CN208028181U - 电池芯、电池、电池模组、车辆和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池芯、电池、电池模组、车辆和电子设备，电池芯包括：隔膜，隔膜包括依次相接的第一部分、中间部分和第二部分，隔膜构造成第一部分和第二部分均环绕中间部分卷绕且第一部分和第二部分卷绕方向相同的形状；多个第一极性件，第一极性件设在第一部分的内侧面，第一极性件包括第一集流体和设在第一集流体上的第一活性材料；多个第二极性件，第二极性件设在第二部分的内侧面，第二极性件包括第二集流体和设在第二集流体上的第二活性材料，第一部分的内侧面和第二部分的内侧面均面向中间部分。根据本实用新型实施例的电池芯，可以提高生产效率。

Description

电池芯、电池、电池模组、车辆和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，特别涉及一种电池芯、具有该电池芯的电池、具有该电池的电池模组、具有该电池模组的车辆以及具有该电池的电子设备。

背景技术

相关技术中，锂离子电池Z叠生产工艺由于单片上料及来回拉隔膜的动作，隔膜的每一次Z叠都只能进行单片上料，单片上料的时间为1.5-2.0S/sheet，由于隔膜每一次Z叠都进行单次上料，电池芯的制作时间为单片上料时间与Z叠次数的乘积，导致生产效率低，从而导致锂电池的成本升高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型一方面在于提出一种电池芯，该电池芯的生产效率高。

本实用新型另一方面在于提出一种电池，所述电池的生产效率高。

本实用新型再一方面在于提出一种电池模组，该电池模组包括上述电池。

本实用新型再一方面在于提出一种车辆，该车辆具有模组上述电池。

本实用新型再一方面在于提出一种电子设备，该电子设备上述电池。

根据本实用新型第一方面实施例的电池芯，包括：隔膜，所述隔膜包括依次相接的第一部分、中间部分和第二部分，所述隔膜构造成所述第一部分和所述第二部分均环绕所述中间部分卷绕且所述第一部分和所述第二部分卷绕方向相同的形状；多个第一极性件，所述第一极性件设在所述第一部分的内侧面并沿所述第一部分的卷绕方向排布，所述第一极性件包括第一集流体和设在所述第一集流体上的第一活性材料；多个第二极性件，所述第二极性件设在所述第二部分的内侧面并沿所述第二部分的卷绕方向排布，所述第二极性件包括第二集流体和设在所述第二集流体上的第二活性材料，其中，所述第一部分的内侧面和所述第二部分的内侧面均面向所述中间部分。

根据本实用新型实施例的电池芯，在生产过程中，第一极性件和第二极性件可以在第一部分和第二部分的内侧面同时上料，提高了生产效率。

另外，根据本实用新型实施例的电池芯，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，隔膜的最外层的至少一部分为所述第一部分的末端，且所述第一部分的末端的外侧面设有仅内侧面涂覆第二活性材料的第二集流体或双面涂覆第二活性材料的第二集流体；和/或隔膜的最外层的至少一部分为所述第二部分的末端，且所述第二部分的末端的外侧面设有仅内侧面涂覆第一活性材料的第一集流体；和/或所述隔膜的最外层的外侧面和内侧面均未设置所述第一极性件和所述第二极性件，且所述隔膜的最外层为一层或卷绕的多层。

根据本实用新型的一个实施例，所述隔膜的最外侧未设置第一集流体和/或第二集流体。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一部分包括与中间部分平行的第一段和连接所述第一段的第一连接段，所述第二部分包括与中间部分平行的第二段和连接所述第二段的第二连接段。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一极性件设置于所述第一段的内侧面上，所述第二极性件设置于所述第二段的内侧面上。

根据本实用新型的一个实施例，所述中间部分、所述第一段以及所述第二段均为平面状或曲面状等。

根据本实用新型的一个实施例，所述隔膜的末端由胶布固定或所述隔膜的末端由热压粘合固定。

所述第一极性件包括沿所述第一部分的卷绕方向排布的多片，且多片所述第一极性件相互电导通，所述第二极性件包括沿所述第二部分的卷绕方向排布的多片，且多片所述第二极性件相互电导通。

所述第一极性件具有伸出所述隔膜侧边的第一导电部，多个所述第一极性件的所述第一导电部电连接，所述第二极性件具有伸出所述隔膜侧边的第二导电部，多个所述第二极性件的所述第二导电部电连接，且所述第一导电部和所述第二导电部错开。

