CN114430086A

CN114430086A - 电芯组件及电池

Info

Publication number: CN114430086A
Application number: CN202210088518.XA
Authority: CN
Inventors: 郑万新; 吴明杰; 农文彬
Original assignee: Dongguan Poweramp Technology Ltd
Current assignee: Dongguan Poweramp Technology Ltd
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2022-05-03

Abstract

本申请涉及新能源技术领域，公开了一种电芯组件，其包括电芯和结构件。电芯包括壳体、电极组件以及极耳；壳体包括第一部分和第二部分，第一部分包覆电极组件，第二部分自第一部分的周边延伸形成；极耳连接于电极组件，并从第二部分延伸出壳体。结构件包括两个沿第一方向相对设置的第一结构部分，第二部分夹持于两个第一结构部分之间。当电芯受到来自外部的冲击力，可能引起电解液或电极组件冲击第二部分时，第一结构部分对第二部分施加的夹持力可限制壳体破损，降低漏液风险，提高电芯的安全性能。另外，本申请还公开了一种采用多个上述电芯组件的电池，多个电芯组件沿第一方向堆叠设置。

Description

电芯组件及电池

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及一种电芯组件及电池。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、高性价比、自放电低且无记忆效应等优点，逐渐被人们所重视，其广泛应用于各种数码产品、储能***及汽车动力***中。

锂离子电池的电芯通常采用铝壳、钢壳或者软壳进行封装，由于电芯的极耳需要从壳体内延伸至壳体外，因此壳体在极耳穿出的一端设计有密封部。密封部的密封效果直接影响电芯的性能。现有技术并未对壳体的密封部进行特别防护，因此在电芯受到外部冲击力时，密封部存在较高的破损风险。

发明内容

本申请的首要目的是提供一种安全性好、可靠性高的电芯组件。

为了实现上述目的，本申请提供一种电芯组件，其包括电芯和结构件。所述电芯包括壳体、电极组件以及极耳。所述壳体包括第一部分和第二部分，所述第一部分包覆所述电极组件，所述第二部分自所述第一部分的周边延伸形成。所述极耳连接于所述电极组件，并从所述第二部分延伸出所述壳体。所述结构件包括两个沿第一方向相对设置的第一结构部分，所述第二部分夹持于两个所述第一结构部分之间。

当所述电芯受到来自外部的冲击力，可能引起电解液或所述电极组件冲击所述第二部分时，所述第一结构部分对所述第二部分施加的夹持力可限制所述壳体破损，降低漏液风险，提高电芯的安全性能。

本申请的一些实施例中，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体包括第一区域和第二区域，所述第二区域自所述第一区域的周边向外延伸形成。所述第二壳体包括第三区域和第四区域，所述第四区域自所述第三区域的周边向外延伸形成。

所述第一区域和所述第三区域沿所述第一方向相对设置，形成所述第一部分，所述电极组件夹持于所述第一区域与所述第三区域之间。所述第二区域和所述第四区域重合并密封连接，形成所述第二部分，以限制所述壳体内的电解液泄露。

本申请的一些实施例中，所述第一区域为冲压形成的凹部。

本申请的一些实施例中，所述第三区域为冲压形成的凹部。

本申请的一些实施例中，所述第二部分包括第一密封部，所述极耳从所述第一密封部延伸出所述壳体，所述第一密封部夹持于两个所述第一结构部分之间。所述第一结构部分对所述第一密封部施加的夹持力可在电解液或所述电极组件冲击所述第一密封部时限制所述第一壳体的第二区域与所述第二壳体的第四区域相分离，提高所述电芯的安全性能。

本申请的一些实施例中，所述第二部分还包括两个第二密封部，两个所述第二密封部在第二方向上相对设置，所述第二方向垂直于所述第一方向。

本申请的一些实施例中，所述电芯包括密封胶，所述密封胶包括位于所述第二区域和所述第四区域之间的第一区段和位于所述壳体外的第二区段，所述第一区段在所述第一方向上覆盖所述极耳，可增强所述第一密封部在所述极耳穿出位置的密封性能，所述第一结构部分在所述第一方向上覆盖所述第一区段。

本申请的一些实施例中，在所述第二方向上，所述第一结构部分的远离所述密封胶的端部与所述密封胶之间的距离为L₁，L₁≥2mm。

本申请的一些实施例中，沿第三方向，所述第二区段和所述第一密封部依次设置，所述密封胶的长度为L₂，所述第一结构部分与所述第一密封部相接触的表面的长度为L₃，0.5L₂≤L₃≤L₂，可提高密封效果。所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

