本發明屬于電池相關,尤其涉及一種疊片多極耳電芯、鋰電池及車輛。
背景技術:
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息,不必然構成在先技術。
2、隨著新能源汽車和儲能領域快速發展,鋰電池產品迭代速度越來越快。為了滿足超充,超續航和高能量等性能要求,電池極片層數和卷繞圈數越來越多。無論是疊片還是卷繞工藝,極片層數或者卷繞圈數的增加,對極耳焊接良率有著一定的影響。若極耳尺寸設計不合理,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,斷裂現象,影響電池過流。另外,電池在某些應用場合,由于外部振動,抖動等情況,極耳尺寸不合理,也會出現撕裂、斷裂現象,斷裂處已產生金屬屑,易發生電池短路。以上兩種現象,嚴重威脅到產品質量安全,因此,合理的極耳尺寸設計尤為重要。
3、現有技術中,cn118720442a提出極耳梯度設計,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生波動,卷繞后極耳易產生錯位。當極耳錯位形成重疊區情況時,極耳重疊層數過多,導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苛,若有不良,則報廢整條極片,制造成本較高。
技術實現思路
1、為克服上述現有技術的不足,本發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,讓電池內部結構更平衡,在充放電體積變化時,減小因應力不均導致的變形,增強電池結構穩定性和安全性。
2、為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
3、第一方面,本發明提供一種疊片多極耳電芯,包括:多個正極片、多個負極片和多層隔膜,所述正極片和所述負極片交替層疊布置,所述隔膜設置在所述正極片和所述負極片之間;所述正極片和所述負極片上分別具有正極極耳和所述負極極耳;按照層疊方向,所述正極極耳和所述負極極耳的高度分別呈對稱設置。
4、優選的,多個所述正極極耳和多個所述負極極耳均錯位堆疊布設。
5、優選的,奇數對應的所述負極極耳、所述正極極耳的左側至所對應的所述負極片、所述正極片的左側的距離,與偶數對應的所述負極極耳、所述正極極耳的右側至所對應的所述負極片、所述正極片右側的距離相等;
6、奇數對應的所述負極極耳、所述正極極耳的右側至所對應的所述負極片、所述正極片的右側的距離,與偶數對應的所述負極極耳、所述正極極耳的左側至所對應的所述負極片、所述正極片左側的距離相等。
7、優選的,所述正極片為(2n+4)個,所述負極片為(2n+5)個;其中,n為不小于1的整數;則第(2n-1)個所述負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焊焊印寬度和焊印底端到電芯極耳側頂部的距離之和。
8、優選的,按照層疊方向,以所述第(2n-1)個所述負極極耳為中心,中心兩側的所述負極極耳的高度呈對稱設置。
9、優選的,按照層疊方向,以所述第(2n)個所述正極極耳為中心,中心兩側的所述正極極耳的高度呈對稱設置。
10、優選的,所述正極極耳和所述負極極耳均為梯形結構。
11、優選的,所述隔膜層數為所述負極片數量的兩倍。
12、第二方面,本發明提供一種鋰電池,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方案存在以下有益效果:
15、在本發明中,按照層疊方向,將正極極耳的高度和負極極耳的高度分別對稱設置,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,這種結構設計讓電池內部結構更平衡,在充放電體積變化時,減小因應力不均導致的變形,增強電池結構穩定性和安全性。
16、本發明附加方面的優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、多個負極片和多層隔膜,所述正極片和所述負極片交替層疊布置,所述隔膜設置在所述正極片和所述負極片之間;所述正極片和所述負極片上分別具有正極極耳和所述負極極耳;其特征在于,按照層疊方向,所述正極極耳和所述負極極耳的高度分別呈對稱設置。
2.如權利要求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極極耳均錯位堆疊布設。
3.如權利要求1所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,奇數對應的所述負極極耳、所述正極極耳的左側至所對應的所述負極片、所述正極片的左側的距離,與偶數對應的所述負極極耳、所述正極極耳的右側至所對應的所述負極片、所述正極片右側的距離相等;
4.如權利要求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,所述負極片為(2n+5)個;其中,n為不小于1的整數;則第(2n-1)個所述負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焊焊印寬度和焊印底端到電芯極耳側頂部的距離之和。
5.如權利要求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)個所述負極極耳為中心,中心兩側的所述負極極耳的高度呈對稱設置。
6.如權利要求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,中心兩側的所述正極極耳的高度呈對稱設置。
7.如權利要求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極極耳均為梯形結構。
8.如權利要求1所述的一種疊片多極耳電芯,其特征在于,所述隔膜層數為所述負極片數量的兩倍。
9.一種鋰電池,其特征在于,包括上述權利要求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,采用如權利要求9所述的一種鋰電池。