根据本实用新型的一个实施例，隔膜为一张膜卷绕而成。

根据本实用新型第二方面实施例的电池包括上述实施例的电池芯，由于根据本实用新型实施例的电池芯的生产效率高，因此，所述电池的生产效率高。

根据本实用新型第三方面实施例的电池模组，所述电池模组具有上述电池。

根据本实用新型的电池模组，生产效率高。

根据本实用新型第四方面实施例的车辆，包括：车体；电池模组，所述电池模组设于所述车体上，所述电池模组为上述电池模组。

根据本实用新型实施例的车辆，可以具有较高的生产效率。

根据本实用新型第五方面实施例的电子设备，具有上述实施例中的电池，由于根据本实用新型实施例的电池的生产效率高，因此，所述电子设备的生产效率高。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的电池芯的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的第一电极件的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的第二电极件的结构示意图；

图4a-图4e是根据本实用新型一个实施例的电池芯的隔膜卷绕过程示意图；

图5a-图5f是根据本实用新型一个实施例的电池芯的制作过程示意图。

附图标记：

电池芯100，

隔膜10，第一部分11，第一段111，第一连接段112，中间部分12，第二部分13，第二段131，第二连接段132，

第一极性件21，第一集流体211，第一活性材料212，第二极性件22，第二集流体221，第二活性材料222，

胶布30。

具体实施方式

相关技术中，锂离子电池Z叠生产工艺由于单片上料及来回拉隔膜的动作，导致生产效率低。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种电池芯100。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照图1至图5描述根据本实用新型实施例的电池芯100。

如图1所示，该电池芯100大体可以包括：隔膜10、第一极性件21和第二极性件22。

根据本实用新型实施例的电池芯100，通过将隔膜10设置成依次相连的第一部分11、中间部分12和第二部分13，且隔膜10为绕中间部分12卷绕的形状，这样，在生产过程中，第一极性件21和第二极性件22可以在第一部分11和第二部分13的内侧面同时上料，提高了生产效率。

具体而言，隔膜10包括依次相接的第一部分11、中间部分12和第二部分13，隔膜10构造成第一部分11和第二部分13均环绕中间部分12卷绕且第一部分11和第二部分13卷绕方向相同的形状。第一极性件21设在第一部分11的内侧面并沿第一部分11的卷绕方向排布，第一极性件21包括第一集流体211和设在第一集流体211上的第一活性材料212(如图3所示)。第一极性件21和第二极性件22均具有多个，第二极性件22设在第二部分13的内侧面并沿第二部分13的卷绕方向排布，第二极性件22包括第二集流体221和设在第二集流体221上的第二活性材料222(如图2所示)，其中，第一部分11的内侧面和第二部分13的内侧面均面向中间部分12。

换句话说，第一部分11的右侧(如图1右侧)设有第一极性件21，第一部分11的左侧(如图1左侧)设有第二极性件22，第二部分13的右侧设有第二极性件22，第二部分13的左侧设有第一极性件21，第一极性件21和第二极性件22之间由中间部分12、第一部分11和第二部分13间隔开。其中，第一极性件21包括第一集流体211和第一活性材料212，第二极性件22包括第二集流体221和第二活性材料222。举例来说，可以是第一活性材料212和第二活性材料222之间由隔膜10间隔开，隔膜10可以阻止体积比较大的分子通过而只允许小体积的带电离子通过，因此，第一活性材料212和第二活性材料222之间可以进行离子交换。

另外，第一部分11和第二部分13逆时针卷绕中间部分12构成隔膜10，第一部分11绕中间部分12逆时针旋转时，第二部分13也绕中间部分12作逆时针旋转，旋转半周后，对第一部分11和第二部分13的左右两侧进行上片，也即将第一极性件21和第二极性件22安装于第一部分11和第二部分13的左侧或右侧，上片动作完成后，再次逆时针旋转半周，重复以上动作，直至电池芯100结构构造完成。这样，相较于相关技术中的单面上料，本实用新型采用双面上片的工艺，可以将生产效率提升近一倍。当然，第一部分11、中间部分12和第二部分13的旋转方向始终同向即可，并非一定限制为逆时针，例如，第一部分11和第二部分13也可顺时针卷绕中间部分12构成隔膜10。

可以理解，上述实施例仅是示意性的，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制，根据蓄电池的工作原理，例如，第一部分11面向中间部分12的一侧可以设有第二极性件22且背离中间部分12的一侧设有第一极性件21，而第二部分13面向中间部分12的一侧设有第一极性件21且背离中间部分12的一侧设有第二极性件22。

一些实施例中，如图1结合图5所示，隔膜10的最外层的至少一部分为第一部分11的末端，且第一部分11的末端的外侧面设有仅内侧面涂覆第二活性材料222的第二集流体221，或者第一部分11的末端的外侧面设有双面涂覆第二活性材料222的第二集流体221。