本申请的一些实施例中，所述结构件还包括第二结构部分，两个所述第一结构部分通过所述第二结构部分相连接。

本申请的一些实施例中，所述第二结构部分包括第一连接部分和第二连接部分，沿所述第二方向，所述第一连接部分和所述第二连接部分设于所述极耳相对的两侧，使得所述第一结构部分可对所述极耳施加较均匀的夹持力，提升对所述电芯的保护。

本申请的一些实施例中，所述电芯包括两个沿所述第二方向间隔分布的所述极耳，所述第二结构部分还包括第三连接部分，所述第三连接部分设于相邻的两个所述极耳之间，使得所述第一结构部分可对每个所述极耳施加相等或相近的夹持力，进一步降低漏液的风险。

本申请的一些实施例中，所述第一连接部分与靠近所述第一连接部分的所述极耳之间的距离为L₄，L₄≥2mm。

本申请的一些实施例中，所述第二连接部分与靠近所述第二连接部分的所述极耳之间的距离为L₅，L₅≥2mm。

本申请的一些实施例中，所述第三连接部分与所述极耳之间的距离为L₆，L₆≥2mm。

本申请的一些实施例中，所述第一部分包括与所述第二部分相接的第一表面和第二表面，沿第三方向观察，所述第一表面和所述第二表面位于所述第二部分相对的两侧，所述第三方向垂直于所述第一方向。

所述结构件还包括分别与两个所述第一结构部分相连接的两个第三结构部分，沿所述第三方向，所述第一表面的投影与其中一个所述第三结构部分的投影有重叠，所述第二表面的投影与另外一个所述第三结构部分的投影有重叠。

本申请的一些实施例中，其中一个所述第三结构部分与所述第一表面粘贴连接或接触连接。

本申请的一些实施例中，所述第三结构部分与所述第一结构部分形成的夹角为直角或接近直角，可扩大所述第三结构部分与所述壳体的接触面积。

本申请的一些实施例中，所述第三结构部分与所述第一结构部分的连接处采用弧形过渡，以降低所述壳体被所述结构件划破、刺破的风险。

本申请的一些实施例中，沿所述第一方向，两个所述第三结构部分相互背离的两侧边缘之间的距离为L₇，所述电芯的厚度为L₈，0.5L₈≤L₇≤L₈，可更好地限制所述电芯的窜动。

本申请的一些实施例中，所述结构件还包括与所述第三结构部分相连接的第四结构部分，所述第四结构部分设于所述第三结构部分在所述第一方向上远离所述第一结构部分的一侧。

本申请的一些实施例中，所述第四结构部分与所述第三结构部分的连接处采用弧形过渡，以降低所述壳体被所述结构件划破、刺破的风险。

本申请的一些实施例中，所述结构件包括第一组成部分和第二组成部分，所述第二组成部分包覆所述第一组成部分，所述第一组成部分包括金属材料，第二组成部分包括绝缘材料。

本申请的一些实施例中，所述壳体包括铝塑膜。

本申请的一些实施例中，所述电极组件包括由正极片、负极片以及隔离膜卷绕形成的卷绕式结构。

本申请的一些实施例中，所述电极组件为叠片结构，正极片、隔离膜和负极片依次层叠形成一个电极单元，多个所述电极单元层叠成所述电极组件。

本申请的一些实施例中，所述电芯为软包电芯。

本申请的另一目的在于提供一种电池，其包括多个上述的电芯组件，所述多个电芯组件沿所述第一方向堆叠设置。

附图说明

图1是本申请实施例中的电芯的分体示意图；

图2是本申请实施例中的电芯的局部剖视图；

图3是本申请实施例中的电芯沿第三方向X观察时的视图；

图4是本申请实施例中的电芯组件的整体示意图；

图5是本申请实施例中的结构件的整体示意图；

图6是本申请实施例中的电芯组件沿第三方向X观察时的视图；

图7是本申请实施例中的电芯组件沿第二方向Y观察时的剖视图；

图8是本申请实施例中的电芯组件沿第一方向Z观察时的视图；

图9是本申请实施例中的结构件的沿第一方向Z观察时的剖视图。

图中：1、电芯；11、壳体；111、第一部分；112、第二部分；11a、第一壳体；11a-1、第一区域；11a-2、第二区域；11b、第二壳体；11b-1、第三区域；11b-2、第四区域；1121、第一密封部；1122、第二密封部；1111、第一表面；1112、第二表面；12、电极组件；13、极耳；13a、正极耳；13b、负极耳；14、密封胶；141、第一区段；142、第二区段；2、结构件；21、第一结构部分；22、第二结构部分；221、第一连接部分；222、第二连接部分；223、第三连接部分；23、第三结构部分；24、第四结构部分；2a、第一组成部分；2b、第二组成部分。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，以区分同一类型的技术特征，而不能理解为指示或暗示这些技术特征的相对重要性、顺序以及数量，也即，“第一”技术特征可以被称为“第二”技术特征，“第二”技术特征也可以被称为“第一”技术特征，并且，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该技术特征。另外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要强调的是，在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

