CN219163465U - 一种电池极组及二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池极组及二次电池，该电池极组包括：极组本体，包括交叉排列设置的正极单元和负极单元。还包括：吸收部，吸收部连接在极组本体最外侧的负极单元中的第一连接部远离极组本体中心的一侧；吸收部与第一连接部连接位置设置有沟槽；吸收部包括第一基底和第二基底。本实用新型设置吸收部，增加了电池极组对气体的吸收能力，设置沟槽增加了电解液与吸收部的接触面积，在电池极组与电解液作用时，吸收部吸收电解液中产生的气体，避免了二次电池产生鼓胀，提升了二次电池的安全系数；减少了极组对电解液的消耗且避免了电池极组长期使用过程中极化现象的产生，延长了二次电池的使用寿命。

Description

一种电池极组及二次电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池极组及二次电池。

背景技术

随着当前社会能源危机日益严重，新能源行业得到了飞速发展，尤其是新能源汽车越来越受到社会关注。二次电池是新能源汽车的主要储能元器件，随着新能源汽车技术的日益完善，新能源汽车离人们的日常生活越来越近，业界对为新能源汽车提供能量的二次电池的寿命及安全性能提出了更高的要求。

传统二次电池在存储和长期充放电循环过程中会产生大量的气体，尤其在高温下更加明显，二次电池产气过程中，不仅消耗了大量电解液，还造成了材料和集流体脱离，使极片之间接触界面变差，离子和电子的传输困难，从而导致电池阻抗增加，极化现象严重，甚至产生析锂，导致电池失效，这不仅影响了电池的性能，还造成了极大的安全隐患，影响了电池的寿命和功率性能等。

因此，急需一种技术能够解决当前二次电池中存在的问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种电池极组及二次电池，旨在解决二次电池产气影响电池使用寿命并容易造成安全隐患的问题。

一个方面，本实用新型提供了一种电池极组，包括：

极组本体，包括交叉排列设置的正极单元和负极单元，所述正极单元与所述负极单元连接处设有隔膜，所述极组本体的两端为所述负极单元，所述负极单元包括负极部和第一连接部，所述第一连接部两侧分别连接一所述负极部；所述正极单元包括正极部和第二连接部，所述第二连接部两侧分别连接一所述正极部，其特征在于，还包括：

所述极组本体最外侧的所述负极单元中的所述第一连接部远离所述极组本体中心的一侧不连接所述负极部；

吸收部连接在所述极组本体最外侧的所述负极单元中的所述第一连接部远离所述极组本体中心的一侧；所述吸收部与所述第一连接部连接位置设置有沟槽；

所述吸收部包括第一基底和第二基底。

进一步的，所述沟槽设在所述极组本体最外侧的所述第一连接部远离所述极组本体中心的一侧。

进一步的，所述吸收部的厚度小于等于200μm。

进一步的，所述沟槽包括沿y方向贯通所述第一连接部左右相对两侧面的横向沟槽；

所述沟槽包括沿z方向贯通所述第一连接部上下相对两侧面的纵向沟槽。

进一步的，所述沟槽包括从所述第一连接部左侧面贯通至所述第一连接部上侧面的第一弧形沟槽。

进一步的，所述沟槽包括与所述第一弧形沟槽旋转对称的第二弧形沟槽。

进一步的，所述吸收部表面设置有贯通所述第一基底和所述第二基底的条形通孔，所述条形通孔与所述第一弧形沟槽、第二弧形沟槽相连通。

进一步的，所述吸收部表面设置有贯通所述第二基底的圆形通孔。

进一步的，所述吸收部还包括覆盖部，连接在所述第二基底远离所述第一基底的一侧，所述覆盖部于防止所述第二基底表面产生划痕。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型设置吸收部，吸收部包括第一基底和第二基底，吸收部与第一连接部连接位置设置沟槽。通过设置吸收部增加电池极组对气体的吸收能力，设置沟槽增加了电解液与吸收部的接触面积，在电池极组与电解液作用时，吸收部吸收电解液中产生的气体，避免了二次电池内气体的产生，提升了二次电池的安全系数；减少了极组对电解液的消耗且避免了电池极组长期使用过程中极化现象的产生，延长了二次电池的使用寿命。

另一方面，一种二次电池，包括壳体，所述壳体内设置有上述电池极组。

可以理解的是，上述二次电池采用了本实用新型提供的电池极组，上述二次电池具有与电池极组相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种电池极组的主视图；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

图3为图1中B方向的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的吸收部和第一连接部结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的二次电池内多个电池极组示意图。

