电芯和具有其的储能设备的制作方法

1.本实用新型涉及电池制造技术领域，更具体地，涉及电芯和具有其的储能设备。


背景技术：

2.相关技术中，多个极耳归拢到一起以进行焊接，最外侧极耳会偏离自身位置。由于极耳层数较多，外侧极耳在归拢过程中容易发生撕扯，造成外侧极耳撕裂。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出电芯，所述电芯内的极耳可以防止在归拢过程中外侧极耳撕裂。
4.本实用新型的另一个目的在于提出具有上述电芯的储能设备。
5.根据本实用新型实施例的电芯，包括：多个极耳，其中，极性相同的所述极耳层叠分布且长度沿设定方向呈等差变化，且多个所述极耳向长度最短的所述极耳靠拢且连接。
6.根据本实用新型实施例的电芯，通过极性相同的极耳的长度设置为等差变化，使得极耳的变形量也不同，多个极耳向长度最短的极耳靠拢且连接时，极耳的长度差异可以抵消靠拢过程产生的移动距离，避免极耳靠拢过程中产生的撕裂，有利于保证电芯的导流性能，并且极耳加工容易，生产效率高，生产成本低，使用安全可靠。
7.另外，根据本实用新型上述实施例的电芯和具有其的储能设备还可以具有如下附加的技术特征：
8.根据本实用新型一些实施例的长度最长的所述极耳的长度为h，长度呈等差变化的多个所述极耳中，任意相邻两个所述极耳的公差为kh，其中，0.005≤k≤0.01。
9.根据本实用新型的一些实施例，20mm≤h≤25mm。
10.根据本实用新型的一些实施例，长度最短的所述极耳的长度为l，且l≥h/2。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述设定方向为从中间向两侧，且在所述设定方向上，极性相同的多个所述极耳的长度递增。
12.根据本实用新型的一些实施例，极性相同的所述极耳为奇数个，且在所述设定方向上，位于中间的所述极耳的长度最短；或者，极性相同的所述极耳为偶数个，且在所述设定方向上，位于中间的两个所述极耳的长度相等且最短。
13.根据本实用新型的一些实施例，极性相同的多个所述极耳的端部平齐。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述极耳包括连接段和延伸段，所述延伸段连接所述连接段和所述电芯的极片，其中，多个所述极耳的所述连接段焊接相连；多个所述极耳的所述延伸段朝向所述连接段彼此靠近延伸。
15.根据本实用新型的一些实施例，长度最短的所述极耳的所述延伸段沿直线或圆弧延伸，其他所述极耳的所述延伸段沿圆弧延伸。
16.根据本实用新型实施例的储能设备，包括根据本实用新型实施例的电芯。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述
中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型实施例的电芯的奇数个极耳结构示意图，其中，极耳未进行连接；
20.图2是根据本实用新型实施例的电芯的极片组的结构示意图，其中，极耳未进行连接；
21.图3是根据本实用新型实施例的奇数个极耳连接状态下的结构示意图；
22.图4是图3中圈示a处的局部结构放大图；
23.图5是根据本实用新型实施例的偶数个极耳连接状态下的结构示意图；
24.图6是图5中圈示b处的局部结构放大图；
25.图7是根据本实用新型一些实施例的电芯的结构示意图。
26.附图标记：
27.电芯100；
28.极片组10；极片11；极耳12；连接段122；延伸段123。
具体实施方式
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。
31.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
32.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的电芯100和具有其的储能设备。
33.参照图1-图7所示，根据本实用新型实施例的电芯100可以包括：多个极耳12。
34.在一些实施例中，电芯100还可以包括极片11，极耳12的一端与极片11相连形成一个极片组10。其中，多个极耳12可以包括正极极耳和负极极耳，对应的极片11可以包括正极片与负极片。通过设置极耳12可以将相同极性的极片11相互之间连接起来，形成整体，有利
于提高电芯100的能量密度。
35.在一些具体的实施例中，如图2所示，极耳12可以通过焊接的方式与极片11相连，这样可以避免在极片11上裁剪出极耳12造成的材料浪费。在另一些具体的实施例中，可以在极片11上通过裁剪得出与之一体的极耳12，这样可以避免漏焊造成极片11与极耳12的断连。
36.此外，极性不同的极耳12可以朝向同一个方向，例如图1所示的正极极耳和负极极耳均朝上，或者极性不同的极耳12可以朝向不同方向排布，例如图7所示的正极极耳朝上，负极极耳朝下，避免正、负极极耳接触导致电芯100短路。
