电芯结构、电池及移动终端的制作方法

1.本公开涉及电池技术领域，尤其涉及电芯结构、电池及移动终端。


背景技术：

2.随着科技不断进步，锂电池以高能量密度、长循环寿命、高额定电压以及低自放电率 等优点，在消费类电子产品和新能源汽车领域获得推广和普及。
3.同时，大功率充放电需求的不断提高，对电芯的发展提出了更高的要求。然而传统电 芯结构的电芯通常阻抗较大，温升高，限制了电芯的大电流充放电。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种电芯结构、电池及移动终端。
5.根据本公开实施例的第一方面，提供一种电芯结构，包括：正极极片；负极极片；隔 离膜，设置于所述正极极片和所述负极极片之间，所述正极极片、所述隔离膜及所述负极 极片依次叠置卷绕设置，其中，沿着卷绕的轴向，所述正极极片的第一侧端朝向第一方向 伸出，所述负极极片的第二侧端朝向第二方向伸出，所述第一方向与所述第二方向相反； 正极极耳，连接于所述正极极片的第一侧端；负极极耳，连接于所述负极极片的第二侧端。
6.在一实施例中，所述正极极片的第一侧端通过电镀形成第一连接面，所述正极极耳通 过所述第一连接面与所述正极极片连接；所述负极极片的第二侧端通过电镀形成第二连接 面，所述负极极耳通过所述第二连接面与所述负极极片连接。
7.在一实施例中，所述第一连接面覆盖部分所述正极极片的第一侧端；和/或，所述第 二连接面覆盖部分所述负极极片的第二侧端。
8.在一实施例中，所述正极极耳覆盖部分所述正极极片的第一侧端；和/或，所述负极 极耳覆盖部分所述负极极片的第二侧端。
9.在一实施例中，所述正极极耳和所述负极极耳的结构相同，均包括主体部，在所述主 体部一侧部或两侧部设置有多个缺口。
10.在一实施例中，所述缺口的形状为矩形、三角形或扇形。
11.在一实施例中，在卷绕的轴向的方向，所述负极极片的宽度大于所述正极极片的宽度。
12.在一实施例中，所述隔离膜覆盖所述正极极片与所述负极极片重叠的区域。
13.在一实施例中，在卷绕的轴向方向，所述隔离膜的宽度大于或等于所述正极极片的宽 度。
14.根据本公开实施的第二方面提供一种电池，包括：壳体；电芯结构，设置于所述壳体 内，所述电芯结构为第一方面中任一实施例的电芯结构。
15.根据本公开实施的第三方面提供一种移动终端，包括：本体；电池，设置于所述本体， 所述电池为上述第二方面实施例的电池。
16.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
用于防止正极极片10和负极极片20接触而发生短路。隔离膜30具有微孔，可以由具有 纳米级微孔结构的高分子功能材料制成，以使电解质离子(如锂离子)通过。隔离膜30 例如可以是聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚丙烯(polypropylene，pp)、聚乙烯(polyethylene， pe)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，pvc)或聚餐酸酯(polycarbonate，pc)等供锂离 子通过的多孔结构的聚合物。
32.图4是图3中部分结构展开示意图。如图3和图4所示，正极极片10与负极极片20 的部分区域重叠。即，正极极片10的绝大部分区域与负极极片20的绝大部分区域相互重 叠，而正极极片10的一小部分区域朝向第一方向d1伸出，且不与负极极片20重叠，以 及负极极片20的一小部分区域朝向第二方向d2伸出，且不与正极极片10重叠。因此， 与以往电芯结构中正、负极片全部相互重叠不同，本公开电芯结构100中的负极极片20 与正极极片10为非全部重叠结构。
33.具体而言，示例的，如图3和图4所示，沿着卷绕轴向o的方向，正极极片10包括 第一侧端11(图中左侧端)和第二侧端12(图中右侧端)。负极极片20包括第一侧端 21(图中左侧端)和第二侧端22(图中右侧端)。隔离膜30包括左侧端31和右侧端32。 正极极片10的第一侧端11位于隔离膜30的左侧端31的左侧，且距离左侧端31的长度 为w1，即，正极极片10的第一侧端11朝向第一方向d1伸出隔离膜30的左侧端31， 亦即，正极极片10的第一侧端11在电芯结构100的厚度方向上的投影位于隔离膜30外。 正极极片10的第二侧端12位于隔离膜30的右侧端32左侧，即正极极片10的第二侧端 12未伸出隔离膜30的右侧端32，亦即，正极极片10的第二侧端12在电芯结构100的厚 度方向上的投影位于隔离膜30内。负极极片20的第一侧端21位于隔离膜30的左侧端 31的右侧，且距离右侧端31的长度为w2，即，负极极片20的第一侧端21未伸出隔离 膜30的左侧端，亦即，负极极片20的第一侧端21在电芯结构100的厚度方向上的投影 位于隔离膜30内。负极极片20的第二侧端22位于隔离膜30的右侧端32的右侧，即， 负极极片20的第二侧端22伸出隔离膜30的右侧端32，亦即，负极极片20的第二侧端 22在电芯结构100的厚度方向上的投影位于隔离膜30外。也就是说，沿着卷绕轴向o的 方向，正极极片10和负极极片20相对于隔离膜30左右错开设置，使正极极片10和负极 极片20部分的相互重叠，隔离膜30覆盖正极片10和负极极片20相互重叠的部分，防止 正极极片10和负极极片20发生短路。换句话说，正极极片10、隔离膜30、及负极极片 20卷绕后，电芯结构100的左端只有正极极片10的第一侧端11伸出，电芯结构100的 右端只有负极极片20的第二侧端22伸出。
