一种安全可靠的电芯结构的制作方法

1.本实用新型属于电池的技术领域，具体涉及一种安全可靠的电芯结构。


背景技术：

2.锂离子电池在实际生活中已得到广泛应用，小到耳机、充电宝、电脑，大到汽车、国家电网储能等。然而，如今的新能源电动汽车事故频发，部分新能源车重新召回，主要是电芯制造商有一定概率发生极片的极耳焊断或漏焊接等的制程异常情况，不仅影响用电终端的正常使用，同时也产生安全隐患，对车企及用户造成较大的财产损失。
3.为了避免上述的制程异常情况，现有的各电芯制造企业通常在预焊和主焊后，目检焊接处外观，但是，质检员漏检或检出后混料流出的案例时有发生，主要原因是未对电芯的结构进行优化和改良。此外，在后工序即时通过全检电压内阻容量，当焊断或漏焊电极数量少、造成的电压内阻容量的偏差低于同批电芯的正态分布的-3*sigma时，上述的异常流出风险仍然较高。可见，现有技术难以解决极片的空箔和极耳出现焊断的问题。为此，亟需提出一种新型的技术方案以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供了一种安全可靠的电芯结构，其通过对电芯结构的优化，有效地提高了电芯结构的安全可靠性。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种安全可靠的电芯结构，包括：
7.电芯本体，所述电芯本体包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片，所述隔膜设置于所述正极片和所述负极片之间；
8.所述正极片和/或所述负极片具有外露于所述电芯本体的空箔，所述空箔具有一体成型的第一导流部和第二导流部；
9.所述第一导流部焊接有正极耳或负极耳，所述第一导流部通过所述第二导流部电连接于所述电芯本体。
10.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，所述第一导流部具有用于焊接所述正极耳或所述负极耳的焊接区域，所述焊接区域与所述第二导流部错开设置，所述焊接区域与所述电芯本体之间具有一定的间距。
11.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，所述焊接区域的面积占所述第一导流部的面积的40％～80％。
12.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，所述第二导流部的面积占所述空箔的面积的20％～75％。
13.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，所述空箔的形状为l形或形。
14.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，多个所述正极片、
所述隔膜和所述负极片沿所述电芯本体的厚度方向堆叠，每个所述正极片和/或每个所述负极片均具有外露于所述电芯本体的所述空箔。
15.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，多个所述空箔沿所述电芯本体的厚度方向对齐设置。
16.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，多个所述第一导流部共同焊接于所述正极耳或所述负极耳。
17.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，多个所述空箔间隔设置于所述正极片和/或所述负极片。
18.作为本实用新型所述的一种安全可靠的电芯结构的一种改进，多个所述空箔之间的间距相等或不相等。
19.本实用新型的有益效果在于：本实用新型包括电芯本体，电芯本体包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片，隔膜设置于正极片和负极片之间，正极片和/或负极片具有外露于电芯本体的空箔，空箔具有一体成型的第一导流部和第二导流部，第一导流部焊接有正极耳或负极耳，第一导流部通过第二导流部电连接于电芯本体，由于正极耳或负极耳焊接于第一导流部，第一导流部与电芯本体未接壤，使得其电芯结构能够有效地保障了焊接极耳时产生的能量无法直接扩散到空箔的根部，即能量无法直接扩散到第二导流部和电芯本体的交接处，从而有效地防止了极片的空箔和极耳出现焊断的风险。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图。
21.图2为本实用新型的空箔的结构示意图。
22.图3为本实用新型的电芯本体和空箔的侧视图。
23.其中：1-电芯本体；2-空箔；21-第一导流部；22-第二导流部；210-焊接区域；t-电芯本体的厚度方向。
具体实施方式
24.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个
元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在叠片类电芯中，叠片结构较卷绕结构有更高倍率性能、循环性能及安全性能，是软包电芯长期发展的应用趋势，同时也是未来ev电芯发展的主流。