37.极耳12在靠拢过程中容易发生断裂。在一些相关技术中，通过调整极耳12焊接机的参数，如功率、振幅、时间、压力等，用来优化极耳12焊接撕裂的情况，但是这种方式对于厚电芯100作用不大，尤其是极耳12层数超过80层的电芯100，同时也容易产生虚焊、过焊的风险。在另一些相关技术中，通过使用较厚的箔材进行焊接，例如铜箔使用6微米，铝箔使用的是12微米，加厚箔材的厚度，可以有效的避免极耳12焊接撕裂，但是增加了箔材的成本，减少了电芯100的容量。
38.而在本实用新型的实施例中，如图1-图6所示，极性相同的极耳12层叠分布，且极性相同的极耳12的长度沿设定方向呈等差变化，来解决极耳12容易断裂的问题。
39.这里，设定方向可以是极性相同的多个极耳12沿层叠分布的方向从一端指向另一端。例如位于层叠分布方向的一端的极耳12长度最短，而另一端的极耳12长度最长。
40.或者，设定方向也可以是极性相同的多个极耳12沿层叠分布的方向从中间指向两端。例如，位于中间的极耳12长度最短，由中间向两端的极耳12的长度依次递增。
41.需要说明的是，相邻两个极性相同的极耳12之间的间距可以相等，也可以不等。
42.此外，如图1-图6所示，极性相同的多个极耳12向长度最短的极耳12靠拢且连接。例如在一些实施例中，极性相同的多个极耳12向层叠分布方向的一端靠拢，以使多个极耳12连接形成一个整体。在另一些实施例中，极性相同的多个极耳12向层叠分布方向的中间靠拢，以使多个极耳12连接形成一个整体。
43.层叠分布的多个极耳12中，与长度最短的极耳12的间距越大，在靠拢的过程中所需要移动的距离越大。通过极性相同的极耳12的长度设置为等差变化，使所需移动距离越大的极耳12长度越长，从而抵消靠拢过程产生的距离，避免极耳12靠拢连接过程中产生撕裂。
44.尤其对于厚度较大的电芯100，改善极耳12撕裂、断裂的效果更显著。电芯100可以设置成更大的厚度，实现单体电芯100厚度的突破，即使极耳12层数超过80层也不易发生断裂问题，并且极耳12焊接过程的参数设置更灵活。
45.此外，极耳12无需选择更厚的材质，由此，降低了生产成本，保证了电芯100的导流能力、输出电流能力，避免电芯发热。并且还可以避免极耳12断裂刺破电芯100的隔膜而造成短路，避免发生安全事故。
46.另外，长度不同的多个极耳12采用等差变化，可以降低极耳12的加工难度，提高加工精度和加工效率，并且在装配过程中，不同长度的极耳12位置不易摆放错误，有利于实现电芯100的平台化生产。
47.根据本实用新型实施例的电芯100，通过极性相同的极耳12的长度设置为等差变
化，使得极耳12的变形量也不同，多个极耳12向长度最短的极耳12靠拢且连接时，极耳12的长度差异可以抵消靠拢过程产生的移动距离，避免极耳12靠拢过程中产生的撕裂，有利于保证电芯100的导流性能，并且极耳12加工容易，生产效率高，生产成本低，使用安全可靠。
48.根据本实用新型的一些实施例，如图1-图3所示，长度最长的极耳12的长度为h，长度呈等差变化的多个极耳12中，任意相邻两个极耳12的公差为kh，其中，k满足0.005mm≤k≤0.01mm，例如，电芯100的相同极性的多个极耳12中，若第一个模切位的极耳12的长度最长且长度为h、第二个模切位的极耳12高度为h1、第三个模切位的极耳12高度为h2、
……
、第n个模切位的极耳12高度为h
n-1
。对应的，h1比h小kh，0.005mm≤k≤0.01mm，即h1＝h-kh，h2比h1小kh，即h2＝h
1-kh，依次类推，h
n-1
比h
n-2
小kh，即h
n-1
＝h
n-2-kh。
49.通过设置公差kh，可以使极性相同的极耳12长度沿设定方向呈等差变化，同时有利于批量化生产极耳12。并且在上述公差范围内，既能有效解决极耳12断裂的问题，又能避免公差过大导致极耳12靠拢变形困难。
50.根据本实用新型的一些实施例，如图1-图4所示，长度最长的极耳12的长度h满足20mm≤h≤25mm。在一些实施例中，极耳12的长度h可以选取20mm、21mm、22mm、23mm、24mm或25mm等。
51.通过长度最长的极耳12的长度h≥20mm，可以保证长度等差变化的多个极耳12均能够有效、可靠连接。通过长度最长的极耳12的长度h≤25mm，可以避免极耳12过长导致电阻增大，有利于提高极耳12的导流性能。
52.根据本实用新型的一些实施例，如图1-图5所示，长度最短的极耳12的长度为l，且l≥h/2，有利于降低极耳12连接时的工艺难度，保证连接的可靠性。比如，l可以选取10mm、11mm或12mm等。
53.根据本实用新型的一些实施例，如图1-图5所示，设定方向为从中间向两侧，且在设定方向上，极性相同的多个极耳12的长度递增。换言之，层叠分布的极耳12中，中间的极耳12长度最短，由中间极耳12向两侧排布的极耳12的长度依次递增，且相邻极耳12之间递增的数值为kh，以形成如图1所示的v型分布。有利于多个极耳12向长度最短的极耳12靠拢，且连接后极耳12的总高度更低，有利于提升极耳12连接后的稳定性。
