一种多极耳电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种多极耳电池。

背景技术

目前常用的电池，正负极耳通常为单极耳结构，且一般是将正负极耳分别焊接在极片上，然后再将正负极耳从电池的电芯的轴向两端引出，分别与电池的壳盖进行电连接。为了保证正负极耳与电池的壳体的绝缘性，通常在电芯的轴向两端设置有绝缘片。

此种结构的电池，壳体的内部空间利用率较低，且单极耳结构易导致电流密度分布不均匀，焊接极耳也易导致电池的内阻较大，不利于电池高倍率充放电性能的提升。

为此，本发明提供了一种多极耳电池，以至少部分地解决相关技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种多极耳电池，所述多极耳电池包括：

电芯组件，所述电芯组件包括：

正极片，所述正极片包括正极基片和间隔分布在所述正极基片的一端的多个正极耳，所述正极耳从所述电芯组件的一端沿所述电芯组件的径向向外延伸至所述电芯组件的一侧后沿所述电芯组件的轴向向所述电芯组件的另一端弯折；

负极片，所述负极片包括负极基片和间隔分布在所述负极基片的一端的多个负极耳，所述负极耳从所述电芯组件的所述一端沿所述径向向外延伸至所述电芯组件的另一侧后沿所述轴向向所述另一端弯折；

壳体组件，所述壳体组件包括壳体，所述壳体包括底壁和从所述底壁的周缘向上延伸的侧壁，所述侧壁上开设有相对分布的正极孔和负极孔；

极柱组件，所述极柱组件包括：

正极柱，所述正极柱穿设于所述正极孔内，并与所述正极耳相连接；

负极柱，所述负极柱穿设于所述负极孔内，并与所述负极耳相连接；

绝缘件，所述绝缘件设置在所述壳体与所述电芯组件以及所述壳体与所述极柱组件之间。

根据本发明的多极耳电池，正负极片均分别包括多个正负极耳，能够有利于降低电池的内阻，提升电池电流密度分布的均匀性，提高电池高倍率充放电的性能，有效延长电池的使用寿命；将正负极耳从电芯组件的一端沿电芯组件的径向分别向电芯组件的两侧延伸后，沿电芯组件的轴向向电芯组件的另一端弯折，并在壳体的侧壁上开设相对分布的正极孔和负极孔，将正负极柱分别穿设于正负极孔内，然后再分别与正负极耳连接，能够将多极耳电池的电能从多极耳电池的侧面引出，可有效提升壳体内部空间的利用率，尤其是壳体轴向上的内部空间的利用率；在壳体与电芯组件以及壳体与极柱组件之间设置绝缘件，能够实现电芯组件和极柱组件与壳体之间的电绝缘，以有效提升多极耳电池的使用安全性。

可选地，所述多极耳电池还包括集流体组件，所述集流体组件包括正极集流体和负极集流体，所述正极集流体连接在所述正极耳与所述正极柱之间，所述负极集流体连接在所述负极耳与所述负极柱之间，所述绝缘件设置在所述壳体与所述集流体组件以及所述壳体与所述极柱组件之间。

