一活性层的含量,利于提升电芯的能量密度。

技术研发人员:包政海
受保护的技术使用者:北京小米移动软件有限公司
技术研发日:2020.09.28
技术公布日:2021.04.06

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