一种电芯、动力电池、动力电池组、用电装置及制造方法制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种电芯，包括：第一极性片、第二极性片以及隔膜，其中，第一极性片和第二极性片之间设置有隔膜，第一极性片和第二极性片的极性相异，第一极性片包括第一集流体，第一集流体与电池壳体底部的间距小于隔膜与电池壳体底部的间距。本申请实施例中还提供了一种动力电池、动力电池组、用电装置及制造方法。本申请实施例通过将电芯中第一集流体与电池壳体底部的间距设置为小于隔膜与电池壳体底部的间距，使得电芯产生的一部分热可以通过集流体传导到电池壳体，由于集流体的导热系数远远大于隔膜，因此动力电池内部电芯产生的一部分热可以通过集流体快速地传递到电池壳体，使得动力电池内部电芯产生的热可以快速地传递到电池外部。

A kind of electric core, power battery, power battery pack, power device and manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种电芯、动力电池、动力电池组、用电装置及制造方法
本申请涉及动力电池领域，尤其涉及一种电芯、动力电池、动力电池组、用电装置及制造方法。
技术介绍
目前，动力电池由于其能量密度大、充电速度快等优点，被大量应用在电动汽车、电动列车或电动自行车等场景中。在动力电池的快速充电过程中，尤其是高能量密度的动力电池在快速充电时，动力电池内部的电芯会产生大量的热，这些热如果不能及时的传导到电池外部，则会使电池的温度快速升高，有热失控的风险。为了解决快速充电中涉及的热失控问题，常常采用强化散热的方法，例如在电池壳体外布置液冷或者直冷系统，通过液冷或者直冷系统将电池壳体的热量传导到外部。但电池内部的电芯到电池壳体的传热路径存在很大的热阻，导致动力电池内部电芯产生的热不能快速地传递到电池外部。
技术实现思路
本申请提供了一种电芯、动力电池、动力电池组、用电装置及制造方法，将电芯中第一集流体与电池壳体底部的间距设置为小于隔膜与电池壳体底部的间距，使得电芯产生的一部分热可以通过集流体传导到电池壳体，由于集流体的导热系数远远大于隔膜，因此动力电池内部电芯产生的一部分热可以通过集流体快速地传递到电池壳体，使得动力电池内部电芯产生的热可以快速地传递到电池外部。第一方面，本申请实施例提供了一种电芯包括第一极性片、第二极性片以及隔膜，其中，该第一极性片和该第二极性片之间设置有该隔膜，其中，第一极性片为正极极性片、第二极性片为负极极性片，或者第一极性片为负极极性片、第二极性片为正极极性片，正极性片包括两面涂覆有正极活性物质的正极集流体，负极性片包括两面涂覆有负极活性物质的负极集流体，该第一极性片和该第二极性片的极性相异，该第一极性片包括第一集流体，该第一集流体与电池壳体底部的间距小于该隔膜与电池壳体底部的间距，其中，第一集流体与电池壳体底部的间距可以为第一集流体延长后的边缘侧与电池壳体底部的间距，第一集流体与电池壳体底部的间距小于隔膜与电池壳体底部的间距，相当于将第一集流体作为电芯与电池壳体之间的“导热桥梁”，当叠片电芯内部的活性物质(正极活性物质和负极活性物)在电池快速充电或用电的场景下产生大量的热时，从电芯内部到电池外壳的导热路径从原本的活性物质、隔膜以及电池外壳的导热路径变为了活性物质、第一集流体以及电池外壳的导热路径，由于集流体的传热系数比隔膜的传热系数大很多，此时，由于集流体的导热系数远远大于隔膜，因此动力电池内部电芯产生的一部分热可以通过集流体快速地传递到电池壳体，使得动力电池内部电芯产生的热可以快速地传递到电池外部。本申请实施例中，提供了一种电芯，该电芯包括第一极性片、第二极性片以及隔膜，其中，第一极性片和第二极性片之间设置有隔膜，第一极性片和第二极性片的极性相异，第一极性片包括第一集流体，第一集流体与电池壳体底部的间距小于隔膜与电池壳体底部的间距。