一种电池电芯及其制造方法以及使用该电芯的电池技术

本发明专利技术公开了一种电池电芯及其制造方法以及使用该电芯的电池，电芯包括：层叠的多个极片组，每个极片组由正极片、隔膜、负极片层叠形成；所述正极片具有沿极片向外延伸的正极耳，所述正极耳具有正极耳弯折；或者，所述负极片具有沿极片向外延伸的负极耳，所述负极耳具有负极耳弯折；所述层叠的多个极片组所具有的多个正极耳弯折和/或者负极耳层叠形成弯折的书页状结构。书页状结构。书页状结构。

【技术实现步骤摘要】
一种电池电芯及其制造方法以及使用该电芯的电池


[0001]本专利技术属于电池加工制造
，尤其涉及一种电池电芯及其制造方法以及使用该电芯的电池。

技术介绍

[0002]自1991年索尼公司发布第一款商用锂离子电池以来，锂离子电池已广泛应用于消费电子、电动汽车以及储能等领域。
[0003]常规的锂离子电池采用铝箔作为正极汇流条（也称集流体），铜箔作为负极汇流条。随着电池工业的发展，汇流条已经成为电池生产过程中的主要原料。
[0004]如何对汇流条进行优化设计，一直是从事电池生产制造的工程技术人员研究的课题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的第一方面提供一种电池电芯，包括：层叠的多个极片组，每个极片组由正极片、隔膜、负极片层叠形成；所述正极片具有沿极片向外延伸的正极耳，所述正极耳具有正极耳弯折；或者，所述负极片具有沿极片向外延伸的负极耳，所述负极耳具有负极耳弯折；所述多个极片组所具有的多个正极耳弯折和/或负极耳层叠形成弯折的书页状结构。
[0006]本专利技术的第二方面，提供一种电池电芯的制造方法，包括：叠片以形成多个极片组，每个极片组由正极片、隔膜、负极片层叠形成；所述正极片具有沿极片向外延伸的正极耳，所述负极片具有沿极片向外延伸的负极耳；弯折所述正极耳具有正极耳弯折；或者，弯折所述负极耳具有负极耳弯折；层叠所述多个极片组所具有的多个正极耳弯折和/或者负极耳以形成弯折的书页状结构。
[0007]本专利技术的第三方面，一种锂电池，包括电池壳体和权利要求1
‑
7之一所述的电池电芯，其特征在于，所述电池电芯通过多个正极耳弯折和/或负极耳层叠形成弯折的书页状结构。
[0008]本专利技术的有益效果：本专利技术所采用的电芯结构，正负极叠片过程中可以直接完成端面汇流焊接，减少了后道焊接工序，对于整机效率带来了大幅提升。同时减少了前道工序正负极耳长度，对于材料的成本也一定程序减少，也提高了空间利用率。同时电芯焊接成型后也可以快速入壳，在后道工序效率提升也带来了大幅提高。
附图说明
[0009]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1是本专利技术实施例提供的电池端面焊接叠片工位；图2是本专利技术实施例提供的电池端面焊接叠片工位爆炸视图；图3是本专利技术实施例提供的单极片组叠片后的结构示意图；
图4是本专利技术实施例提供的多极片组叠片后的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的单极片叠片后的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的采用极耳弯折后极耳预留长度比较图；图7是本专利技术实施例提供的多极片组汇流示意图；图8是本专利技术实施例提供的极片弯折方向示意图；图9是本专利技术实施例提供的汇流装置示意图；图10是本专利技术实施例提供的极片组卡位在汇流装置上的示意图；图11是本专利技术实施例提供的不同形状的汇流装置示意图；图12是本专利技术实施例提供的不同形状的汇流装置示意图；图13是本专利技术实施例提供的压模装置示意图；图14是本专利技术实施例提供的压模弯折形状示意图；图15是本专利技术实施例提供的压模弯折形状示意图；图16是本专利技术实施例提供的压模弯折形状示意图；图17是本专利技术实施例的示意图；图18是本专利技术实施例的示意图；图19是本专利技术实施例提供汇流条结构示意图；图20是本专利技术实施例提供的极耳弯折形状示意图。
[0010]图21是本专利技术实施例提供的汇流条装配后极耳受力示意图。
具体实施方式
[0011]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术 实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施 例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0012]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语