一些示例中，隔膜10的最外层的至少一部分为第二部分13的末端，且第二部分13的末端的外侧面设有仅内侧面涂覆第一活性材料212的第一集流体211，或者第二部分12的末端的外侧面设有双面涂覆第一活性材料212的第一集流体211。

一些示例中，隔膜10的最外层的外侧面和内侧面均未设置第一极性件21和所述第二极性件22，且隔膜10的最外层为一层或卷绕的多层。

也就是说，位于隔膜10最外层的第一极性件21或第二极性件22可以仅单面涂覆活性材料(如图1和图5所示)，也可双面涂覆活性材料，还可以不设置第一极性件21或第二极性件22。换言之，位于内层的第一极性件21与第二极性件22的第一集流体211与第二集流体221的两侧均涂覆有活性材料，位于最外层的第一极性件21靠近隔膜10的一侧涂覆有第一活性材料212或者两侧都涂覆有第一活性材料212，最外层的第二极性件22靠近隔膜10的一侧涂覆有第二活性材料222或者两侧都涂覆有第二活性材料222，电池芯100的最外层设有第一极性件21和第二极性件22中的一种，从而达到电池芯100的两侧是同一极性的目的。

此外，隔膜10的最外层也可不设置极性材料，也即隔膜10的最外层不设置第一极性件21和第二极性件22的任意一个，只需缠绕一层或者多层隔膜10，将内部第一极性件21和第二极性件22包裹，这样，可以节约原材料，降低成本。另一些实施例中，隔膜10的最外侧未设置第一集流体211或第二集流体221。也即隔膜10的最外层不设置第一极性件21或第二极性件22，这样，可以简化工序，提高生产效率。

一些可选实施例中，如图4所示，第一部分11包括与中间部分12平行的第一段111和连接第一段111的第一连接段112，第二部分13包括与中间部分12平行的第二段131和连接第二段131的第二连接段132。换言之，第一连接段112的两端连接第一段111，第二连接段132的两端连接第二段131，这样，第一部分11由第一段111和第一连接段112连接为一个整体，第二部分13由第二段131和第二连接段132连接为一个整体，且第一段111、第二段131与中间部分12相互平行，空间利用率高。

一些具体实施例中，第一极性件21设置于第一段111的内侧面上，第二极性件22设置于第二段131的内侧面上。这样，第一极性件21与第二极性件22被分隔开，可以实现离子交换。

优选地，中间部分12、第一段111以及第二段131均为平面状或曲面状等。以中间部分12、第一段111以及第二段131均为平面状为例，容易理解，设置于中间部分12、第一段111和第二段131表面的第一极性件21和第二极性件22也为平面状，上片简单，容易实现。其中，第一极性件21和第二极性件22的平面形状相同可以为“L”型、“U”型或其它形状。当然，可以理解的是，中间部分12、第一段111以及第二段131并不限于为平面状或曲面状，也可为其它规则或不规则形状，例如锯齿形、波浪形等。

可选地，如图1和图5所示，隔膜10的末端由胶布30固定或隔膜10的末端由热压粘合固定。胶布30和热压粘合与隔膜10的连接方式为粘接，连接简单容易实现，片材采用粘接的方式连接，稳定不易脱落。被胶布30覆盖的隔膜10避免了毛刺刺穿隔膜10造成电池短路的现象，且起始端的隔膜10易受裁切、卷针影响出现折叠现象，胶布30可以隔离前端的正负极避免造成正负极接触短路。

具体地，如图1所示，第一极性件21包括沿第一部分11的卷绕方向排布的多片，且多片第一极性件21相互电导通，第二极性件22包括沿第二部分13的卷绕方向排布的多片，且多片第二极性件22相互电导通。这样，多片第一电极片与多片第二电极片之间进行离子交换从而产生电流，由于多个第一电极片相互电导通，多个第二电极片相互电导通,这样，可以将产生的电流聚集起来，从而形成较大的电流。

进一步地，第一极性件21具有伸出隔膜10侧边的第一导电部(图未示出)，多个第一极性件21的所述第一导电部电连接，第二极性件22具有伸出隔膜10侧边的第二导电部(图未示出)，多个第二极性件22的所述第二导电部电连接，且所述第一导电部和所述第二导电部错开。第一导电部和第二导电部之间不进行离子交换，相互电连接的第一导电部和相互电连接的第二导电部起到汇集电流的作用，第一导电部与第二导电部可以与电池的正负极电连接，从而产生较大的电流输出。

根据本实用新型实施例的电池(图未示出)包括上述实施例的电池芯100，由于根据本实用新型实施例的电池芯100的生产效率高，因此，所述电池的生产效率高。

此外，除了生产电池芯100，本装置还可以衍生出各种电池芯小单元，这些电池芯小单元可以根据电池的设计进行排列组合，最终组合成完整的电池芯，其中，电池芯小单元包含的极性件数量≥2。