参见图1至图3，本申请提供一种电芯组件，其包括电芯1，电芯1包括壳体11、电极组件12、极耳13和设于壳体11内的电解液(未图示)，壳体11包覆电极组件12。壳体11包括第一部分111和第二部分112，第一部分111用于包覆电极组件12，第二部分112自第一部分111的周边延伸形成；极耳13连接于电极组件12，并从第二部分112延伸出壳体11。

具体的，壳体11包括相连接的第一壳体11a和第二壳体11b，第一壳体11a和第二壳体11b可沿连接位置进行折叠，以使得第一壳体11a和第二壳体11b在第一方向Z上重合，形成第一部分111和第二部分112。在一些实施例中，第一方向Z为电芯1的厚度方向。

进一步的，第一壳体11a包括第一区域11a-1和第二区域11a-2，第二壳体11b包括第三区域11b-1和第四区域11b-2；在第一方向Z上，第一区域11a-1和第三区域11b-1相对设置，形成第一部分111；第一区域11a-1与第三区域11b-1共同夹持电极组件12。沿第一方向Z观察，第一区域11a-1覆盖电极组件12，沿与第一方向Z相反的方向观察，第三区域11b-1覆盖电极组件12。

可选的，第一区域11a-1为冲压形成的凹部；第三区域11b-1为冲压形成的凹部。

进一步的，第二区域11a-2自第一区域11a-1的周边向外延伸形成，第四区域11b-2自第三区域11b-1的周边向外延伸形成，第二区域11a-2和第四区域11b-2重合并密封连接，形成第二部分112，以限制壳体11内的电解液泄露。

可选的，壳体11包括铝塑膜。可选的，电芯1为软包电芯。

进一步的，第二部分112包括第一密封部1121，第一壳体11a与第二壳体11b的连接位置与第一密封部1121在第三方向X上相对设置，第三方向X垂直于第一方向Z；极耳13从第一密封部1121延伸出壳体11。在一些实施例中，第三方向X垂直于第一方向Z，且大致平行于极耳13的延伸方向。

进一步的，第一部分111包括与第二部分112相接的第一表面1111和第二表面1112，其中，第一表面1111属于第一壳体11a，第二表面1112属于第二壳体11b。沿第三方向X观察，第一表面1111和第二表面1112位于第一密封部1121的相对的两侧。

在其他一些实施例中，第一壳体11a与第二壳体11b相分离，第二部分112包括两个第一密封部1121，两个第一密封部1121在第三方向X上相对设置。电芯1包括两个极耳13，其中一个极耳13从其中一个第一密封部1121延伸出壳体11，另外一个极耳13从另外一个第一密封部1121延伸出壳体11。

可选的，第二部分112还包括两个第二密封部1122，两个第二密封部1122在第二方向Y上相对设置，第二方向Y垂直于第一方向Z和第三方向X。

进一步的，电极组件12包括由正极片、负极片以及隔离膜卷绕形成的卷绕式结构。在其他一些实施例中，电极组件12还可以为叠片结构，即，正极片、隔离膜和负极片依次层叠形成一个电极单元，多个电极单元再层叠成电极组件12。

参见图2至图8，电芯1还包括密封胶14，密封胶14包括位于第二区域11a-2和第四区域11b-2之间的第一区段141和位于壳体11外的第二区段142，第一区段141在第一方向Z上覆盖极耳13，可增强第一密封部1121在极耳13穿出位置的密封性能，第二区段142和第一密封部1121沿第三方向X依次设置。

参见图4至图6，本申请提供的电芯组件还包括结构件2，该结构件2包括两个沿第一方向Z相对设置的第一结构部分21，第一密封部1121夹持于两个第一结构部分21之间。

当电芯1受到来自外部的冲击力，可能引起电解液或电极组件12冲击壳体11的第一密封部1121时，第一结构部分21对第一密封部1121施加的夹持力可限制第一壳体11a的第二区域11a-2与第二壳体11b的第四区域11b-2相分离，降低了第一密封部1121的漏液风险，提高了电芯1的安全性能。

