CN218513540U - 一种电池及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池及电子设备。本实用新型的电池，包括电芯本体、封装单元以及N个保护单元，N≥1；其中，电芯本体包括依次层叠设置的正极片、隔膜以及负极片；保护单元包括依次层叠设置的铜箔、保护层以及铝箔；所述封装单元包括依次层叠设置的第一绝缘层、铝层以及第二绝缘层，且封装单元具有容置腔，其中，第一绝缘层靠近容置腔；保护单元与所述电芯本体层叠设置，且位于容置腔中，铜箔靠近第一绝缘层；正极片的正极耳分别与所述铝箔以及铝层电连接，负极片的负极耳与铜箔电连接。本实用新型的电池，通过对组成电池的电芯本体、封装单元以及保护单元进行特殊的连接，能够提高保护单元中铜箔和铝箔的短路响应速度，提高电池的安全性能。

Description

一种电池及电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及新能源技术领域，尤其涉及一种电池及电子设备。

背景技术

随着电池的不断发展，电池的能量密度以及快充性能越来越优异，但是高能量密度以及优异的快充性能会降低电池的安全性能。尤其是在各种条件下对电池进行滥用(过充、高温以及针刺)时，电池的安全事故会频繁发生，因此，改善电池的安全性非常有必要。

现有技术通常在电芯表面构建保护单元(俗称马甲结构)，保护单元包括层叠设置的铜箔、安全层以及铝箔，保护单元中的铝箔与正极耳连接，使保护单元中的铜箔与负极耳连接，制备包含保护单元的电池，以改善电池的安全性能。在实际应用中，当设置有保护单元的电池受到滥用，尤其是针刺时，保护单元中的铜箔和铝箔会首先发生短路放电，能够减少流经电池正极和负极之间的电流，改善电池的安全性能。但是这种结构的电池中，保护单元的铜箔和铝箔的短路响应速度较慢，对电池安全性能的改善有限。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种电池，通过对组成电池的电芯本体、封装单元以及保护单元进行特殊的连接，能够提高保护单元中铜箔和铝箔的短路响应速度，提高电池的安全性能。

本实用新型提供一种电子设备，包括上述的电池，因此具有优异的安全性能。

本实用新型提供一种电池，其中，包括电芯本体、封装单元以及N个保护单元，N≥1；

其中，所述电芯本体包括依次层叠设置的正极片、隔膜以及负极片；

所述保护单元包括依次层叠设置的铜箔、保护层以及铝箔；

所述封装单元包括依次层叠设置的第一绝缘层、铝层以及第二绝缘层，且所述封装单元具有容置腔，其中，第一绝缘层靠近所述容置腔；

所述保护单元与所述电芯本体层叠设置且位于所述容置腔中，所述铜箔靠近所述第一绝缘层；

所述正极片的正极耳分别与所述铝箔以及所述铝层电连接，所述负极片的负极耳与所述铜箔电连接。

如上所述的电池，其中，N＝1，一个所述保护单元与所述电芯本体层叠设置。

如上所述的电池，其中，N≥2，N个所述保护单元与所述电芯本体层叠设置，所述电芯本体插设于N个所述保护单元之间；

所述正极耳与至少一个所述铝箔电连接，所述负极耳与至少一个所述铜箔电连接。

如上所述的电池，其中，N≥2，N个所述保护单元层叠设置形成保护件，所述电芯本体与所述保护件层叠设置；

所述正极耳与至少一个所述铝箔电连接，所述负极耳与至少一个所述铜箔电连接。

如上所述的电池，其中，N＝2，保护单元包括第一保护单元和第二保护单元，所述第一保护单元、电芯本体以及第二保护单元依次层叠设置，所述第一保护单元的第一铜箔靠近所述封装单元，所述第二保护单元的第二铜箔靠近所述封装单元；

所述第一铜箔和所述第二铜箔分别与所述负极耳电连接，所述第一保护单元的第一铝箔和所述第二保护单元的第二铝箔分别与所述正极耳电连接，所述正极耳与所述铝层电连接。

如上所述的电池，其中，所述正极耳在正极片的宽度方向上包括相互连接的第一固定部以及第一延伸部，其中，所述第一固定部与正极集流体连接，所述第一延伸部向远离所述正极集流体的方向延伸；

所述第一绝缘层具有缺失部，所述第一延伸部通过所述缺失部与所述铝层电连接。

如上所述的电池，其中，所述正极耳在正极片的宽度方向上包括相互连接的第一固定部以及第一延伸部，其中，所述第一固定部与正极集流体连接，所述第一延伸部向远离所述正极集流体的方向延伸；

