一种电池电芯及电池模组的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池电芯及电池模组。


背景技术：

2.现有的电池模组中，正极极耳位于长度方向的一端，负极极耳位于长度方向的另外一端。在充放电过程中，电子通过基材汇聚到两端的极柱上，部分电子需要穿越整个长度方向，导致电芯的内阻增加。同时极片上部分料区离极耳较远，在大功率充放电的时候会导致该区域存在析锂的风险，限制了该电芯在大功率充放电方面的运用。
3.铝壳电芯制造过程中，盖板需要和极耳焊接在一起或者极耳先和连接片焊接，连接片再和盖板焊接，电芯在组装的时候，内部需要预留空间给到焊接位置，以保证焊接区域不会挤压到极片。而现有技术中在设计电芯时不仅仅是焊接位置预留了空间，而是在整个头部都预留同样大小的空间，除了焊接位置实际占用外，其他区域空间白白浪费了，导致空间利用率不高。
4.因此，亟需一种电池电芯，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种电池电芯及电池模组，能够利用电池的内部空间且提高电池的能量密度。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.提供一种电池电芯，包括至少一个芯包，所述芯包包括：
8.正极片，沿长度方向设置有正极耳槽，所述正极耳槽设置有正极耳，所述正极耳凸出于所述正极耳槽；
9.负极片，沿长度方向设置有负极耳槽，所述负极耳槽设置有负极耳，所述负极耳凸出于所述负极耳槽；
10.隔膜，所述隔膜设于所述正极片与所述负极片之间。
11.作为上述电池电芯的一种优选技术方案，所述正极耳槽的长度大于所述负极耳槽的长度。
12.作为上述电池电芯的一种优选技术方案，所述正极耳槽设置于所述正极片的中部，所述负极耳槽设置于所述负极片的中部。
13.作为上述电池电芯的一种优选技术方案，所述芯包还包括隔膜，所述隔膜上开设有与所述负极耳槽以及所述正极耳槽对应的凹槽，所述凹槽的槽底高于所述负极耳槽以及所述正极耳槽的槽底。
14.作为上述电池电芯的一种优选技术方案，所述正极耳包括正极涂料区和正极空箔区，所述正极涂料区位于所述正极空箔区的下方，且所述正极涂料区与所述正极耳槽的槽底连接。
15.作为上述电池电芯的一种优选技术方案，设所述正极耳的正极耳第一侧壁到所述
正极耳槽的正极第一槽壁的距离为d1，所述正极耳的宽度为e1，所述正极耳的正极耳第二侧壁到所述正极耳槽的正极第二槽壁的距离为f1，f1＞ (d1 e1)。
16.作为上述电池电芯的一种优选技术方案，所述负极耳包括负极涂料区和负极空箔区，所述负极涂料区位于所述负极空箔区的下方，且所述负极涂料区与所述负极耳槽的槽底连接。
17.作为上述电池电芯的一种优选技术方案，设所述负极耳的负极耳第二侧壁到所述负极耳槽的负极第二槽壁的距离为f2，所述负极耳的宽度为e2，所述负极耳的负极耳第一侧壁到所述负极耳槽的负极第一槽壁的距离为d2，d2＞(f2 e2)。
18.作为上述电池电芯的一种优选技术方案，设所述正极片的长度为a1，所述负极片的长度为a2，所述正极片的宽度为b1，所述负极片的宽度为b2，a1＜a2， b1＜b2。
19.本实用新型还提供了一种电池模组，包括如上任一方案所述的电池电芯。
20.本实用新型有益效果：
21.本实用新型中，正极耳凸出于正极片设置，负极耳凸出于负极片设置，当电芯装入壳体内后，极耳高出极片的部分会被电池盖下压，极耳凸出部分被压弯后直接能和盖板焊接，从而减少装配流程。通过正极片与负极片的凸出设计，能够将芯包头部与电池盖之间的空间填充，从而有效的利用空间，避免空间浪费，提高锂离子电池的能量密度。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的电池电芯的芯包的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的电池电芯的正极片的结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例提供的电池电芯的负极片的结构示意图；
25.图4是本实用新型实施例提供的电池电芯的正极片的标注尺寸结构示意图；
26.图5是本实用新型实施例提供的电池电芯的负极片的标注尺寸结构示意图。
27.图中：
28.1、正极片；11、正极耳槽；111、正极第一槽壁；112、正极第二槽壁；2、正极耳；21、正极空箔区；22、正极涂料区；23、正极耳第一侧壁；24、正极耳第二侧壁；3、负极片；31、负极耳槽；311、负极第一槽壁；312、负极第二槽壁；4、负极耳；41、负极空箔区；42、负极涂料区；43、负极耳第一侧壁； 44、负极耳第二侧壁。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
30.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
33.现有技术中，锂离子电池的电芯中，两个极耳的顶壁和卷绕或叠加好的正负极片的边缘之间存在一定的高度差，当电芯装入电池壳内后，高度差所对应的区域不能被有效的利用，从而造成电池内的空间浪费，也降低了电池的能量密度。针对上述技术问题，本实用新型的实施例中提供了一种电池模组，该电池模组包括电池电芯，该电池电芯能够将极耳与极片之间的高度差的空间区域有效利用，提高电池内的空间利用率且能够提高电池的能量密度。
