电池和电池装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池和电池装置。


背景技术：

2.叠片电芯是指将正极片和负极片交替层叠形成的电芯结构。目前，常用的叠片电芯结构包括：“z”字形叠片，热复合叠片，热复合卷绕叠片，制袋试叠片等；无论哪种叠片方式，一般都要求隔膜的边缘要超出负极片的非极耳侧边缘一定尺寸，且制程过程需要进行尺寸管控以保证该尺寸。但是在实际制程中，负极片的边缘到隔膜边缘的距离很难控制，往往负极片的某侧边缘与隔膜边缘之间非常趋近甚至可能对齐。这样，在电池使用过程中，负极片会延展、膨胀，进而可能会伸出隔膜边沿并与外壳接触，由于外壳设计呈正电性，进而会造成电池内部短路。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种电池和电池装置，用于避免电池内部短路，提升电池安全性。
4.第一方面，本技术提供的一种电池，包括壳体和上盖，以及位于所述壳体和上盖所围成的空间内的叠片电芯；所述叠片电芯包括正极片，所述正极片包括相对的两个正表面以及连接于所述两个正表面之间的四个侧面；所述叠片电芯的正极片侧面被隔膜包裹的一侧朝向所述壳体，并与所述壳体之间设置有绝缘结构。
5.本技术提供的电池，将叠片电芯的正极片侧面被隔膜包裹的一侧朝向壳体，即负极片侧面未被隔膜包裹的一侧面向壳体，这样，可以避免负极片侧面未被隔膜包裹的一侧与上盖或者上盖上的元器件接触导致短路；另外，本技术中，在叠片电芯的负极片侧面未被隔膜包裹的一侧与壳体之间设有绝缘结构，该绝缘结构可以避免负极片在使用过程中延展伸出叠层隔膜进而导致与壳体之间发生接触短路。相比于将叠片电芯的负极片侧面开放侧朝向上盖并在上盖与叠片电芯之间做绝缘结构的方案，本技术的技术方案不仅能够有效减小电池内部发生短路的几率，提升电池安全性，而且绝缘工艺设计比较简单，风险也小。
6.第二方面，本技术提供的一种电池装置，所述电池装置包括如上述的电池。
7.本技术提供的电池装置包括本技术第一方面提供的电池，其电池内部发生短路的几率较小，电池安全性较高，进而，能够提升整个电池装置的安全性能。
附图说明
8.为了更好地理解本实用新型，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且有些相关的部件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。
9.图1为本实用新型实施例提供的一种电池的叠片电芯展开后的部分结构示意图；
10.图2为本实用新型一实施例提供的一种电池的叠片电芯的结构示意图；
11.图3为本实用新型另一实施例提供的一种电池的叠片电芯的结构示意图；
12.图4为本实用新型实施例提供的一种电池的结构示意图。
13.附图标记：
14.1-壳体；2-上盖；3-叠片电芯；31-正极片；32-负极片；
15.4-隔膜；41-叠层隔膜；42-尾卷隔膜；5-转接片；6-第一绝缘层；
16.321-负极片未被隔膜包裹的一侧边沿；322-负极片被隔膜包裹的一侧边沿。
具体实施方式
17.下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
18.本技术提供一种电池，如图2、图3和4所示，该电池包括壳体1和上盖2，以及位于壳体1和上盖2所围成的空间内的叠片电芯3；叠片电芯3包括正极片31，正极片31包括相对的两个正表面以及连接于两个正表面之间的四个侧面；叠片电芯3的正极片31侧面被隔膜包裹的一侧朝向壳体1，并与壳体1之间设置有绝缘结构。设叠片电芯3的正极片31侧面被隔膜包裹的一侧为第一侧d，则叠片电芯3的第一侧d朝向壳体1并与壳体1之间设置有绝缘结构。