34.正极极耳40连接于正极极片10的第一侧端11，与正极极片10电导通。负极极耳连 接于负极极片20的第二侧端22，与负极极片20电导通。正极极耳40和负极极耳用于通 过保护电路板与负载连接，以实现充放电。例如，正极极耳40和负极极耳可以分别焊接 在正极极片10的第一侧端11和负极极片20的第二侧端22。本公开实施例的正极极耳40 可以采用铝极耳。负极极耳可以采用镍极耳。
35.图1是相关技术中的电芯结构的示意图。图2是相关技术中图1电芯结构电子内部运 动状态示意图。如图1和图2所示，以往技术中，电芯结构100通过mtw(多极耳)工 艺，在正极极片210上分别焊接有多个正极极耳240，在负极极片220上焊接有多个负极 极耳250，将正极极片210、负极极片220及隔离膜230相互重叠卷绕后多个正极极耳240 和多个负极极耳250分别重合焊接到一起。上述电芯结构100结构，由于多个正极极耳 240和多个负极
极耳250的设置，缩短了电子e运动到正、负极极耳的运动路径(如图2 所示)，但卷绕后多个极耳(多个正极极耳240和多个负极极耳250)的重合度要求较高， 这就需要在卷绕前，精准计算出多个极耳在极片上的位置，一方面，计算较为复杂，多个 极耳的位置控制十分不便，另一方面，需要较高精度的卷绕机来实现，成本较高。因此， 本公开通过正极极片10的第一侧端11和负极极片20的第二侧端22分别向相反方向伸出 的方式，相当于在正极极片10上设置了无数个正极极耳，在负极极片20上设置了无数个 负极极耳。这样一来，大幅缩短了电芯内部电子运动至正极极片10的第一侧端11连接的 正极极耳和负极极片20的第二侧端22连接的负极极耳的运动路径，有效降低了电芯的阻 抗，提高了锂电池的充放速率，有利于大倍率充放电性能，也有效降低了温升，电池的可 靠性也得到保证。
36.在一实施例中，正极极片10的第一侧端11通过电镀形成第一连接面(图未示)，正 极极耳40通过第一连接面与正极极片10连接。负极极片20的第二侧端22通过电镀形成 第二连接面(图未示)，负极极耳通过第二连接面与负极极片20连接。
37.本公开实施例的电芯结构100，正极极耳40通过电镀在正极极片10的第一侧端11 形成的第一连接面与正极极片10连接，增大了正极极耳40与正极极片10的接触面积， 负极极耳通过电镀在负极极片20的第二侧端22形成的第二连接面连接，增大了负极极耳 与负极极片20的接触面积，有效降低了阻抗，提高电子传导至正极极耳40和负极极耳的 速度，进而提高锂电池的充放电速率。
38.在一些实施例中，正极极片10的第一侧端11上的第一连接面覆盖部分正极极片10 的第一侧端11；和/或，负极极片20的第二侧端22第二连接面覆盖部分负极极片20的 第二侧端22。也就是说，可以单独在正极极片10的第一侧端11的局部电镀形成第一连 接面。也可以单独在负极极片20的第二侧端22的局部电镀形成第二连接面。还可以在正 极极片10的第一侧端11的局部电镀形成第一连接面的同时，在正极极片10的第一侧端 11的局部电镀形成第一连接面。
39.具体而言，在一示例中，第一连接面覆盖部分正极极片10的第一侧端11，单独在正 极极片10的第一侧端11的局部电镀形成第一连接面。使第一侧端11部分的显露出，以 便于电解液通过第一侧端11显露的部分侵入电芯内部，使正极极片10和负极极片20充 分侵润，确保锂离子正常流动。但本公开并不限于此，在另一示例中，可以在第二连接面 覆盖部分负极极片20的第二侧端22，即，单独在负极极片20的第二侧端22的局部电镀 形成第二连接面。使第二侧端22部分的显露，以便于电解液通过第二侧端22显露的部分 侵入电芯内部，使使正极极片10和负极极片20充分侵润，确保锂离子正常流动。但本公 开还不限于此，在又一示例中，第一连接面覆盖部分正极极片10的第一侧端11的同时， 第二连接面覆盖部分负极极片20的第二侧端22，也即，在正极极片10的第一侧端11的 局部电镀形成第一连接面的同时，在正极极片10的第一侧端11的局部电镀形成第一连接 面。使第一侧端11和第二侧端22分别部分显露，这样，电解液可以分别从第一侧端11 和第二侧端22流入电芯内部，使正负极片更迅速充分的侵润，提高电子及锂离子的流动 速度。
40.在一些实施例中，正极极耳40覆盖部分正极极片10的第一侧端；和/或，负极极耳 覆盖部分负极极片20的第二侧端22。
41.一示例中，可以使正极极耳40覆盖部分正极极片10的第一侧端11。使第一侧端11 部分的显露，以便于电解液通过第一侧端11显露的部分快速从正极极片10的第一侧端 11
着卷绕的轴向o相对于隔离膜30错开一定的距离，通过卷绕机卷绕成裸芯结构，其结果， 正极极片10的第一侧端朝向卷绕的轴向o的第一方向d1伸出，负极极片20的第二侧端 朝向卷绕的轴向o的第二方向d2伸出。之后，采用电镀工艺将正极极片10的第一侧端 11局部电镀形成第一连接面，将负极极片20的第二侧端22局部电镀形成第二连接面。 然后，将鱼骨状的正、负极极耳分别焊接到第一连接端面和第二连接端面。最后，将裸芯 封装于铝塑膜中，再向裸芯内部注入电解液，形成完整的电芯结构100。