一些优选实施例中，隔膜10为一张膜卷绕而成。可以理解的是，由一张膜卷绕而成的电池芯100的生产简单，无需对齐、夹紧等工序，进一步提高了生产效率。

相对而言，相关技术中存在采用了两张或多张膜片卷绕成型电池芯的实施方案，其中，在电池芯卷绕之前，多张膜片的起始端之间会设置极性材料，而多张膜片、极性材料需要对齐并夹紧再进行卷绕，极大地影响了电池芯的成型效率。

根据本实用新型实施例的电池模组，所述电池模组包括至少一个上述的电池。由于上述电池的生产简单，生产效率高，因此，具有上述电池的电池模组的生产效率高。

根据本实用新型实施例的车辆包括车体和电池模组，所述电池模组设于所述车体上，所述电池模组为上述的电池模组。由于上述电池模组的生产效率高，因此，具有上述电池模组的车辆的生产成本低。

根据本实用新型实施例的电子设备，包括上述实施例的电池，由于根据本实用新型实施例的电池的生产效率高，因此，所述电子设备的生产效率高。由于电子设备中的电池的生产效率高，因此，可以减少所述电子设备的生产成本。其中，电子设备具体的可以为手机、笔记本电脑、ipad等。

对于电池芯100、电池以及用于制作电池芯100的装置的其他构成以及操作属于本领域普通技术人员所理解并容易获得的，在此不再进行赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种电池芯，其特征在于，包括：

隔膜，所述隔膜包括依次相接的第一部分、中间部分和第二部分，所述隔膜构造成所述第一部分和所述第二部分均环绕所述中间部分卷绕且所述第一部分和所述第二部分卷绕方向相同的形状；

多个第一极性件，所述第一极性件设在所述第一部分的内侧面并沿所述第一部分的卷绕方向排布，所述第一极性件包括第一集流体和设在所述第一集流体上的第一活性材料；

多个第二极性件，所述第二极性件设在所述第二部分的内侧面并沿所述第二部分的卷绕方向排布，所述第二极性件包括第二集流体和设在所述第二集流体上的第二活性材料，其中，所述第一部分的内侧面和所述第二部分的内侧面均面向所述中间部分。

2.根据权利要求1所述的电池芯，其特征在于，

隔膜的最外层的至少一部分为所述第一部分的末端，且所述第一部分的末端的外侧面设有仅内侧面涂覆第二活性材料的第二集流体或双面涂覆第二活性材料的第二集流体；和/或

隔膜的最外层的至少一部分为所述第二部分的末端，且所述第二部分的末端的外侧面设有仅内侧面涂覆第一活性材料的第一集流体或双面涂覆第一活性材料的第一集流体；和/或

所述隔膜的最外层的外侧面和内侧面均未设置所述第一极性件和所述第二极性件，且所述隔膜的最外层为一层或卷绕的多层。

3.根据权利要求1所述的电池芯，其特征在于，所述隔膜的最外侧未设置第一集流体和/或第二集流体。

4.根据权利要求1所述的电池芯，其特征在于，所述第一部分包括与中间部分平行的第一段和连接所述第一段的第一连接段，所述第二部分包括与中间部分平行的第二段和连接所述第二段的第二连接段。

5.根据权利要求4所述的电池芯，其特征在于，所述第一极性件设置于所述第一段的内侧面上，所述第二极性件设置于所述第二段的内侧面上。

6.根据权利要求4所述的电池芯，其特征在于，所述中间部分、所述第一段以及所述第二段均为平面状或曲面状等。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池芯，其特征在于，所述隔膜的末端由胶布固定或所述隔膜的末端由热压粘合固定。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的电池芯，其特征在于，所述第一极性件包括沿所述第一部分的卷绕方向排布的多片，且多片所述第一极性件相互电导通，所述第二极性件包括沿所述第二部分的卷绕方向排布的多片，且多片所述第二极性件相互电导通。

9.根据权利要求8所述的电池芯，其特征在于，所述第一极性件具有伸出所述隔膜侧边的第一导电部，多个所述第一极性件的所述第一导电部电连接，所述第二极性件具有伸出所述隔膜侧边的第二导电部，多个所述第二极性件的所述第二导电部电连接，且所述第一导电部和所述第二导电部错开。

10.根据权利要求1所述的电池芯，其特征在于，所述隔膜为一张膜卷绕而成。

11.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的电池芯。

12.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括至少一个根据权利要求11所述的电池。

13.一种车辆，其特征在于，包括：

车体；

电池模组，所述电池模组设于所述车体上，所述电池模组为根据权利要求12所述的电池模组。

14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少一个根据权利要求11所述的电池。