其中：100、极组本体；110、正极单元；111、正极部；112、第二连接部；120、负极单元；121、负极部；122、第一连接部；123、沟槽；124、纵向沟槽；125、横向沟槽；126、第一弧形沟槽；127、第二弧形沟槽；130、隔膜；200、吸收部；210、第一基底；220、第二基底；230、覆盖部；240、条形通孔；250、圆形通孔。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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，或一体的连接；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。

随着汽车产业蒸蒸日上，随之而来的是交通堵塞、环境污染、化石能源匮乏等现实问题。电动汽车的出现，既可以降低人们对化石能源的依赖，又可以减少尾气对环境的污染。二次电池作为电动汽车的动力输出，具有高比能量、循环寿命长、节能环保、经济适用等优点，较燃料电池、太阳能电池、全固态电池而言，二次电池具有开路电压高、能量密度高、寿命长、无污染及自放电小等优点，被认为是最理想的能量储存和转换装置。人们对二次电池的寿命及安全性能的要求也随之提高。

但是传统二次电池在存储和长期充放电循环过程中会产生大量的气体，不仅消耗了大量电解液，还容易损坏电池极组，减少二次电池的使用寿命，甚至容易造成安全隐患，因此有必要设计一种电池极组及二次电池用以解决传统电池中存在的问题。

二次电池内电池极组制造方式分为卷绕、叠片，其中叠片包括“Z”叠和热复合叠片，相较于传统方式的“Z”叠，热复合叠片相对高效、对齐度更有保证，它主要是先将裁断后的正极片、负极片进行堆叠或卷叠成一个整体，最后进行热压成型即可形成电池极组。

在本申请的一些实施例中，参照图1-4所示，电池极组包括极组本体100和吸收部200。其中极组本体100内交叉排列有正极单元110和负极单元120，正极单元110和负极单元120连接处设置有隔膜130，极组本体100的两端只设置负极单元120，负极单元120由负极部121和第一连接部122构成，第一连接部122两侧分别连接一负极部121。正极单元110由正极部111和第二连接部112构成，第二连接部112两侧分别连接一正极部111。吸收部200位于极组本体100最外侧的负极单元120中，极组本体100最外的负极单元120包括吸收部200、负极部121和第一连接部122。其中，第一连接部122靠近极组本体100中心的一侧连接负极部121，远离极组本体100中心的一侧连接吸收部200。在吸收部200与第一连接部122接触位置设置有沟槽123。

具体而言，吸收部200包括第一基底210和第二基底220，第二基底220与第一连接部122远离极组本体100中心的一侧面连接。负极部121优选的材质为石墨、硅、硅氧、硅碳或几者的混合物，负极部121的面密度可根据实际生产需要进行适应性修改，第一连接部122的材质优选为涂炭铜箔/铜箔。吸收部200能够在二次电池使用或存储过程中吸收二次电池内产生的气体。

具体而言，第一基底210采用石墨、硅、硅氧、硅碳或四者的随机混合材料，第二基底220材料优选为锂箔或锂粉，在第一基底210表面覆盖一层锂箔或锂粉。锂箔采用辊压与第一基底210贴合，锂粉采用凹版涂布方式进行贴合。贴合后将吸收部200用夹板束缚(0.01-0.2Mpa)在真空烘箱进行烘烤(70-90℃)烘烤5—24h，将材料充分锂化。将吸收部200连接在电池极组的侧面，连接固定时第二基底220位于远离极组本体100的一侧。

可以理解的是，通过锂化后的石墨、硅、硅氧、硅碳具有吸收CO2的特性，吸收循环和存储过程产生的CO2。与其他吸收CO2的材料相比，本申请中的方式不会影响电池极组的性能。吸收部200与极组本体100的贴合方式不会对电池极组本身性能造成影响。

可以理解的是，吸收部200与电解液接触，吸收电解液与电池极组反应时产生的气体，防止了电池极组在循环使用或存放过程中产生极化现象。第一基底210和第二基底220构成的吸收部200减少了电解液的消耗，减少了气体的积累，避免了二次电池防爆阀开启的风险。在吸收部200与第一连接部122连接接触位置设置沟槽123增强了吸收部200与电解液接触面积，提升了吸收部200的消气效果。