所述第一绝缘层具有缺失部，所述第一延伸部在远离正极集流体的方向上依次包括相互连接的第一部分以及第二部分；

所述第一部分通过所述缺失部与所述铝层电连接，所述第二部分设置有极耳胶，所述极耳胶与所述第一绝缘层连接。

如上所述的电池，其中，所述负极耳在负极片的宽度方向上包括相互连接的第二固定部以及第二延伸部，其中，所述第二固定部与负极集流体连接，所述第二延伸部向远离所述负极集流体的方向延伸；

所述第二延伸部设置有极耳胶，所述极耳胶与所述第一绝缘层连接。

如上所述的电池，其中，所述铜箔的厚度为4-20μm；和/或，

所述铝箔的厚度为4-20μm。

本实用新型还提供一种电子设备，其中，包括如上所述的电池。

本实用新型提供一种电池，包括电芯本体、封装单元以及保护单元，保护单元与电芯本体层叠设置，且位于电芯本体的容置腔中，保护单元的铜箔靠近封装单元，电芯本体中的正极耳分别和封装单元中的铝层以及保护单元中的铝箔电连接，电芯本体中的负极耳和保护单元中的铜箔电连接，本实用新型通过上述特殊的连接，能够提高保护单元中铜箔和铝箔的短路响应速度，提高电池的安全性能。

本实用新型提供一种电子设备，包括上述的电池，该电子设备具有优异的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一些实施方式中电芯本体的结构示意图；

图2为本实用新型一些实施方式中保护单元的结构示意图；

图3为本实用新型一些实施方式中封装单元的结构示意图；

图4为本实用新型第一种实施方式中电池的局部结构示意图；

图5为本实用新型第二种实施方式中电池的局部结构示意图；

图6为本实用新型第三种实施方式中电池的局部结构示意图；

图7为本实用新型一些实施方式中电池的剖视图；

图8为本实用新型另一些实施方式中电池的剖视图。

附图标记说明：

1：电芯本体；

2：保护单元；

3：封装单元；

11：负极活性层；

12：负极集流体；

13：隔膜；

14：正极集流体；

15：正极活性层；

16：正极耳；

17：负极耳；

18：极耳胶；

21：铜箔；

22：保护层；

23：铝箔；

31：第一绝缘层；

32：第二绝缘层；

33：铝层；

161：第一固定部；

162：第一延伸部；

171：第二固定部；

172：第二延伸部；

1621：第一部分；

1622：第二部分。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一些实施方式中电芯本体的结构示意图；图2为本实用新型一些实施方式中保护单元的结构示意图；图3为本实用新型一些实施方式中封装单元的结构示意图；图4为本实用新型第一种实施方式中电池的局部结构示意图；图5为本实用新型第二种实施方式中电池的局部结构示意图；图6为本实用新型第三种实施方式中电池的局部结构示意图；图7为本实用新型一些实施方式中电池的剖视图；图8为本实用新型另一些实施方式中电池的剖视图。如图1-8所示，本实用新型提供一种电池，包括电芯本体1、封装单元3以及N个保护单元2，N≥1；

其中，电芯本体1包括依次层叠设置的正极片、隔膜13以及负极片；

保护单元2包括依次层叠设置的铜箔21、保护层22以及铝箔23；

封装单元3包括依次层叠设置的第一绝缘层31、铝层33以及第二绝缘层32，且封装单元3具有容置腔，其中，第一绝缘层31靠近容置腔；

保护单元2与电芯本体1层叠设置，且位于容置腔中，铜箔21靠近第一绝缘层31；

正极片的正极耳16分别与铝箔23以及铝层33电连接，负极片的负极耳17与铜箔21电连接。

如图1所示，本实用新型的电芯本体1包括依次层叠设置的正极片、隔膜13以及负极片。本实用新型对电芯本体1中正极片、隔膜13以及负极片的个数不做特别限定，可以根据实际情况确定正极片以及负极片的个数，并将隔膜13设置于相邻的正极片和负极片之间即可。

本实用新型对正极片、隔膜13以及负极片不做特别限定，可以选用本领域常用的正极片、隔膜13以及负极片。在一些实施方式中，正极片包括正极集流体14以及设置在正极集流体14至少一个功能表面的正极活性层15，其中，正极集流体14可以为本领域常见的正极集流体14，例如，正极集流体14可以为铝箔，正极活性层15可以为本领域常见的正极活性层15；负极片包括负极集流体12以及设置在负极集流体12至少一个功能表面的负极活性层11，其中，负极集流体12可以为本领域常见的负极集流体12，例如，负极集流体12可以为铜箔，负极活性层11可以为本领域常见的负极活性层11。

