CN218867190U - 电芯、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯、电池包和车辆。其中，电芯，包括壳体和层叠体单元，层叠体单元的数量至少为两组，至少两组层叠体单元相互平行设置于壳体内，且相邻两组层叠体单元的极耳单元朝向相反方向，极耳单元包括正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳设于层叠体单元的同一侧，壳体上与正极极耳和负极极耳对应的位置处分别设置正极极柱和负极极柱，正极极柱与正极极耳连接，负极极柱与负极极耳连接。本公开实施例提供的电芯，具有至少两个正极极柱和两个负极极柱，通过增加电芯的极柱，在相同的放电倍率下，该电芯的极耳电流负载减小，降低了电芯的温升速度，降低了电芯发热失控的概率。

Description

电芯、电池包和车辆

技术领域

本公开涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯、电池包和车辆。

背景技术

目前锂电池生产过程中，软包锂电池普遍采用层叠设备电芯组装。现有的叠片机由上料机构将隔膜、正极片和负极片送至叠片台上进行叠片，通过隔膜在生产过程中进行Z字形往复动作，将正极片和负极片通过一定的堆叠顺序叠在一起，最后在贴胶带机构处用胶带固定形成叠片体，叠片工艺生产的电芯的品质普遍高于卷绕工艺生产的电芯的品质。

组装好的电芯一般只有一侧具有一个正极极柱和一个负极极柱，电芯内部极化较大，电芯不能进行大倍率充放电，温升较高；电芯提升能量密度的途径之一为将单电芯容量做大，相应的顶盖过流能力要求提升也较高，由于正极极柱和负极极柱的数量较少，非常容易引发极耳过流，导致盖板处温升较高，引发热失控。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种电芯、电池包和车辆。

本公开提供了一种电芯，包括壳体和层叠体单元，所述层叠体单元的数量至少为两组，至少两组所述层叠体单元相互平行设置于所述壳体内，且相邻两组所述层叠体单元的极耳单元朝向相反方向，所述极耳单元包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳和所述负极极耳设于所述层叠体单元的同一侧，所述壳体上与所述正极极耳和所述负极极耳对应的位置处分别设置正极极柱和负极极柱，所述正极极柱与所述正极极耳连接，所述负极极柱与所述负极极耳连接。

可选的，所述壳体包括平行且交错设置的至少两个外壳，所述外壳具有相对设置的第一端和第二端，且任一所述外壳的第一端分别凸出于另一个所述外壳的第二端，所述外壳的第一端的端面上设有所述正极极柱和所述负极极柱；至少两组所述层叠体单元一一对应设置至少两个所述外壳内，且所述层叠体单元上的所述正极极耳和所述负极极耳分别与所述外壳上的正极极柱和所述负极极柱对应设置。

可选的，所述外壳的形状为长方体，所述外壳的第一端和所述第二端分别为所述外壳沿长度方向的两端。

可选的，相邻两个所述外壳在相对设置的面上相互贴合设置且在连接处相互连通。

可选的，所述正极极柱与所述正极极耳焊接固定，所述负极极柱与所述负极极耳焊接固定。

可选的，所述外壳的第一端的端面上设有预留孔，所述预留孔设于所述正极极柱与所述负极极柱之间。

可选的，所述外壳的第二端的端面与另一个所述外壳的第一端的端面之间形成凹陷，所述凹陷内设置散热装置。

可选的，每组所述层叠体单元包括多个所述层叠体，多个所述层叠体并排设置。

本公开还提供的一种电池包，包括如上述任一项所述的电芯。

本公开还提供了一种车辆，包括如上述所述的电池包。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的一种电芯，包括壳体和层叠体单元，层叠体单元的数量为至少两组，至少两组层叠体单元平行设置于壳体内，且相邻两组层叠体单元的极耳单元朝向相反方向，每组层叠体单元的一侧均设有正极极耳和负极极耳，壳体上与正极极耳和负极极耳对应的位置处分别设置正极极柱和负极极柱，其中正极极柱与正极极耳连接，负极极柱与负极极耳连接。本公开实施例提供的电芯，在壳体的两端都设有正极极柱和负极极柱，也就是说电芯具有至少两个正极极柱和两个负极极柱，通过增加电芯的极柱，在相同的放电倍率下，该电芯的极耳电流负载减小，降低了电芯的温升速度，降低了电芯发热失控的概率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述电芯的示意图；