19.具体的，如图1所示，叠片电芯3是采用正极片31、负极片32交替层叠形成的电芯结构，正极片31和负极片32之间通过隔膜4分隔，隔膜4为连续的膜材，呈“z”字形折叠。正极片31的极耳与负极片32的极耳位于叠片电芯3的同一侧或者相对的两侧；叠片电芯3另外相对的两侧没有极耳，对于没有极耳的这两侧，其中的一侧，如图2中的圆形a区域中所示，负极片32的侧面被翻折的隔膜“u”形包裹，而正极片31的侧面未被隔膜包裹；另一侧，正极片31的侧面被翻折的隔膜“u”形包裹，而负极片32的侧面未被隔膜包裹，如图2中的圆形b区域中所示；本技术中，
‘
叠片电芯3的正极片31侧面被隔膜包裹的一侧’，即正极片31的侧面被翻折的隔膜“u”形包裹的一侧，具体为图2中圆形b区域所在的一侧。具体的，与正极片31的结构同理，
‘
负极片32的侧面’是指负极片32中连接于两个正表面之间的四个侧面。
20.相关技术中，电池的外壳(壳体1和上盖2)呈正电性，若负极片32与外壳接触，则会出现短路，导致电池不良；另外，设置在上盖2上的电器元件等比较多，容易与叠片电芯3发生接触导致短路，并且在上盖2与叠片电芯3之间做绝缘结构的难度较高，风险也比较大。本技术技术方案中，将叠片电芯3的正极片31侧面被隔膜包裹的一侧朝向壳体1，即负极片32的侧面未被隔膜包裹的一侧面向壳体1，这样，可以避免负极片32未被隔膜包裹的一侧与上盖2或者上盖2上的元器件接触导致短路；另外，本技术中，在叠片电芯3的负极片32侧面未被隔膜包裹的一侧与壳体1之间设有绝缘结构，该绝缘结构可以避免负极片32在使用过程中延展伸出叠层隔膜41进而导致与壳体1之间发生接触短路。相比于将叠片电芯3的负极片32侧面开放侧朝向上盖2并在上盖2与叠片电芯3之间做绝缘结构的方案，本技术的技术方案不仅能够有效减小电池内部发生短路的几率，而且绝缘工艺设计比较简单，风险也小。
21.综上所述，本技术提供的电池，可以减小电池内部发生短路的几率，提升电池安全性；并且，该电池的结构设计简单，不容易出现不良的风险。
22.一些实施例中，壳体1内侧可以涂覆有第三绝缘层。具体的，第三绝缘层位于叠片电芯3的第一侧d与壳体1之间的部分可以被配置为上述的绝缘结构。
23.一些实施例中，叠片电芯3设置在绝缘袋中，绝缘袋设置在壳体1中。具体的，绝缘袋位于叠片电芯3的第一侧d与壳体1之间的部分被配置为上述绝缘结构。
24.一些实施例中，壳体1为非金属材料，这样，可以从根本上避免负极片32与壳体1发生短路的情况，有效减小电池内部发生短路的几率。
25.具体的，如图1、图2和图3所示，叠片电芯3中，正极片31、隔膜、负极片32等结构交替层叠，本技术中，将叠片电芯3中的每层隔膜(即相邻的正极片31与负极片32之间的一段隔膜)称之为
‘
叠层隔膜41’；与之区分的，隔膜还可以包括与叠层隔膜41一体连接但是不用于叠片电芯3中叠层的尾部隔膜，该尾部隔膜称之为
‘
尾卷隔膜42’。
26.接下来，为了对技术方案的描述更加清楚简洁，将
‘
叠片电芯3的正极片31侧面被隔膜包裹的一侧’称之为叠片电芯3的第一侧d，将
‘
叠片电芯3的负极片32侧面被隔膜包裹的一侧’称之为叠片电芯3的第二侧c。
27.一些实施例中，如图3和图4所示，本技术中的电池包括与叠片电芯3中的叠层隔膜41相连的尾卷隔膜42，尾卷隔膜42包围叠片电芯3的第一侧d，即叠片电芯3中负极片32侧面未被隔膜包围的一侧被尾卷隔膜42所包裹。在电池正常使用过程中，负极片32会发生延展，可能会伸出叠层隔膜41的边沿进而与外壳接触短路；本技术中，通过尾卷隔膜42进行包裹，可以防止延伸出的负极片32与壳体1接触短路。具体的，尾卷隔膜42位于叠片电芯3的第一侧d与壳体1之间的部分被配置为上述的绝缘结构。
28.进一步的，尾卷隔膜42还可以包围叠片电芯3的第二侧c，即通过尾卷隔膜42将叠片电芯3中负极片32侧面被隔膜包围的一侧进一步包裹。