如图2所示，本实用新型的保护单元2包括依次层叠设置的铜箔21、保护层22以及铝箔23，其中，保护层22用于防止铜箔21以及铝箔23接触而引发短路，本实用新型对保护层22不做特别限定，保护层22可以为常规的PE膜或常规的隔膜。本实用新型对保护单元2中铜箔21、保护层22以及铝箔23的个数不做特别限定，可以根据实际情况确定铜箔21以及铝箔23的个数，并将保护层22设置于相邻的铜箔21和铝箔23之间即可。

如图3所示，本实用新型的封装单元3通过第一绝缘层31、铝层33以及第二绝缘层32依次层叠而成，其中，第一绝缘层31以及第二绝缘层32用于对铝层33进行保护，并且具有绝缘密封的作用。本实用新型中，第一绝缘层31和第二绝缘层32可以为本领域常用的具有绝缘密封功能的材料，第一绝缘层31和第二绝缘层32可以相同，也可以不同。本实用新型的封装单元3具有容置腔，可以理解，容置腔的壁体包括依次层叠设置的第一绝缘层31、铝层33以及第二绝缘层32，且第一绝缘层31靠近容置腔的腔体内部。

本实用新型的电池中，保护单元2和电芯本体1层叠设置，并且皆置于封装单元3的容置腔中，保护单元2中的铜箔21靠近封装单元3，电芯本体1中的负极耳17与保护单元2中的铜箔21电连接，电芯本体1中的正极耳16分别与保护单元2中的铝箔23以及封装单元3中的铝层33电连接。由于正极耳16还与封装单元3中的铝层33电连接，当电池受到滥用时，在破坏物(钢针等)刺穿封装单元3以及保护单元2中的铜箔时，封装单元3中的铝层33会与保护单元2中的铜箔21接触而发生短路，使破坏物在未刺穿保护单元2时，便能够引发短路，节约了短路时间，提高了电池的安全性能。

可以理解，在一些实施方式中，若电芯本体1中的正极活性层15与保护单元2中的铜箔21相邻设置，正极活性层15与铜箔21之间还需要设置隔膜13以避免正极活性层15与铜箔21接触而发生短路；若电芯本体1中的负极活性层11与保护单元2中的铝箔23相邻设置，负极活性层11与铝箔23之间还需要设置隔膜13以避免负极活性层11与铝箔23接触而发生短路。

在一种实施方式中，可以将第一绝缘层31、铝层33以及第二绝缘层32层叠设置形成封装膜，在封装膜表面选取两个位置，分别对这两个位置施加压力，对封装膜的两个位置分别进行冲坑成型使封装膜的表面具有两个凹陷；将层叠设置的保护单元2以及电芯本体1置于其中一个凹陷中(铜箔21靠近封装单元3)，然后将封装膜折叠，使另一个凹陷覆盖层叠设置的保护单元2以及电芯本体1；将封装膜的非凹陷处进行密封，得到包括封装单元3的电池，其中，两个凹陷共同形成封装单元3的容置腔。

本实用新型对正极耳16与铝层33之间的电连接方式、正极耳16与铝箔23之间的电连接方式、负极耳17与铜箔21之间的电连接方式皆不做特别限定，只要能够分别实现上述的电连接即可。在一些实施方式中，可以通过焊接实现正极耳16与铝层33之间的电连接、正极耳16与铝箔23之间的电连接、负极耳17与铜箔21之间的电连接，焊接可以为激光焊、超声焊中的至少一种。

本实用新型中，可以根据实际情况确定保护单元2的具体个数。如图4所示，在本实用新型的一些实施方式中，保护单元2的个数N＝1，一个保护单元2与电芯本体1层叠设置。

如图5所示，N≥2，N个保护单元2与电芯本体1层叠设置，电芯本体1插设于N个保护单元2之间；

正极耳16与至少一个铝箔23电连接，负极耳17与至少一个铜箔21电连接。

可以理解，当保护单元2的个数大于等于2个时，可以将电芯本体1设置于任意两个保护单元2之间。例如，保护单元2的个数为3个时，可以将保护单元2、保护单元2、电芯本体1以及保护单元2依次层叠设置。