采用上述电芯，将电芯中第一集流体与电池壳体底部的间距设置为小于隔膜与电池壳体底部的间距，使得电芯产生的一部分热可以通过集流体传导到电池壳体，由于集流体的导热系数远远大于隔膜，因此动力电池内部电芯产生的一部分热可以通过集流体快速地传递到电池壳体，使得动力电池内部电芯产生的热可以快速地传递到电池外部。在一种可能的实现方式中，该第一集流体包括相互连接的第一延伸部以及第二延伸部，该第一延伸部涂覆有第一活性物质，该第二延伸部从该第一活性物质内部延伸并超出该隔膜，该第二延伸部与电池壳体底部的间距小于该隔膜与该电池壳体底部的间距，相当于第一集流体在第二延伸部上未涂覆第一活性物质，使得第一集流体上的活性物质不会因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体，增加了电芯工作时的安全性。再次，本申请实施例中，未在第一集流体的第二延伸部上涂覆第一活性物质，使得第一集流体上的活性物质不会因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体，增加了电芯工作时的安全性。在一种可能的实现方式中，该第二延伸部上涂覆有绝缘涂层。绝缘涂层可以是陶瓷涂层，陶瓷可以为氧、碳、氮、硼、镁、铝、硅和锌等元素形成的化合物或者化合物的混合物。本实施例在第二延伸部上涂覆绝缘涂层，通过绝缘涂层隔绝了第一集流体上的活性物质和相邻的第二集流体，使得第一集流体上的活性物质不会因为受到挤压而接触到相邻的第二集流体，进一步增加了电芯工作时的安全性。在一种可能的实现方式中，该第一集流体与该电池壳体底部接触。在一种场景中，在一种场景中，第一集流体与该电池外壳的内表面接触，在另一种场景中，电池外壳与电芯之间设置有底托板或绝缘板，在这种场景中，第一极性片与电池壳体底部中底托板或绝缘板的外表面接触，在本实施例通过延长第一集流体并使得第一集流体与电池壳体底部的间距小于隔膜与电池壳体底部的间距的基础上，将第一极性片与电池壳体底部接触，进一步增加了从电芯内部到电池外壳的传热路径的导热系数，得动力电池内部电芯产生的热可以更快速地传递到电池外部。在一种可能的实现方式中，该第一集流体的一端为弯折结构，该弯折结构的弯折处与该电池壳体底部接触。其中第一集流体的一端可以为L型结构，L型结构的弯折部的外表面为第一集流体与电池壳体底部的接触面，第一极性片的一端也可以但不限于为倒Y型结构，倒Y型两个分支形成的开口部的外表面为第一集流体与电池壳体底部的接触面，本实施例中第一极性片的一端为弯折结构，弯折结构的弯折处与电池壳体底部接触，增大了第一集流体与电池壳体底部的接触面，具有更好的传热性能。在一种可能的实现方式中，该第一集流体的端部嵌入到该电池壳体底部，或该第一集流体的端部粘接在该电池壳体底部，或该第一集流体的端部焊接在该电池壳体底部。在第一极性片的端部嵌入到电池壳体底部的设计中，可以在电池壳体内表面上预设沟槽，在电芯安装过程中通过将第一集流体的延长侧直接插入对应的预设沟槽内部，从而实现第一集流体与电池壳体的接触。在第一极性片的端部粘接在电池壳体底部的设计中，可以预先在第一集流体的延长侧表面涂覆粘结剂，或在电池壳体底部内表面涂覆粘结剂，在电芯安装过程中施加一定压力使第一集流体的延长侧与电池壳体底部实现粘接，从而实现第一集流体与电池壳体的接触，在第一极性片的端部焊接在电池壳体底部的设计中，将第一集流体的延长侧焊接在电池壳体底部内表面，从而实现第一集流体与电池壳体的接触。其次，本申请实施例中，第一极性片的端部嵌入到电池壳体底部，或第一极性片的端部粘接在电池壳体底部，或第一极性片的端部焊接在电池壳体底部，第一集流体可以通过多种方式与电池壳体底部接触，增加了方案的灵活性和可选择性。在一种可能的实现方式中，该隔膜包括第一隔膜和第二隔膜，该第一隔膜和该第二隔膜之间设置有一个第二集流体，该第一隔膜和该第二隔膜的端部接合。