ꢀ“
第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排 他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或 设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0013]实施例一：在本专利技术的一个实施例中，提供一种电池端面焊接的设备以及使用该设备进行电池端面焊接的工艺流程：电池端面焊是在叠片台上完成的，如图1和图2所示，其中，图1为电池端面焊接叠片工位，图2为图1的爆炸视图，叠片工位主要包括叠片台，两侧夹持机构和动力组件：右侧夹持机构包括：右上叠片压爪1，右叠片压爪基座2，右下叠片压爪3。
[0014]动力组件包括：气动电磁阀4，气动控制组件5；
左侧夹持机构包括：左上叠片压爪6，左叠片压爪基座7，左下叠片压爪8；叠片台9；叠片机构底座10。
[0015]在本实施方式中，电池的叠片和焊接是在不同的工位上流转进行的，即电池极片在叠片工位上完成叠片，然后移动到焊接工位上进行焊接。
[0016]参考图1和图2所示的结构，单个极片的叠片过程示例性地包括：外部机械手或者平移机构吸取正极片或者负极片到叠片台9上，右上叠片压爪1和左下叠片压爪6压住极片，然后外部隔膜放卷机构将隔膜覆盖在正极片或者负极片上，然后外部机械手或者平移机构吸取负极片或者正极片到9叠片台上，接着外部隔膜放卷机构将隔膜覆盖在极片上。如此形成了
‘
极片
‑
隔膜
‑
极片
’
的结构。
[0017]需要说明的是，图中只是示意性地描述极片和隔膜在叠片过程中的位置关系，并不对其长度、厚度或者形状做定量描述。实际上极片作为电池电芯中储能环中的一部分，其通常由极薄的金属构成，例如铜箔或者铝箔，即使考虑铜箔和铝箔上的镀层（例如金属锂镀层或者元素碳镀层），其整体也是很薄的，在几十个微米到零点几个毫米的区间，为了图示方便，图中并未按照实际尺寸比例。
[0018]如图3所示，在叠片完成后，第一极片11和第二极片13的位置存在交错，二者的重叠部分由隔膜12进行绝缘阻隔，二者非重叠部分则形成了第一极耳14和第二极耳15，极耳的一个作用是与引流条连接，用于向外引流。由于第一极片11和第二极片13是正负极性相反的极片，第一极耳14和第二极耳15是极性相反的极耳，即当第一极耳14为正极耳时，第二极耳为负极耳，反之亦然。在叠片工位，重复叠片步骤，可以形成多个“第一极片
‑
隔膜
‑
第二极片”的层叠结构。由于在叠片过程中对齐，在垂直极片平面的视角上，多个第一极耳是重合的。由于极耳的本体材质（铜箔，铝箔等）比较薄，在平行于极片平面的视角上，多个层叠的极耳类似一本书
‘
书页
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池电芯，包括：层叠的多个极片组，每个极片组由正极片、隔膜、负极片层叠形成；所述正极片具有沿极片向外延伸的正极耳，所述正极耳具有正极耳弯折；或者，所述负极片具有沿极片向外延伸的负极耳，所述负极耳具有负极耳弯折；所述多个极片组所具有的多个正极耳弯折和/或负极耳层叠形成弯折的书页状结构。2.根据权利要求1所述电池电芯，其特征在于：所述正极片为铜箔，所述负极片为铝箔；所述极片的镀层为金属锂或者碳元素。3.根据权利要求1所述电池电芯，其特征在于：所述正极片和/或负极片的厚度区间在几十个微米到几个毫米之间。4.根据权利要求1所述电池电芯，其特征在于：所述多个正极耳弯折和/或负极耳层叠形成弯折的书页状结构，具有相反的弯折方向；或者所述多个正极耳弯折和/或负极耳层叠形成弯折的书页状结构，具有相同的弯折方向。5.根据权利要求1所述电池电芯，其特征在于：所述多个极片组通过所述层叠的正极耳弯折和/或层叠的负极耳弯折与所述电池壳体电性连接。6.根据权利要求1所述电池电芯，其特征在于：所述正极耳弯折和/或负极耳弯折具有沿极片方向向上弯折到达顶点后向下弯折并穿过极片所在...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁树立，吴鑫，
申请(专利权)人：深圳市格林晟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：