本实用新型中，可以将正极耳16与至少一个铝箔23电连接，将负极耳17与至少一个铜箔21电连接。在具体的实施方式中，当正极耳16与每个保护单元2中的铝箔23分别电连接、负极耳17与每个保护单元2中的铜箔分别电连接时，能够分别形成多个电流回路，多次实现电池的短路，减少流经电池正极和负极之间的电流，提高电池的安全性能。

如图6所示，N≥2，N个保护单元2层叠设置形成保护件，电芯本体1与保护件层叠设置；

正极耳16与至少一个铝箔23电连接，负极耳17与至少一个铜箔21电连接。

可以理解，当保护单元2的个数大于等于2个时，可以将N个保护单元2层叠设置形成保护件，然后将保护件与电芯本体1进行层叠设置。例如，保护单元2的个数为3个时，可以将3个保护单元2层叠设置形成保护件，然后将保护件与电芯本体1层叠设置。

进一步地，如图5所示，在本实用新型的一些实施方式中，N＝2，保护单元2包括第一保护单元和第二保护单元，第一保护单元、电芯本体1以及第二保护单元依次层叠设置，第一保护单元的第一铜箔靠近封装单元3，第二保护单元的第二铜箔靠近封装单元3；

第一铜箔和第二铜箔分别与负极耳17电连接，第一保护单元的第一铝箔和第二保护单元的第二铝箔分别与正极耳16电连接，正极耳16与铝层33电连接。

本实用新型中，当保护单元2的个数为两个时，将两个保护单元2分别分别称为第一保护单元以及第二保护单元，可以将第一保护单元、电芯本体1以及第二保护单元依次层叠设置，使电芯本体1在层叠方向上的两侧皆具有保护单元2。当第一保护单元的第一铜箔和第二保护单元的第二铜箔分别与负极耳17电连接，第一保护单元的第一铝箔和第二保护单元的第二铝箔分别与正极耳16电连接，正极耳16与铝层33电连接时，电芯主体在层叠方向上的两侧会各形成一个电流回路，当电池在层叠方向的任一侧受到挤压、针刺等滥用时，皆可以快速形成铝层33与铜箔21的短路(铝层33与第一铜箔短路、铝箔23与第二铜箔短路)，节约了短路时间，提高电池的安全性能。并且两个保护单元2的设置还可以节约成本，提高电池的能量密度。

本实用新型可以进一步对铝层33与正极耳16的电连接方式进行特定的设置，以期进一步提高电池的安全性能。

如图7所示，在本实用新型的一些实施方式中，正极耳16在正极片的宽度方向上包括相互连接的第一固定部161以及第一延伸部162，其中，第一固定部161与正极集流体14连接，第一延伸部162向远离正极集流体14的方向延伸；

第一绝缘层31具有缺失部，第一延伸部162通过缺失部与铝层33电连接。

本实用新型中，正极片较短的边的延伸方向为正极片的宽度方向。在宽度方向上，正极耳16包括相互连接的第一固定部161以及第一延伸部162，第一固定部161与正极集流体14连接，实现正极耳16和正极集流体14的固定，第一延伸部162向远离正极集流体14的方向延伸，用于与电池以外的其他电路电连接。

封装单元3中的第一绝缘层31具有缺失部，第一延伸部162通过缺失部与封装单元3中的铝层33电连接。本实用新型不限定缺失部的具***置以及大小，只要能够实现第一延伸部162和铝层33的电连接即可。

在一些实施方式中，可以使用激光实现第一延伸部162和铝层33的电连接。具体包括，利用激光使第一绝缘层31熔融，形成缺失部，第一延伸部162通过缺失部和铝层33焊接在一起，实现第一延伸部162和铝层33之间的电连接。

如图8所示，在本实用新型的一些实施方式中，正极耳16在正极片的宽度方向上包括相互连接的第一固定部161以及第一延伸部162，其中，第一固定部161与正极集流体14连接，第一延伸部162向远离正极集流体14的方向延伸；

第一绝缘层31层具有缺失部，第一延伸部162在远离正极集流体14的方向上依次包括相互连接的第一部分1621以及第二部分1622；

第一部分1621通过缺失部与铝层33电连接，第二部分1622设置有极耳胶18，极耳胶18与第一绝缘层31连接。

本实用新型中，第一延伸部162还可以包括相互连接的第一部分1621和第二部分1622，第一部分1621靠近正极集流体14，可以使第一部分1621通过缺失部与铝层33电连接，在第二部分1622靠近第一部分1621的区域设置极耳胶18，使极耳胶18与第一绝缘层31连接(极耳胶18与封装单元3连接)，实现电池的密封。