28.然而，发明人发现了在现有的叠片电芯结构中，既存在一定的概率发生漏焊，同时由于常规超声焊接产生较大能量，容易在极片的空箔和极耳出现焊断的风险。结合叠片工艺中，电芯具有多个同电性的极片时，因为同性电极之间是通过“并联焊接”的电连接模式，实现并联的，当“存在漏焊接(含无极耳或极耳翻折的情况)或电极的极耳被焊断时(导致有效的电联接过流截面积不一致)，再对电芯进行充放电之后，会使上述焊接有问题的极片和正常焊接的极片之间，产生不同的分流效果，导致当伸出的正负极耳之间的电压达到设定的充/放电截止电压时，因其荷电状态不同(soc)，而存在如下问题：(1)因电极“漏焊或焊断”出现低容问题，能量密度下降；(2)因电极“漏焊或焊断”出现静态或动态的一致性差问题；(3)因电极“漏焊或焊断”端的金属柄具有电子导电性，当其被外力“折叠或碰撞到裸电芯的边缘或内部时”容易造成正负极片直接短路或刺破正负极之间的隔膜发生“桥接”短路；(4)“漏焊或焊断的负极被过放电”而析铜，存在安全隐患；(5)在“高温”使用时，因焊断或漏焊的电极和正常焊接电极的荷电状态不同，其老化速度产生差异，造成电芯因使用时因“局部老化程度”不同造成一致性下降；(6)当电芯的输入输出触碰到“soc/dod
”‑“
温度环境
”‑“
高倍率”等边界条件时，不一致性会被进一步放大，从而影响电芯的“续航能力”及“寿命”。
29.因此，本实用新型通过对电芯结构的优化，有效地提高了电芯结构的安全可靠性。以下结合附图1～3和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
30.实施例1
31.一种安全可靠的电芯结构，如图1～2所示，包括电芯本体1，电芯本体1包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片，隔膜设置于正极片和负极片之间，正极片具有外露于电芯本体1的空箔2，空箔2具有一体成型的第一导流部21和第二导流部22，其中，空箔2可直接从正极片中模切形成，第一导流部21焊接有正极耳，第一导流部21通过第二导流部22电连接于电芯本体1的正极片，以有效隔开第一导流部21和电芯本体1，防止空箔2与电芯本体1的交接处出现焊断的现象，并且，正极耳、第一导流部21、第二导流部22和正极片依次电导通。
32.优选地，第一导流部21具有用于焊接正极耳的焊接区域210，焊接区域210与第二导流部22错开设置，使用这样的空箔2的结构能够使箔材极耳的宽度远远大于极耳预焊和主焊区域的宽度，从而有效地增加极耳焊接的面积，提高了焊接的可靠性，同时，超声焊接产生的能量不会传递至空箔2的根部，从而有效避免空箔2和极耳出现焊断的现象。
33.优选地，焊接区域210的面积占第一导流部21的面积的40％～80％，具体可以为40％～50％、50％～60％、60％～70％、70％～80％。
34.优选地，第二导流部22的面积占空箔2的面积的20％～75％，具体可以为20％～35％、35％～50％、50％～65％、65％～75％。
35.优选地，空箔2的形状为l形或形，从而可以高效地从空箔2中分出第一导流部21和第二导流部22。
36.优选地，多个正极片、隔膜和负极片沿电芯本体1的厚度方向t堆叠，每个正极片均具有外露于电芯本体1的空箔2，从而形成多极耳的电芯结构。
37.优选地，如图3所示，多个空箔2沿电芯本体1的厚度方向t对齐设置，多个第一导流部21共同焊接于正极耳，同时，由于其结构可有效保证不同层间的箔材裁切长度一致，使得可通过称量箔材极耳重量判断已预焊的层数，杜绝部分极片漏焊的不良电芯流出，即通过以上方式可有效提升焊接的可靠性。
38.优选地，多个空箔2间隔设置于正极片，正极片的多个空箔2之间的间距可以相等或不相等。
39.实施例2
40.本实施例与实施例1不同的是，正极片不具有外露于电芯本体1的空箔2，而负极片具有外露于电芯本体1的空箔2，其中，空箔2可直接从负极片中模切形成，第一导流部21焊接有负极耳，第一导流部21通过第二导流部22电连接于电芯本体1的负极片。
41.优选地，第一导流部21具有用于焊接负极耳的焊接区域210，焊接区域210与第二导流部22错开设置。
42.优选地，多个正极片、隔膜和负极片沿电芯本体1的厚度方向t堆叠，每个负极片均具有外露于电芯本体1的空箔2，从而形成多极耳的电芯结构。
43.优选地，如图3所示，多个空箔2沿电芯本体1的厚度方向t对齐设置，多个第一导流部21共同焊接于负极耳，多个空箔2间隔设置于负极片，负极片的多个空箔2之间的间距可以相等或不相等。
44.本实施例的其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。
45.实施例3
46.本实施例与实施例1～2不同的是，正极片和负极片均具有外露于电芯本体1的空箔2，位于正极片的第一导流部21焊接有正极耳，位于负极片的第一导流部21焊接有负极耳，第一导流部21具有用于焊接正极耳或负极耳的焊接区域210。
47.本实施例的其他结构均与实施例1～2相同，这里不再赘述。
48.显然，本实用新型的安全可靠性好，其保障了焊接极耳时产生的能量无法直接扩散到空箔的根部，从而有效地防止了极片的空箔和极耳出现焊断的风险。
49.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。