可选地，所述多个正极耳之间的间距从所述正极基片的一侧开始逐渐增大，且相邻的第i个所述正极耳与第j个所述正极耳之间的间距B

B

其中，D为卷针的直径；F为卷绕一圈后所述电芯组件增加的厚度，F＝(2F

并且，

所述多个负极耳之间的间距从所述负极基片的一侧开始逐渐增大，且相邻的第i个所述负极耳与第j个所述负极耳之间的间距D

D

可选地，所述多个正极耳的高度从所述正极基片的所述一侧开始逐渐减小，且第i个所述正极耳的高度E

E

其中，D

并且，

所述多个负极耳的高度从所述负极基片的所述一侧开始逐渐减小，且第i个所述负极耳的高度H

H

可选地，所述侧壁包括相对设置的平面部，所述正极孔和所述负极孔分别设置在所述相对设置的所述平面部上。

可选地，所述正极基片与所述正极耳构造为一体，所述正极耳通过激光切割、模切、冲切和辊切中的任一种成型；并且，

所述负极基片与所述负极耳构造为一体，所述负极耳通过激光切割、模切、冲切和辊切中的任一种成型。

可选地，所述正极耳的与所述正极基片连接的一端设置有绝缘胶带；并且，

所述负极耳的与所述负极基片连接的一端设置有所述绝缘胶带。

可选地，所述正极柱构造为T型，并且/或者，所述负极柱构造为T型。

可选地，所述多极耳电池还包括紧固件，所述紧固件用于将所述集流体组件固定至所述绝缘件。

可选地，所述壳体组件还包括盖体，所述盖体包括凸出部，在所述盖体盖设在所述壳体的状态下，所述凸出部的侧面抵接至所述侧壁的内表面。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的多极耳电池的剖视结构示意图；

图2为根据本发明的优选实施方式的多极耳电池的俯视结构示意图；

图3为根据本发明的优选实施方式的多极耳电池的正极片的结构示意图；以及

图4为根据本发明的优选实施方式的多极耳电池的负极片的结构示意图。

附图标记说明：

1：多极耳电池 10：电芯组件

11：正极片 111：正极基片

112：正极耳 12：负极片

121：负极基片 122：负极耳

13：隔膜 14：终止胶

20：壳体组件 21：壳体

211：底壁 212：侧壁

213：正极孔 214：负极孔

215：平面部 22：盖体

221：盖本体 222：凸出部

30：极柱组件 31：正极柱

32：负极柱 40：绝缘件

41：筒状本体 42：第一唇边

43：第二唇边 50：集流体组件

51：正极集流体 52：负极集流体

60：绝缘胶带 70：紧固件

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本发明的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本发明的代表实施方式，并不是限定本发明。

参考图1和图2，根据本发明的一个优选实施方式的多极耳电池1包括电芯组件10、壳体组件20、极柱组件30和绝缘件40。

电芯组件10包括正极片11、负极片12和隔膜13。

正极片11包括正极基片111和间隔分布在正极基片111的一端的多个正极耳112，具体地参考图3。在正极片11的制备过程中，先将正极材料利用斑马涂布的方式涂覆到铝箔上，然后将涂覆后的铝箔进行分切，形成满足正极片11宽度要求的铝箔。分切后的铝箔包括覆盖有正极材料的正极基片111和位于正极基片111的一端的边缘空箔区域。采用激光切割、模切、冲切或者辊切的方式，对边缘空箔区域进行切割，便可形成间隔分布在正极基片111的一端的多个正极耳112。

正极片11包括多个正极耳112，能够有效降低多极耳电池1的内阻，提升多极耳电池1电流密度分布的均匀性，减少大倍率充放电过程中的产热，从而提高多极耳电池1高倍率充放电的性能，有效延长多极耳电池1的使用寿命。

此外，采用上述加工方式形成正极耳112，可将正极基片111与正极耳112构造为一体，无需采用传统的焊接方式焊接正极耳112，能够有效降低正极耳112与正极基片111连接处的内阻，有利于进一步降低多极耳电池1的内阻，提升多极耳电池1电流密度分布的均匀性，以及高倍率充放电的性能。

在正极耳112切割完成后，通常会在正极耳112的与正极基片111连接的一端缠绕绝缘胶带60，以保证在多极耳电池1组装完成后，正极耳112与壳体组件20之间的绝缘性，进而提升多极耳电池1的安全性能。

负极片12包括负极基片121和间隔分布在负极基片121的一端的多个负极耳122，具体地参考图4。在负极片12的制备过程中，先将负极材料利用斑马涂布的方式涂覆到铜箔上，然后将涂覆后的铜箔进行分切，形成满足负极片12宽度要求的铜箔。分切后的铜箔包括覆盖有负极材料的负极基片121和位于负极基片121的一端的边缘空箔区域。采用激光切割、模切、冲切或者辊切的方式，对边缘空箔区域进行切割，便可形成间隔分布在负极基片121的一端的多个负极耳122。

同样的，负极片12包括多个负极耳122，能够有效降低多极耳电池1的内阻，提升多极耳电池1电流密度分布的均匀性，减少大倍率充放电过程中的产热，从而提高多极耳电池1高倍率充放电的性能，有效延长多极耳电池1的使用寿命。

