本發(fā)明屬于電池相關(guān),尤其涉及一種疊片多極耳電芯、鋰電池及車輛。
背景技術(shù):
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息,不必然構(gòu)成在先技術(shù)。
2、隨著新能源汽車和儲能領(lǐng)域快速發(fā)展,鋰電池產(chǎn)品迭代速度越來越快。為了滿足超充,超續(xù)航和高能量等性能要求,電池極片層數(shù)和卷繞圈數(shù)越來越多。無論是疊片還是卷繞工藝,極片層數(shù)或者卷繞圈數(shù)的增加,對極耳焊接良率有著一定的影響。若極耳尺寸設(shè)計不合理,在極耳超聲波焊接或激光焊接工序,由于定位治具固定極耳,極易造成極耳根部撕裂,斷裂現(xiàn)象,影響電池過流。另外,電池在某些應(yīng)用場合,由于外部振動,抖動等情況,極耳尺寸不合理,也會出現(xiàn)撕裂、斷裂現(xiàn)象,斷裂處已產(chǎn)生金屬屑,易發(fā)生電池短路。以上兩種現(xiàn)象,嚴(yán)重威脅到產(chǎn)品質(zhì)量安全,因此,合理的極耳尺寸設(shè)計尤為重要。
3、現(xiàn)有技術(shù)中,cn118720442a提出極耳梯度設(shè)計,并給出較精確的計算公式,但該專利中每個極耳尺寸都需要計算,極耳設(shè)計越多,計算量越大。cn117832647a提出多極耳錯位卷繞方式,改善極耳對齊度和焊接不良問題,但該專利對極耳間距尺寸計算并不精確,若極片厚度或極耳模切發(fā)生波動,卷繞后極耳易產(chǎn)生錯位。當(dāng)極耳錯位形成重疊區(qū)情況時,極耳重疊層數(shù)過多,導(dǎo)致極耳表面凹凸不平,壓裝無法平整的壓在極耳表面,這對激光焊接工序良率影響較大。因此,此工藝方法對極片制造工序一致要求嚴(yán)苛,若有不良,則報廢整條極片,制造成本較高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種疊片多極耳電芯、鋰電池及車輛,減少極耳尺寸的計算量,讓電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)更平衡,在充放電體積變化時,減小因應(yīng)力不均導(dǎo)致的變形,增強電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
3、第一方面,本發(fā)明提供一種疊片多極耳電芯,包括:多個正極片、多個負(fù)極片和多層隔膜,所述正極片和所述負(fù)極片交替層疊布置,所述隔膜設(shè)置在所述正極片和所述負(fù)極片之間;所述正極片和所述負(fù)極片上分別具有正極極耳和所述負(fù)極極耳;按照層疊方向,所述正極極耳和所述負(fù)極極耳的高度分別呈對稱設(shè)置。
4、優(yōu)選的,多個所述正極極耳和多個所述負(fù)極極耳均錯位堆疊布設(shè)。
5、優(yōu)選的,奇數(shù)對應(yīng)的所述負(fù)極極耳、所述正極極耳的左側(cè)至所對應(yīng)的所述負(fù)極片、所述正極片的左側(cè)的距離,與偶數(shù)對應(yīng)的所述負(fù)極極耳、所述正極極耳的右側(cè)至所對應(yīng)的所述負(fù)極片、所述正極片右側(cè)的距離相等;
6、奇數(shù)對應(yīng)的所述負(fù)極極耳、所述正極極耳的右側(cè)至所對應(yīng)的所述負(fù)極片、所述正極片的右側(cè)的距離,與偶數(shù)對應(yīng)的所述負(fù)極極耳、所述正極極耳的左側(cè)至所對應(yīng)的所述負(fù)極片、所述正極片左側(cè)的距離相等。
7、優(yōu)選的,所述正極片為(2n+4)個,所述負(fù)極片為(2n+5)個;其中,n為不小于1的整數(shù);則第(2n-1)個所述負(fù)極極耳的高度和所述第(2n)個所述正極極耳的高度分別為極耳預(yù)焊焊印寬度和焊印底端到電芯極耳側(cè)頂部的距離之和。
8、優(yōu)選的,按照層疊方向,以所述第(2n-1)個所述負(fù)極極耳為中心,中心兩側(cè)的所述負(fù)極極耳的高度呈對稱設(shè)置。
9、優(yōu)選的,按照層疊方向,以所述第(2n)個所述正極極耳為中心,中心兩側(cè)的所述正極極耳的高度呈對稱設(shè)置。
10、優(yōu)選的,所述正極極耳和所述負(fù)極極耳均為梯形結(jié)構(gòu)。
11、優(yōu)選的,所述隔膜層數(shù)為所述負(fù)極片數(shù)量的兩倍。
12、第二方面,本發(fā)明提供一種鋰電池,包括上述一種疊片多極耳電芯。
13、第三方面,本發(fā)明提供一種車輛,采用上述的一種鋰電池。
14、以上一個或多個技術(shù)方案存在以下有益效果:
15、在本發(fā)明中,按照層疊方向,將正極極耳的高度和負(fù)極極耳的高度分別對稱設(shè)置,減少極耳尺寸的計算量,僅需要計算一半的極耳尺寸,即可得到全部極耳尺寸,而且增大了極耳過流面積,從而提高了電芯的過流能力,可提升快充效率,降低電芯升溫等;另外,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計讓電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)更平衡,在充放電體積變化時,減小因應(yīng)力不均導(dǎo)致的變形,增強電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。
16、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實踐了解到。
1.一種疊片多極耳電芯,包括:多個正極片、多個負(fù)極片和多層隔膜,所述正極片和所述負(fù)極片交替層疊布置,所述隔膜設(shè)置在所述正極片和所述負(fù)極片之間;所述正極片和所述負(fù)極片上分別具有正極極耳和所述負(fù)極極耳;其特征在于,按照層疊方向,所述正極極耳和所述負(fù)極極耳的高度分別呈對稱設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,多個所述正極極耳和多個所述負(fù)極極耳均錯位堆疊布設(shè)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,奇數(shù)對應(yīng)的所述負(fù)極極耳、所述正極極耳的左側(cè)至所對應(yīng)的所述負(fù)極片、所述正極片的左側(cè)的距離,與偶數(shù)對應(yīng)的所述負(fù)極極耳、所述正極極耳的右側(cè)至所對應(yīng)的所述負(fù)極片、所述正極片右側(cè)的距離相等;
4.如權(quán)利要求1所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,所述正極片為(2n+4)個,所述負(fù)極片為(2n+5)個;其中,n為不小于1的整數(shù);則第(2n-1)個所述負(fù)極極耳的高度和所述第(2n)個所述正極極耳的高度分別為極耳預(yù)焊焊印寬度和焊印底端到電芯極耳側(cè)頂部的距離之和。
5.如權(quán)利要求4所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,按照層疊方向,以所述第(2n-1)個所述負(fù)極極耳為中心,中心兩側(cè)的所述負(fù)極極耳的高度呈對稱設(shè)置。
6.如權(quán)利要求4所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,按照層疊方向,以所述第(2n)個所述正極極耳為中心,中心兩側(cè)的所述正極極耳的高度呈對稱設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,所述正極極耳和所述負(fù)極極耳均為梯形結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,所述隔膜層數(shù)為所述負(fù)極片數(shù)量的兩倍。
9.一種鋰電池,其特征在于,包括上述權(quán)利要求1-8任一項所述一種疊片多極耳電芯。
10.一種車輛,其特征在于,采用如權(quán)利要求9所述的一種鋰電池。