将与负极集流体相邻的第一隔膜和第一隔膜的端部接合，通过隔膜的阻碍使得负极集流体完全与延长的正极集流体相隔绝，进一步提高了电芯安装过程中的安全性。在一种可能的实现方式中，该第一极性片为正极性片，该第二极性片为负极性片，或，该第一极性片为负极性片，该第二极性片为正极性片。第二方面，本申请实施例提供了一种动力电池，包括电池壳体和上述第一方面提供的电芯，其中电池壳体内部设置有电芯，电池壳体作为电芯的物理支撑，可以起到将电芯与外界隔绝的作用，电池壳体可以具有与电芯的形状相对应的形状，同时也不必使电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电芯，其特征在于：包括第一极性片、第二极性片以及隔膜，其中，所述第一极性片和所述第二极性片之间设置有所述隔膜，所述第一极性片和所述第二极性片的极性相异；所述第一极性片包括第一集流体，所述第一集流体与电池壳体底部的间距小于所述隔膜与所述电池壳体底部的间距。

【技术特征摘要】
1.一种电芯，其特征在于：包括第一极性片、第二极性片以及隔膜，其中，所述第一极性片和所述第二极性片之间设置有所述隔膜，所述第一极性片和所述第二极性片的极性相异；所述第一极性片包括第一集流体，所述第一集流体与电池壳体底部的间距小于所述隔膜与所述电池壳体底部的间距。2.根据权利要求1所述电芯，其特征在于，所述第一集流体包括相互连接的第一延伸部以及第二延伸部；所述第一延伸部涂覆有第一活性物质，所述第二延伸部从所述第一活性物质内部延伸并超出所述隔膜，所述第二延伸部与电池壳体底部的间距小于所述隔膜与所述电池壳体底部的间距。3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第二延伸部上涂覆有绝缘涂层。4.根据权利要求1至3任一所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体与所述电池壳体底部接触。5.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的一端为弯折结构，所述弯折结构的弯折处与所述电池壳体底部接触。6.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的端部嵌入到所述电池壳体底部，或所述第一集流体的端部粘接在所述电池壳体底部，或所述第一集流体的端部焊接在所述电池壳体底部。7.根据权利要求1至6任一所述的电芯，其特征在于，所述隔膜包括第一隔膜和第二隔膜；所述第一隔膜和所述第二隔膜之间设置有一个第二集流体，所述第一隔膜和所述第二隔膜的端部接合。8.根据权利要求1至7任一所述的电芯，其特征在于，所述第一极性片为正极性片，所述第二极性片为负极性片；或，所述第一极性片为负极性片，所述第二极性片为正极性片。9.一种动力电池，其特征在于，所述动力电池包括如权利要求1至8任一所述的电芯和电池壳体；所述电池壳体内部设置有所述电芯。10.一种动力电池组，其特征在于，包括至少两个如权利要求9所述的动力电池。11.一种用电装置，其特征在于，包括至少一个根据权利要求9所述的动力电池。12.一种动力电池的制作方法，其特征在于，包括：将第一极性片、隔膜与第二极性片依次层叠放置，以形成电芯，其中，至少一个所述第一极性片的一侧超出所述隔膜，所述第一极性片包括第一集流体；沿目标方向将所述电芯填装至所述电池壳体内，以使得至少一个所述第一集流体与所述电池壳体底部的间距小于所述隔膜与所述电池壳体底部的间距，所述目标方向为所述第一极性片上超出所述隔膜一侧的方向。13.根据权利要求12所述的动力电池的制作方法，其特征在于，所述将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，于哲勋，刘辰光，李阳兴，王平华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44