在本申请的一些实施例中，结合图4所示，沟槽123设置在极组本体100最外侧的第一连接部122远离极组本体100中心的一侧。

具体而言，将沟槽123开设在第一连接部122的侧面上，第一连接部122开设沟槽123的一面与吸收部200连接，另一侧与负极部121连接。

可以理解的是，在第一连接部122开设沟槽123能够增加电解液与吸收部200的接触面积，在电池极组与电解液作用时，促进吸收部吸收电解液中产生的气体，避免了二次电池产生鼓胀。并且在第一连接部122开设沟槽123能够减少对吸收部200的影响，且这种改动不会对影响极组本体100的性能。

在本申请的一些实施例中，吸收部的厚度小于等于200μm。

具体而言，通常情况吸收部200厚度越大，能够多吸收电池极组与电解液反应产生的气体，但是随着吸收部200厚度的增加，二次电池的壳体以及质量也会增加，提高了二次电池的生产成本。为充分保证吸收部200的吸收效果并兼顾经济效益，因此吸收部200的厚度优选为小于等于200μm。

在本申请的一些实施例中，沟槽123包括沿y方向贯通第一连接部122左右相对两侧面的横向沟槽125。

具体而言，横向沟槽125开设在第一连接部122横向方向，横向沟槽125的数量可随实际生产进行调整。横向沟槽125形状包括矩形，横向沟槽125可以采用直线连同左右两侧面的形式，也可以采用曲线连同第一连接部122左右两侧面。

可以理解的是，在第一连接部122开设横向沟槽125，使极组本体100在与电解液接触时，电解液能够自由通过横向沟槽125，为电解液横向流通提供结构基础，增强了吸收部200与电解液的接触面积，增强了吸收部200的消气效果。

在本申请的一些实施例中，沟槽123还包括沿z方向贯通第一连接部122上下相对两侧面的纵向沟槽124。

具体而言，纵向沟槽124开设在第一连接部122纵向方向，纵向沟槽124的数量可随实际生产进行调整。纵向沟槽124形状包括矩形，纵向沟槽124可以采用直线连同上下两侧面的形式，也可以采用曲线连同第一连接部122上下两侧面。

可以理解的是，在第一连接部122开设纵向沟槽124，使极组本体100在与电解液接触时，电解液能够自由通过纵向沟槽124，为电解液纵向流通提供结构基础，增强了吸收部200与电解液的接触面积，增强了吸收部200的消气效果。

在本申请的一些实施例中，沟槽123还包括从第一连接部122左侧面贯通至第一连接部122上侧面的第一弧形沟槽126。

具体而言，第一弧形沟槽126从第一连接部122左侧面延伸至上侧面，第一弧形沟槽126的数量可随实际生产进行调整。第一弧形沟槽126状包括矩形。

可以理解的是，在第一连接部122开设第一弧形沟槽126，使极组本体100在与电解液接触时，增加了电解液流通的渠道，增强了吸收部200与电解液的接触面积，进一步增强了吸收部200的消气效果。

在本申请的一些实施例中，沟槽123还包括与第一弧形沟槽126旋转对称的第二弧形沟槽127。

具体而言，第二弧形沟槽127从第一连接部122右侧面延伸至下侧面，第二弧形沟槽127的数量可随实际生产进行调整。第二弧形沟槽127状包括矩形。

可以理解的是，在第一连接部122开设第二弧形沟槽127，使极组本体100在与电解液接触时，增加了电解液流通的渠道，增强了吸收部200与电解液的接触面积，进一步增强了吸收部200的消气效果。

在本申请的一些实施例中，吸收部200还包括设置在吸收部200表面且贯穿第一基底210与第二基底220的条形通孔240，条形通孔240与第一弧形沟槽126、第二弧形沟槽127连通。

具体而言，在吸收部200表面通过去除部分吸收部200材料的形式形成条形通孔240，条形通孔240与第一弧形沟槽126和第二弧形沟槽127连通，使电解液不仅在第一连接部122上下方向、左右方向的二维空间内流通，还通过条形沟槽实现三维空间内的流通。

可以理解的是，通过设置条形通孔240实现电解液全方向与吸收部200材料接触，充分发挥了吸收部200的消气作用，并且通过开设的流通路径，增强了电解液流动效率。有利于提升吸收部200的消气效果。

在本申请的一些实施例中，吸收部200表面设置有贯通第二基底220的圆形通孔250。

具体而言，在吸收部200表面开设的圆形通孔250主要用于增强电解液能够透过第二基底220与第一基底210接触，增强吸收部200中第一基底210与电解液接触面积。

可以理解的是，开设圆形通孔250相较于条形通孔240能够减少对吸收部200中材料结构的破坏，可以与条形通孔240配合设置，在充分扩大电解液与吸收部200接触面积的同时保证吸收部200对气体吸收的能力。