如图7或图8所示，在本实用新型的一些实施方式中，负极耳17在负极片的宽度方向上包括相互连接的第二固定部171以及第二延伸部172，其中，第二固定部171与负极集流体12连接，第二延伸部172向远离负极集流体12的方向延伸；

第二延伸部172设置有极耳胶18，极耳胶18与封装单元3连接。

本实用新型中，负极片较短的边的延伸方向为负极片的宽度方向。在宽度方向上，负极耳17包括相互连接的第二固定部171以及第二延伸部172，第二固定部171与负极集流体12连接，实现负极耳17和负极集流体12的固定，第二延伸部172向远离负极集流体12的方向延伸，用于与电池以外的电路电连接。

本实用新型中，可以在第二延伸部172靠近负极集流体12的部分设置极耳胶18，使极耳胶18与第一绝缘层31连接(极耳胶18与封装单元3连接)，实现电池的密封。

本实用新型还可以对保护单元2中铜箔21以及铝箔23的厚度进行进一步的限定，以期在提高能量密度的情况下，提高电池的安全性能，在本实用新型的一些实施方式中，铜箔21的厚度为4-20μm；和/或，

铝箔23的厚度为4-20μm。

本实用新型还提供一种电子设备，包括上述的电池。

可以理解，本实用新型的电子设备的储层装置可以为上述的电池，由于该电子设备包括上述的电池，因此具有优异的安全性能，适用于广泛应用推广。

需要说明的是，在本实用新型的描述中所涉及的数值和数值范围均为近似值，受制造工艺和测量精度的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“上”、“下”(如果存在)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。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括电芯本体、封装单元以及N个保护单元，N≥1；

其中，所述电芯本体包括依次层叠设置的正极片、隔膜以及负极片；

所述保护单元包括依次层叠设置的铜箔、保护层以及铝箔；

所述封装单元包括依次层叠设置的第一绝缘层、铝层以及第二绝缘层，且所述封装单元具有容置腔，其中，第一绝缘层靠近所述容置腔；

所述保护单元与所述电芯本体层叠设置且位于所述容置腔中，所述铜箔靠近所述第一绝缘层；

所述正极片的正极耳分别与所述铝箔以及所述铝层电连接，所述负极片的负极耳与所述铜箔电连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，N＝1，一个所述保护单元与所述电芯本体层叠设置。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，N≥2，N个所述保护单元与所述电芯本体层叠设置，所述电芯本体插设于N个所述保护单元之间；

所述正极耳与至少一个所述铝箔电连接，所述负极耳与至少一个所述铜箔电连接。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，N≥2，N个所述保护单元层叠设置形成保护件，所述电芯本体与所述保护件层叠设置；

所述正极耳与至少一个所述铝箔电连接，所述负极耳与至少一个所述铜箔电连接。

5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，N＝2，保护单元包括第一保护单元和第二保护单元，所述第一保护单元、电芯本体以及第二保护单元依次层叠设置，所述第一保护单元的第一铜箔靠近所述封装单元，所述第二保护单元的第二铜箔靠近所述封装单元；

所述第一铜箔和所述第二铜箔分别与所述负极耳电连接，所述第一保护单元的第一铝箔和所述第二保护单元的第二铝箔分别与所述正极耳电连接，所述正极耳与所述铝层电连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于，所述正极耳在正极片的宽度方向上包括相互连接的第一固定部以及第一延伸部，其中，所述第一固定部与正极集流体连接，所述第一延伸部向远离所述正极集流体的方向延伸；

所述第一绝缘层具有缺失部，所述第一延伸部通过所述缺失部与所述铝层电连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于，所述正极耳在正极片的宽度方向上包括相互连接的第一固定部以及第一延伸部，其中，所述第一固定部与正极集流体连接，所述第一延伸部向远离所述正极集流体的方向延伸；

所述第一绝缘层具有缺失部，所述第一延伸部在远离正极集流体的方向上依次包括相互连接的第一部分以及第二部分；

所述第一部分通过所述缺失部与所述铝层电连接，所述第二部分设置有极耳胶，所述极耳胶与所述第一绝缘层连接。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述负极耳在负极片的宽度方向上包括相互连接的第二固定部以及第二延伸部，其中，所述第二固定部与负极集流体连接，所述第二延伸部向远离所述负极集流体的方向延伸；

所述第二延伸部设置有极耳胶，所述极耳胶与所述第一绝缘层连接。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述铜箔的厚度为4-20μm；和/或，

所述铝箔的厚度为4-20μm。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池。

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