图2为本公开实施例所述电芯的内部结构示意图；

图3为本公开实施例所述电芯的侧视图；

图4为本公开实施例所述层叠体的结构示意图；

图5为本公开实施例所述层叠图的侧视图；

图6为本公开实施例所述正极极片的结构示意图；

图7为本公开实施例所述负极极片的结构示意图。

其中，1、壳体；11、外壳；101、第一端；102、第二端；103、正极极柱；104、负极极柱；105、预留孔；106、凹陷；2、层叠体单元；21、隔膜；22、正极极片；23、负极极片；201、正极极耳；202、负极极耳；A1、层叠体；A2、层叠体；B1、层叠体；B2、层叠体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图3所示，本公开实施例提供了一种电芯，包括壳体1和层叠体单元2，层叠体单元2的数量至少为两组，至少两组层叠体单元2设置于壳体1内部，且相邻两组层叠体单元2相互平行设置，在本公开的实施例中，以两组层叠单元2为例进行介绍，具体的每组层叠体单元2的一侧均设有极耳单元，极耳单元包括正极极耳201和负极极耳202，也就是说，层叠体单元2的一侧设有正极极耳201和负极极耳202，两组层叠体单元2的极耳单元产朝向相反的方向设置，如图3所示，其中一组层叠体单元2的极耳单元朝向左侧设置，另一组层叠体单元2的极耳单元朝向右侧设置，壳体1上与正极极耳201对应的位置设置正极极柱103，与负极极耳202对应的位置设置负极极柱104，正极极柱103与正极极耳201连接，负极极柱104与负极极耳202连接。也就是说，本公开实施例中的电芯在壳体1上具有两个正极极柱103和两个负极极柱104，极柱数量的增加，使得电芯在同等的放电倍率下，单个极柱分担的放电电流减小，降低了电芯的温升速度，降低了电芯发热失控的概率。

进一步的，参照图1和图2所示，在本公开的一些实施例中，壳体1包括平行且交错设置的两个外壳11，外壳11具有相对设置的第一端101和第二端102，任意一个外壳11的第一端101均凸出于另一个外壳11的第二端102，两个外壳11的第一端101的端面上均设有正极极柱103和负极极柱104，两组层叠体单元2分别设于两个外壳11内，且两组层叠体单元2杉正极极耳201和负极极耳202分别与对应外壳11上的正极极柱103和负极极柱104对应设置。具体的，两组层叠体单元2平行且交错设置，也就说，两组层叠体单元2不是完全对齐的关系，在长度方向上有错位。层叠体单元2沿外壳11的长度方向设置在外壳11内，一个外壳11内设置一组层叠体单元2，外壳11的长度与层叠体的长度相适配，也就是说，采用外壳11将层叠体单元2封装起来，封装完成之后，层叠体单元2的极耳单元分别于外壳11的第一端101相对应设置，在外壳11的第一端101，正极极柱103与层叠体单元2上的正极极耳201连接，负极极柱104与层叠体单元2上的负极极耳202连接。进一步的，在本公开的一些实施例中，外壳11的形状为长方体，外壳11的第一端101和第二端102分别为外壳11沿长度方向的两端，层叠体单元2分别沿外壳11的长度方向封装在外壳11内部，外壳11采用铝壳，便于散热。

需要说明的是，外壳11的数量需要与层叠体单元2的数量相等，也就是说外壳11的数量至少为两个，层叠体单元2一一对应的设置在外壳内，本公开的实施例中，以层叠体单元2的数量为两个为例进行介绍，对应的，外壳11的数量也是两个。

进一步的，在本公开的一些实施例中，两个外壳11在相对设置的面上相互贴合设置且在连接处相互连通，也就是，壳体1的内部是一个连通的容置腔。可以在外壳11的一个侧面开设自第二端102开始向靠近第一端101的方向开设开口，该开口开设到靠近第一端101的位置但不到第一端101，在两个外壳11对接时，两个外壳11的第一端101朝向相反的方向，且使两个外壳11上的开口完全相对，两个外壳11可以采用焊接的方式固定到一起，或者两个外壳11采用一体成型的方式制成。如此设置，在外壳11的第二端102的端面和另一个外壳11的第一端101的端面之间形成一个凹陷106，该凹陷106内可以用来设置散热装置，比如散热片或液冷板等加强散热的装置，对电芯进行散热降温，提升电芯的大电流充放电能力，保证电芯的温升在可控水平，提升电芯的安全性能。

进一步的，在壳体1的内部，壳体1上的正极极柱103与层叠体单元2上的正极极柱103焊接固定，负极极柱104与负极极耳202焊接固定。通过焊接的方式，将极柱与极耳连接到一起，既能实现固定的效果，又能实现电连接。