在本申请的一些实施例中，吸收部200还包括覆盖部230，覆盖部230连接在第二基底220远离所述第一基底210的一侧，覆盖部230优选电解液能够透过且不会与电解液发生反应的材质。

具体而言，随着二次电池的使用，电池极组难免会与电池壳体发生触碰，由于第一基底210与第二基底220采用涂料的形式，为防止磕碰对第一基底210与第二基底220造成刮花或破损，在第二基底220远离第一基底210的一侧设置覆盖部230。

可以理解的是，覆盖部230能够加固第一基底210与第二基底220的结构，保证第一基底210与第二基底220连接稳固且不影响吸收部200对二次电池中产生的CO2的吸收。充分保证吸收部200能够作用最大化。

基于上述实施例的另一种优选的实施方式中，本实施方式提供了一种二次电池，该二次电池包括上述实施例中提供的电池极组。

具体的，在二次电池上设置上述各实施例中的电池极组，二次电池在后续使用过程中避免了二次电池内产生气体，减少了电解液的消耗，延长了二次电池的使用寿命，有效降低了二次电池的成本。同时使用上述电池极组保证了二次电池的安全性能，提升了二次电池的安全防护性能，提升了二次电池的品质。

可以理解的是，结合图5所示，吸收部200的数量可随实际消气需要进行增多或减少，当二次电池内包含多个电池极组时，每个电池极组的两侧可分别连接一吸收部200，也可单个电池极组只在一侧设置吸收部200。电池极组排列组合时，两吸收部200可分布在两侧位置，也可分布在二次电池中部，吸收部200与吸收部200接触排布。

上述各实施例中的二次电池设置带有吸收部200的电池极组，增加了二次电池内部对气体的吸收能力，设置沟槽123增加了电解液与吸收部200的接触面积，在电池极组与电解液作用时，吸收部200吸收电解液中产生的气体，避免了二次电池产生膨胀，提升了二次电池的安全系数；减少了极组对电解液的消耗且避免了电池极组长期使用过程中极化现象的产生，延长了二次电池的使用寿命。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电池极组，包括：

极组本体，包括交叉排列设置的正极单元和负极单元，所述正极单元与所述负极单元连接处设有隔膜，所述极组本体的两端为所述负极单元，所述负极单元包括负极部和第一连接部，所述第一连接部两侧分别连接一所述负极部；所述正极单元包括正极部和第二连接部，所述第二连接部两侧分别连接一所述正极部，其特征在于，还包括：

所述极组本体最外侧的所述负极单元中的所述第一连接部远离所述极组本体中心的一侧不连接所述负极部；

吸收部连接在所述极组本体最外侧的所述负极单元中的所述第一连接部远离所述极组本体中心的一侧；所述吸收部与所述第一连接部连接位置设置有沟槽；

所述吸收部包括第一基底和第二基底。

2.根据权利要求1所述的电池极组，其特征在于，所述沟槽设在所述极组本体最外侧的所述第一连接部远离所述极组本体中心的一侧。

3.根据权利要求1所述的电池极组，其特征在于，所述吸收部的厚度小于等于200μm。

4.根据权利要求1所述的电池极组，其特征在于，所述沟槽包括沿y方向贯通所述第一连接部左右相对两侧面的横向沟槽；

所述沟槽包括沿z方向贯通所述第一连接部上下相对两侧面的纵向沟槽。

5.根据权利要求1所述的电池极组，其特征在于，所述沟槽包括从所述第一连接部左侧面贯通至所述第一连接部上侧面的第一弧形沟槽。

6.根据权利要求5所述的电池极组，其特征在于，所述沟槽包括与所述第一弧形沟槽旋转对称的第二弧形沟槽。

7.根据权利要求6所述的电池极组，其特征在于，所述吸收部表面设置有贯通所述第一基底和所述第二基底的条形通孔，所述条形通孔与所述第一弧形沟槽、第二弧形沟槽相连通。

8.根据权利要求1所述的电池极组，其特征在于，所述吸收部表面设置有贯通所述第二基底的圆形通孔。

9.根据权利要求1所述的电池极组，其特征在于，所述吸收部还包括覆盖部，连接在所述第二基底远离所述第一基底的一侧，所述覆盖部于防止所述第二基底表面产生划痕。

10.一种二次电池，其特征在于，包括壳体，壳体内设置有如权利要求1-9任一项所述的电池极组。

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