34.具体地，本实用新型的实施例中提供了一种电池电芯，该电池电芯包括至少一个芯包，电池电芯有单芯包或双芯包组成。如图1-3所示，每个芯包均包括正极片1、负极片3和间隔设置于正极片1与负极片3之间的隔膜。其中正极片1沿长度方向设置有正极耳槽11，正极耳槽11设置有正极耳2，正极耳2凸出于正极耳槽11设置；负极片3沿长度方向设置有负极耳槽31，负极耳槽31 设置有负极耳4，负极耳4凸出于负极耳槽31设置。极耳凸出于极耳槽设置，且极耳设置在极耳槽内，当电芯装入壳体内后，极耳凸出的部分会被电池盖下压，极耳被电池盖压弯的部分能直接和盖板焊接，从而减少装配流程。通过正极片1与负极片3的凸出设计，能够将芯包头部与电池盖之间的空间填充，从而有效的利用空间，避免空间浪费，提高锂离子电池的能量密度。
35.另外，极耳凸出部分能够与电池盖直接焊接，省去了连接片，可减少后期的设备投入以及减少工序时间。
36.可选地，在本实施例中，为了保证芯包能够正常工作，正极耳槽11的高度度大于负极耳槽31的高度。
37.可选地，正极耳槽11沿正极片1的长度方向设置，且正极耳槽11设置于正极片1的中部，负极耳槽31沿负极片3的长度方向设置，且负极耳槽31设置于负极片3的中部。如此设置，可使极片两端的电子流向极耳的路径变短，电子流向极耳的路径长则内阻大，而路径短，则内阻小，故路径变短可显著提升电芯大倍率充放电的上限，丰富该电芯的使用场景。
38.可选地，隔膜上开设有与负极耳槽31以及正极耳槽11对应的凹槽，凹槽能够在极耳被弯折后对部分弯折部分的极耳进行收纳，凹槽的槽底高于负极耳槽31以及正极耳槽11的槽底，以防止极耳弯折量大而影响使用。
39.可选地，在本实施例中，正极片1基材为铝箔。正极耳2包括正极涂料区 22和正极空箔区21，正极涂料区22涂覆有正极涂料，沿正极耳2的高度方向，正极空箔区21位于正极涂料区22的上方，正极涂料区22与负极正极耳槽11 的槽底连接。正极空箔区21往电芯方向弯折，且直接与电池盖焊接，省去了通过连接片焊接电池盖的步骤，提高装配效率。
40.可选地，在本实施例中，负极片3基材为铜箔。负极耳4包括负极涂料区 42和负极空箔区41，负极涂料区42涂覆有负极涂料，沿负极耳4高度方向，负极空箔区41位于负极涂料区42的上方，负极涂料区42与负极耳槽31的槽底连接。负极空箔区41直接与电池盖焊接，如此设置，不需要增加连接片即可直接与电池盖焊接，节省步骤以提高装配效率。
41.如图4和图5所示，正极片1与负极片3堆叠后，正极耳2和负极耳4间隔设置，为此，在本实施例中，设正极耳2的正极耳第一侧壁23到正极耳槽11 的正极第一槽壁111的距离为d1，正极耳2的宽度为e1，正极耳2的正极耳第二侧壁24到正极耳槽11的正极第二槽壁112的距离为f1，f1＞(d1 e1)。如此设置用于定位正极耳2，避免正极片1与负极片3叠合后正极耳2与负极耳4接触导致短路。在一实施例中，为适应正极耳槽11的开设，正极片1的尺寸需进行限定，例如，设正极片1的宽度为b1，b1小于50mm，正极片1的长度为a1， 10≤a1/b1≤100。在一实施例中，设正极耳第二侧壁24到该正极耳第二侧壁24 相邻的正极片的短边的距离为f1 g1，a1/2≤(f1 g1)≤a1，正极第二槽壁112到与该正极第二槽壁112相邻的正极片1的短边距离为g1，正极第一槽壁111与该正极第一槽壁111相邻的正极片1的短边距离为c1，g1≤c1。a1＝c1 g1 e1 f1 g1，设正极涂料区22的高度为k1，k1＜b1，设正极空箔区21的高度为h1，h1≤15mm。
42.其中，d1取值范围为0mm-50mm，其中d1可取5mm、10mm、15mm、20mm、 25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm。e1取值范围为0mm-100mm，其中e1可取10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm 或100mm。
43.上述尺寸关系，能够便于正极耳槽和正极耳的定位，另外对于正极片1长宽的限定，能够使该正极片1与对应尺寸的电芯适配。
44.设负极耳4的负极耳第二侧壁44到负极耳槽31的负极第二槽壁312的距离为f2，负极耳4的宽度为e2，负极耳4的负极耳第一侧壁43到负极耳槽31 的负极第一槽壁311的距离为d2，(f2 e2)≤d2。其中负极片3的宽度为b2，b2小于50mm，负极片3的长度为a2，10≤a2/b2≤100。设负极耳第二侧壁44到该负极耳第二侧壁44相邻的负极片3的短边的距离f2 g2，a2/2≤(f2 g2)≤a2，设负极第二槽壁312到与该负极第二槽壁312相邻的负极片3的短边距离为g2，负极第一槽壁311与该负极第一槽壁311相邻的负极片3的短边距离为c2，g2≤c2。a2＝c2 g2 e2 f2 g2，设负极涂料区42的高度为k2，负极片3的高度b2，k2＜b2，负极空箔区41的高度为h2，h2≤15mm。
45.上述尺寸关系，能够便于负极耳槽和负极耳的定位，另外对于负极片3长宽的限定，能够使该负极片3与对应尺寸的电芯适配。
46.正极片1和负极片3之间存在如下关系，其中a1＜a2，b1＜b2，c1＜c2，g1＜ g2，(d2 e2 f2)＜(d1 e1 f1)，k1≤k2。如此设置，能够使正极片1与负极片3在堆叠后正极耳2和负极耳4不会接触，二者可间隔设置，避免短路。
47.此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。