可选的，如图4至图8所示，结构件2的第一结构部分21为平行于第二方向Y的长条状。

进一步的，在第一方向Z上，第一结构部分21覆盖极耳13设于第二区域11a-2和第四区域11b-2之间的部分，可增强第一密封部1121在极耳13穿出位置的密封性能。

进一步的，在第一方向Z上，第一结构部分21覆盖密封胶14的第一区段141，可进一步加强密封胶14的密封效果。

可选的，在第二方向Y上，第一结构部分21的远离密封胶14的端部与密封胶14之间的距离为L₁，L₁≥2mm。

可选的，沿第三方向X，密封胶14的长度为L₂，第一结构部分21与第一密封部1121相接触的表面的长度为L₃，0.5L₂≤L₃≤L₂，密封胶14有不少于50％的部分被第一结构部分21夹持，可提高密封效果。

示例性的，L₂≈4mm，L₃≥2mm。

进一步的，如图4至图8所示，结构件2还包括第二结构部分22，第二结构部分22设于第一结构部分21在第三方向X上远离壳体11的一侧，两个第一结构部分21通过第二结构部分22相连接。

在一些实施例中，第二结构部分22包括第一连接部分221和第二连接部分222，沿第二方向Y，第一连接部分221和第二连接部分222设于极耳13相对的两侧，极耳13设于第一连接部分221与第二连接部分222之间，从而第一结构部分21可对极耳13施加较均匀的夹持力，提升对电芯1的保护。

在一些实施例中，当极耳13为多个，且它们沿第二方向Y间隔分布时，第二结构部分22包括第三连接部分223，其设于相邻的两个极耳13之间，从而第一结构部分21可对每个极耳13施加相等或相近的夹持力，以进一步降低漏液的风险。

示例性的，极耳13设为两个，一个为正极耳13a，另一个负极耳13b，二者沿第二方向Y间隔分布；第二结构部分22包括沿第二方向Y等间距分布的第一连接部分221、第三连接部分223、第二连接部分222，正极耳13a和负极耳13b设于第一连接部分221与第二连接部分222之间，第三连接部分223设于正极耳13a与负极耳13b之间。

可选的，在第二方向Y上，第一连接部分221与靠近第一连接部分221的极耳13之间的距离为L₄，第二连接部分222与靠近第二连接部分222的极耳13之间的距离为L₅，第三连接部分223与极耳13之间的距离为L₆，L₄≥2mm，L₅≥2mm，L₆≥2mm，可降低当极耳13和/或结构件2存在安装误差时，第二结构部分22与极耳13发生干涉的概率，可进一步提升对电芯1的保护。

可选的，沿第二方向Y观察，第二结构部分22的第一连接部分221、第二连接部分222、第三连接部分223的横截面均呈“C”字形，其两端分别与两个第一结构部分21相连接，这样有利于减少第二结构部分22与第一密封部1121的外沿的干涉，降低第一密封部1121被挤压受损的风险。

需要指出的是，这里的“‘C’字形”是概括性描述，以“C”字形为基础的各种变形均在本申请的保护范围内。

在一些实施例中，如图5至图7所示，结构件2还包括分别与两个第一结构部分21相连接的两个第三结构部分23。沿第三方向X，第一部分111的第一表面1111的投影与其中一个第三结构部分23的投影有重叠，第一部分111的第二表面1112的投影与另外一个第三结构部分23的投影有重叠。

进一步的，在第三方向X上，其中一个第三结构部分23与第一表面1111粘贴连接或接触连接，另外一个第三结构部分23与第二表面1112粘贴连接或接触连接。当电芯1受到来自外部的冲击力时，结构件2通过第三结构部分23抵挡电芯1，限制电芯1在第三方向X上的窜动，可减少电解液对壳体11的第一密封部1121的冲击，从而进一步地降低了第一密封部1121的漏液风险，提高了电芯1的安全性能。

可选的，第三结构部分23与第一结构部分21形成的夹角为直角或接近直角(80°～100°)，可扩大第三结构部分23与电芯1的壳体11的接触面积，减少第三结构部分23对壳体11的挤压伤害。