进一步的在本公开的一些实施例中，外壳11的第一端101的端面上设有预留孔105，该预留孔105适于安装防爆阀或作为注液孔，具体的预留孔105设置在正极极柱103与负极极柱104之间。

进一步的，在本公开的一些实施例中，每组层叠体单元2包括多个层叠体，多个层叠体并排设置。具体的，如图2所述，每个外壳11内均设有一组层叠体单元2，每组层叠体单元2包括两个层叠体，分别为层叠体A1、层叠体A2、层叠体B1和层叠体B2，其中层叠体A1、层叠体A2为一组层叠体单元2，设置在一个外壳11内，层叠体B1和层叠体B2为一组层叠体单元2，设置在另一个外壳11内。层叠体A1与层叠体A2为并联结构，通过焊印分别与负极极柱104和正极极柱103连接；其中层叠体B1与层叠体B2为并联结构，通过焊印分别与负极极柱104和正极极柱103连接。

层叠体A1/A2和层叠体B1/B2，互不干涉，无直接电连接；层叠体A1/A2和层叠体B1/B2电化学电位不必相同，可以相差0.5V以内，便于配组，以及灵活充放电。比如一个外壳11上的负极极柱104与正极极柱103可以外接负载进行充放电，而另一个外壳11上的负极极柱104与正极极柱103暂时不进行充放电。

参照图4和图5所示，层叠体的结构包括正极极片22、负极极片23和隔膜21，隔膜21呈Z字形层叠设置，正极极片22和负极极片23穿插在相邻的两层隔膜21之间，也就是按照一层隔膜21、一层负极极片23、一层隔膜21、一层正极极片22的顺序进行层叠，隔膜21、正极极片22和负极极片23采用固定胶带固定在一起。层叠体整体呈长方形，其中正极极耳201位于上部，负极极耳202位于下部，且正极极耳201和负极极耳202位于层叠体的同一侧。每组层叠体组件又包括至少一个层叠体，两组层叠体相平行设置时，就会形成4个极耳，分担充放电电流。

进一步的，参照图6和图7所示，在本公开的一些实施例中，正极极片22呈长方形，正极极片22的端部的上侧分布一个正极极耳201，正极极片22的正反面均有涂层，正极极耳201为光箔，一般采用铝箔。负极极片23的结构与正极极片22的结构类似，具体的，负极极片23呈长方形，负极极片23的端的下侧分分布一个负极极耳202，负极极耳202材质为光箔，一般为铜箔，负极极片23的正反面也设有涂层。

进一步的，在本公开的一些实施例中，还提供了一种电池包，包括上述电芯，降低了电池包热失控的效率，提高了电池包的安全性。

更进一步的，本公开的一些实施例还提供了一种车辆，包括上述电池包，避免了车辆因为电池包安全问题带来的隐患，进而提高了整车的安全性能。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括壳体和层叠体单元，所述层叠体单元的数量至少为两组，至少两组所述层叠体单元相互平行设置于所述壳体内，且相邻两组所述层叠体单元的极耳单元朝向相反方向，所述极耳单元包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳和所述负极极耳设于所述层叠体单元的同一侧，所述壳体上与所述正极极耳和所述负极极耳对应的位置处分别设置正极极柱和负极极柱，所述正极极柱与所述正极极耳连接，所述负极极柱与所述负极极耳连接。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述壳体包括平行且交错设置的至少两个外壳，所述外壳具有相对设置的第一端和第二端，且任一所述外壳的第一端分别凸出于另一个所述外壳的第二端，所述外壳的第一端的端面上设有所述正极极柱和所述负极极柱；至少两组所述层叠体单元一一对应设置在至少两个所述外壳内，且所述层叠体单元上的所述正极极耳和所述负极极耳分别与所述外壳上的正极极柱和所述负极极柱对应设置。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述外壳的形状为长方体，所述外壳的第一端和所述第二端分别为所述外壳沿长度方向的两端。

4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，相邻两个所述外壳在相对设置的面上相互贴合设置且在连接处相互连通。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述正极极柱与所述正极极耳焊接固定，所述负极极柱与所述负极极耳焊接固定。

6.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述外壳的第一端的端面上设有预留孔，所述预留孔设于所述正极极柱与所述负极极柱之间。

7.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述外壳的第二端的端面与另一个所述外壳的第一端的端面之间形成凹陷，所述凹陷内设置散热装置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电芯，其特征在于，每组所述层叠体单元包括多个所述层叠体，多个所述层叠体并排设置。

9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电芯。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池包。

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