54.根据本实用新型的一些实施例，如图1-图6所示，极性相同的极耳12为奇数个，且在设定方向上，位于中间的极耳12的长度最短，或者，极性相同的极耳12为偶数个，且在设定方向上，位于中间的两个极耳12的长度相等且最短。
55.在一些具体实施例中，电芯100内的极片11按照正极极片、隔膜、负极极片、隔膜、
……
、负极极片、隔膜及正极极片的规律排列。对应的，正极极片的数量为奇数，负极极片的数量为偶数。
56.正极极片对应的极耳12向长度最短的极耳12靠拢且连接时，极性相同的极耳12在设定方向上位于中间的极耳12有且仅有一个。
57.负极极片对应的极耳12向长度最短的极耳12靠拢且连接时，极性相同的极耳12在设定方向上位于中间的极耳12有两个。
58.在另一些具体实施例中，电芯100内的极片11可以是负极极片、隔膜、正极极片、隔膜、负极极片、
……
、隔膜及负极极片的规律排列，对应的，正极极片的数量为偶数，负极极片的数量为奇数。
59.正极极片对应的极耳12向长度最短的极耳12靠拢且连接时，极性相同的极耳12在设定方向上位于中间的极耳12有两个。
60.负极极片对应的极耳12向长度最短的极耳12靠拢且连接时，极性相同的极耳12在设定方向上位于中间的极耳12有且仅有一个。
61.因此，当极耳12为奇数个时，位于中间的极耳12的长度最短，当极耳12为偶数个时，位于中间的两个极耳12的长度相等且最短。
62.根据本实用新型的一些实施例，如图1-图6所示，极性相同的多个极耳12的端部平齐，多个极耳12向长度最短的极耳12靠拢且连接后，极耳12端部无需进行裁剪，有利于降低极耳12生产成本。并且极耳12连接完成后的总高度更小，结构更紧凑。
63.根据本实用新型的一些实施例，如图1-图6所示，极耳12包括连接段122和延伸段123，这里连接段122和延伸段123的长度之和即为极耳12的长度。延伸段123连接连接段122和电芯100的极片11，其中，多个极耳12的连接段122焊接相连，有利于提升极耳12之间的连接的稳定性，避免震动、撞击等造极耳12分离。多个极耳12的延伸段123朝向连接段123彼此靠近延伸，以实现多个极耳12的靠拢，便于提高多个连接段122的连接稳定性。
64.根据本实用新型的一些实施例，如图2-图6所示，长度最短的极耳12的延伸段123沿直线或圆弧延伸。在一些具体实施例中，极性相同的极耳12数量为奇数时，长度最短的极耳12有且仅有一个，当两侧极耳12向着中间的极耳12靠拢并与中间极耳12连接时，长度最短的极耳12的延伸段123由于不需要向任一方偏移，因此长度最短的极耳12的延伸段123沿直线延伸。
65.在另一些具体实施例中，如图2-图6所示极性相同的极耳12数量为偶数时，长度最短的极耳12有两个，当两侧极耳12向着中间的极耳12靠拢并与中间极耳12连接时，长度最短的两个极耳12也可以彼此靠拢并连接在一起，因此长度最短的极耳12的延伸段123沿圆弧延伸。
66.此外，其余极耳的延伸段123向中间极耳12靠拢，并且延伸段123均沿圆弧延伸，自然圆弧弯曲结构，可以降低极耳12的拉扯变形，避免极耳12撕裂的效果更好。其中可以理解的是，与长度最短的极耳12的距离越远的极耳12，其延伸段123的圆弧弧度越大，以满足较大变形量的需求，完成靠拢。
67.在一些实施例中，电芯100可以是叠片电芯和绕卷电芯中的任一种，且叠片电芯100的形状可以是圆柱形或方形。
68.在一些实施例中，以单个电芯100内的极片12为单元形成模切极片，模切完成后，进入下一个极片12的模切。在一些具体实施例中，模切的方式是激光模切，并根据单体电芯100的极片12需求(例如需求n层极片12)，对激光模切的模切轨迹进行设定，从而模切出不同长度的极耳12。
69.在一些实施例中，模切完成后，电芯100的极片12进行叠片，叠片完成后进行热压、短路测试及对齐度检测等。
70.根据本实用新型另一方面实施例的储能设备，包括上述实施例的电芯100。
71.由于根据本实用新型实施例电芯100具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的储能设备通过极性相同的极耳12的长度设置为等差变化，使得极耳12的变形量也不同，多个极耳12向长度最短的极耳12靠拢且连接时，极耳12的长度差异可以抵消靠
拢过程产生的移动距离，避免极耳12靠拢过程中产生的撕裂，有利于保证电芯100的导流性能，并且极耳12加工容易，生产效率高，生产成本低，使用安全可靠。
72.根据本实用新型实施例的储能设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
73.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
74.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
75.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。