47.图6是根据本公开一示例性实施例示出的电池结构的示意图。如图6所示，根据本公 开实施例，提供一种电池400，包括壳体410和设置于壳体410内的电芯结构100。其中， 电芯结构100为上文中任一实施例的电芯结构100。壳体410可以是软包壳体，例如铝塑 壳或者软包袋。壳体410还可以是硬质壳体410，如金属或塑料壳体。壳体410的形状可 以是圆柱体形、长方体形或正方体形等。电池400可以是锂电池，可以用于对移动终端提 供电力。移动终端可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源(如充电宝)、诸如 智能手环或智能手表等可穿戴设备、平衡车、电动车等产品。
48.本公开实施例的电池200，通过正极极片10的第一侧端11和负极极片20的第二侧 端22分别向相反方向伸出的方式，相当于在正极极片10上设置了无数个正极极耳，在负 极极片20上设置了无数个负极极耳。这样一来，大幅缩短了电芯内部的电子运动至正极 极片10的第一侧端11连接的正极极耳和负极极片20的第二侧端22连接的负极极耳的运 动路径，有效降低了电池200内的电芯结构的阻抗，提高了电池200的充放速率，有利于 大倍率充放电性能，也有效降低了温升，电池的可靠性也得到保证。
49.示例的，电池200还可以包括保护电路板，保护电路板可以设置在壳体的开口端面。 电芯结构100的正极极耳40和负极极耳可以分别电连接于保护电路板。保护电路板可以 与移动终端内部的主板连接，主板与充电接口连接。通过保护电路板调整向电芯结构输入 的充电电流和由电芯输出的供电电流。
50.图7是根据本公开一示例性实施例示出的移动终端的结构示意图。如图7所示，本公 开实施例提供一种移动终端300包括本体310及设置于本体310的电池200，其中，电池 200为上文实施例提到的电池200。
51.本体310包括中框，中框的背部设置有电池仓，用于容置电池200，中框的前部支撑 有显示屏320。
52.移动终端可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源(如充电宝)、诸如智能 手环或智能手表等可穿戴设备、平衡车、电动车等产品。
53.本公开实施例的移动终端300，通过配置本公开实施例的电池200，由于电池200的 电芯结构100的配置，能够大幅缩短电芯内部的电子运动至正极极片10的第一侧端11 连接的正极极耳和负极极片20的第二侧端22连接的负极极耳的运动路径，有效降低了电 池200内的电芯结构的阻抗，提高了电池200的充放速率，有利于大倍率充放电性能，也 有效降低了温升，电池的可靠性也得到保证，从而本公开实施例的移动终端300能够实现 快速充电，也能够满足大功率放电需求，提高移动终端300便利性。
54.进一步可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
ꢀ“
和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以 表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关 联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形 式，除非上下文清楚地表示其他含义。
55.进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不 应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或 者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本 公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第 一信息。
56.进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不 应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部 所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。本领域 技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本 申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化 遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手 段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
57.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可 以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。