29.具体的，虽然叠片电芯3第二侧c的负极片32侧面被隔膜包裹着，但是，负极片32发生延展时可能刺破隔膜进而与外壳接触短路，通过尾卷隔膜42包裹叠片电芯3的第二侧c，可以对叠片电芯3进一步绝缘保护，防止此种情况导致的短路，提升电池的安全性能。
30.示例性的，尾卷隔膜42对叠片电芯3半包围或者全包围，具体可以包围0.5圈-2.5圈，进而对叠片电芯3的第一侧d和/或第二侧c进行多方位绝缘保护。
31.一些实施例中，如图3和图4所示，叠片电芯3的第一侧d朝向壳体1的底壁，叠片电芯3的第二侧c朝向上盖2；即叠片电芯3的负极片32侧面未被隔膜包裹的一侧朝向壳体1的底壁，叠片电芯3的负极片32侧面被隔膜包裹的一侧朝向上盖2。
32.进一步的，电池还包括与上盖2相连的极柱和转接片5，极柱设置在上盖2上，转接片5用于将极柱与电池的极耳相连；叠片电芯3与极柱和/或转接片5之间设有第一绝缘层6；即叠片电芯3的第二侧c设有第一绝缘层6，这样，可以防止负极片32边缘刺破隔膜而导致与极柱和/或转接片5接触短路。
33.具体的，第一绝缘层6的厚度不小于0.06mm，可以避免被负极片32刺破，进而提高对叠片电芯3的绝缘保护能力。
34.进一步的，本技术中的电池，还可以包括设置在壳体1底壁与叠片电芯3之间的第二绝缘层，具体的，上述的位于叠片电芯3的第一侧d与壳体1之间的绝缘结构可以包括该第二绝缘层。
35.具体的，该第二绝缘层的厚度不小于0.06mm，可以避免被负极片32刺破，进而提高对叠片电芯3的绝缘保护能力。
36.一些实施例中，如图1和图2所示，叠片电芯3包括负极片32和叠层隔膜41；负极片
32的与极耳一侧侧面相邻的两侧侧面中，至少一侧侧面在叠层隔膜41所在平面上的投影与叠层隔膜41的最近的边沿之间的距离为0-0.8mm。具体的，
‘
负极片32的与极耳一侧侧面相垂直的两个侧面’，分别为负极片32未被隔膜包裹的一侧侧面321以及负极片32被隔膜包裹的一侧侧面322，或者说是负极片32在第一侧的侧面以及负极片32在第二侧的侧面，这两侧侧面均不超出叠层隔膜41的边沿，且其中至少一者相对于其最靠近的叠层隔膜41的边沿内缩0-0.8mm，如图1中的(a)和(b)所示，具体可以与其最靠近的叠层隔膜41的边沿对齐。
37.本技术实施例中，通过对电池外壳与叠片电芯3之间进行绝缘设计，可以有效避免负极片32的边缘与电池外壳之间发生短路的情况，因此负极片32的侧面与叠层隔膜41之间无需满足严格的边沿距离的要求，所以，上述边沿距离可以在0-0.8mm范围内的任意值；进而，生产过程中可以减小对负极片32侧面与叠层隔膜41边沿之间的距离管控，从而可以提升生产效率和良率。
38.具体的，本技术提供的电池，可以为锂离子电池，具体为方型锂离子电池。
39.另外，本技术还提供一种电池装置，该电池装置包括如上述任一项的电池。本技术提供的电池装置，其电池内部发生短路的几率较小，电池安全性较高，进而，整个电池装置的安全性能较好。
40.具体的，该电池装置可以为电池模组或者电池包。当该电池装置为电池模组时，可以包括电池组以及位于电池组的电池排列方向两端的端板。当该电池装置为电池包时，可以在电池包的箱体内直接设置多个电池组，也可以在箱体内设置由电池组组成的电池模组。
41.具体的，采用本技术的电池所组成的电池模组或者电池包，具体用于电动汽车领域。
42.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、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。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
43.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。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。