可选的，第三结构部分23与第一结构部分21的连接处采用弧形过渡，以降低壳体11被结构件2划破、刺破的风险。

可选的，沿第一方向Z，两个第三结构部分23相互背离的两侧边缘之间的距离为L₇，电芯1的厚度为L₈，0.5L₈≤L₇≤L₈，可更好地限制电芯1窜动。

在一些实施例中，如图5至图7所示，结构件2还包括与第三结构部分23相连接的第四结构部分24，第四结构部分24设于第三结构部分23在第三方向X上远离壳体11的一侧。

可选的，第四结构部分24与第三结构部分23的连接处采用弧形过渡，以降低壳体11被结构件2划破、刺破的风险。

在一些实施例中，如图9所示，结构件2包括第一组成部分2a和第二组成部分2b，第二组成部分2b包覆第一组成部分2a，形成第一结构部分21、第二结构部分22、第三结构部分23以及第四结构部分24。

可选的，第一组成部分2a包括金属材料，第二组成部分2b包括绝缘材料。

另外，本申请还提供一种电池，其包括多个在第一方向Z上堆叠设置的上述电芯组件。得益于此，该电池具有安全性好、可靠性高、制造成本低、生产效率高等优点。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种电芯组件，包括电芯和结构件，其特征在于：

所述电芯包括壳体、电极组件以及极耳；所述壳体包括第一部分和第二部分，所述第一部分包覆所述电极组件，所述第二部分自所述第一部分的周边延伸形成；所述极耳连接于所述电极组件，并从所述第二部分延伸出所述壳体；

所述结构件包括两个沿第一方向相对设置的第一结构部分，所述第二部分夹持于两个所述第一结构部分之间。

2.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体包括第一区域和第二区域，所述第二区域自所述第一区域的周边向外延伸形成；所述第二壳体包括第三区域和第四区域，所述第四区域自所述第三区域的周边向外延伸形成；

所述第一区域和所述第三区域沿所述第一方向相对设置，形成所述第一部分，所述电极组件夹持于所述第一区域与所述第三区域之间；所述第二区域和所述第四区域重合并密封连接，形成所述第二部分。

3.如权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，所述第二部分包括第一密封部，所述极耳从所述第一密封部延伸出所述壳体，所述第一密封部夹持于两个所述第一结构部分之间。

4.如权利要求3所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯包括密封胶，所述密封胶包括位于所述第二区域和所述第四区域之间的第一区段和位于所述壳体外的第二区段，所述第一区段在所述第一方向上覆盖所述极耳，所述第一结构部分在所述第一方向上覆盖所述第一区段。

5.如权利要求4所述的电芯组件，其特征在于,沿第三方向，所述第二区段和所述第一密封部依次设置，所述密封胶的长度为L₂，所述第一结构部分与所述第一密封部相接触的表面的长度为L₃，0.5L₂≤L₃≤L₂，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

6.如权利要求1-5任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述结构件还包括第二结构部分，两个所述第一结构部分通过所述第二结构部分相连接。

7.如权利要求6所述的电芯组件，其特征在于，所述第二结构部分包括第一连接部分和第二连接部分，沿第二方向，所述第一连接部分和所述第二连接部分设于所述极耳相对的两侧，所述第二方向垂直于所述第一方向。

8.如权利要求7所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯包括两个沿所述第二方向间隔分布的所述极耳，所述第二结构部分还包括第三连接部分，所述第三连接部分设于相邻的两个所述极耳之间。

9.如权利要求1-5任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述第一部分包括与所述第二部分相接的第一表面和第二表面，沿第三方向观察，所述第一表面和所述第二表面位于所述第二部分相对的两侧，所述第三方向垂直于所述第一方向；

10.如权利要求9所述的电芯组件，其特征在于，其中一个所述第三结构部分与所述第一表面粘贴连接或接触连接。

11.如权利要求9所述的电芯组件，其特征在于，沿所述第一方向，两个所述第三结构部分相互背离的两侧边缘之间的距离为L₇，所述电芯的厚度为L₈，0.5L₈≤L₇≤L₈。

12.如权利要求9所述的电芯组件，其特征在于，所述结构件还包括与所述第三结构部分相连接的第四结构部分，所述第四结构部分设于所述第三结构部分在所述第一方向上远离所述第一结构部分的一侧。

13.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述结构件包括第一组成部分和第二组成部分，所述第二组成部分包覆所述第一组成部分，所述第一组成部分包括金属材料，第二组成部分包括绝缘材料。

14.一种电池，其特征在于，包括多个如权利要求1-13任一项所述的电芯组件，所述多个电芯组件沿所述第一方向堆叠设置。