采用上述加工方式形成负极耳122，也可将负极基片121与负极耳122构造为一体，无需采用传统的焊接方式焊接负极耳122，能够有效降低负极耳122与负极基片121连接处的内阻，有利于进一步降低多极耳电池1的内阻，提升多极耳电池1电流密度分布的均匀性，以及高倍率充放电的性能。

同样的，在负极耳122切割完成后，通常会在负极耳122的与负极基片121连接的一端缠绕绝缘胶带60，以保证在多极耳电池1组装完成后，负极耳122与壳体组件20之间的绝缘性，进而提升多极耳电池1的安全性能。

正极片11和负极片12均加工完成后，在正极片11和负极片12之间采用隔膜13相间隔，然后按照一定的卷绕顺序卷绕在卷针上，并在卷绕完成后采用终止胶14固定，以形成电芯组件10。

在卷绕完成后，将多个正极耳112从电芯组件10的一端，如图1中所示的A端，沿电芯组件10的径向方向弯折，并沿径向方向向外延伸至电芯组件10的一侧，如图1中所示的G侧，然后沿电芯组件10的轴向方向向电芯组件10的另一端弯折，如向图1中所示的C端弯折，使得多个正极耳112位于电芯组件10的侧面。

为了保证电芯组件10在卷绕完成后，多个正极耳112能够沿电芯组件10的径向方向分布在同一条直径上，多个正极耳112之间的间距从正极基片111的一侧开始逐渐增大，也就是从正极片11的卷制起始端O端开始逐渐增大，具体的参考图3。且相邻的第i个正极耳112与第j个正极耳112之间的间距B

B

其中，D为卷针的直径；F为卷绕一圈后电芯组件10增加的厚度，F＝(2F

为了保证多个正极耳112沿电芯组件10的轴向方向向电芯组件10的另一端弯折后，如向C端弯折后，多个正极耳112的位于电芯组件10的侧面，如位于电芯组件10的G侧的长度适中且相等，以便于与下文中提到的正极柱31或者正极集流体51进行连接，多个正极耳112的高度从正极基片111的一侧开始逐渐减小，也就是从正极片11的卷制起始端O端开始逐渐减小，具体的参考图3。且第i个正极耳112的高度E

E

其中，D

同样的，在卷绕完成后，将多个负极耳122从电芯组件10的一端，如图1中所示的A端，沿电芯组件10的径向方向弯折，并沿径向方向向外延伸至电芯组件10的另一侧，如图1中所示的I侧，然后沿电芯组件10的轴向方向向电芯组件10的另一端弯折，如向图1中所示的C端弯折，使得多个负极耳122位于电芯组件10的侧面，与多个正极耳112呈180°对立分布。

为了保证电芯组件10在卷绕完成后，多个负极耳122能够沿电芯组件10的径向方向分布在同一条直径上，多个负极耳122之间的间距从负极基片121的一侧开始逐渐增大，也就是从负极片12的卷制起始端P端开始逐渐增大，具体的参考图4。且相邻的第i个负极耳122与第j个负极耳122之间的间距D

D

为了保证多个负极耳122沿电芯组件10的轴向方向向电芯组件10的另一端弯折后，如向C端弯折后，多个负极耳122的位于电芯组件10的侧面，如位于电芯组件10的I侧的长度适中且相等，以便于与下文中提到的负极柱32或者负极集流体52进行连接，多个负极耳122的高度从负极基片121的一侧开始逐渐减小，也就是从负极片12的卷制起始端P端开始逐渐减小，具体的参考图4。且第i个负极耳122的高度H

H

壳体组件20用于容纳电芯组件10。壳体组件20具体的可以包括壳体21和盖设于壳体21上的盖体22，具体的参考图1。

壳体21包括底壁211和从底壁211的周缘向上延伸的侧壁212。侧壁212与底壁211之间形成顶部开口的容纳空间，可将电芯组件10从开口处放置于容纳空间中。开口还可以用于在多极耳电池1的注液过程中，注入一定量的电解液至容纳空间中，使得电芯组件10能够在真空静置的状态下，在容纳空间中充分浸润电解液。

盖体22能够盖设在开口处。为了便于盖体22与壳体21的盖合配合，盖体22优选地包括盖本体221和凸出部222。凸出部222沿盖本体221的轴向方向凸出。凸出部222的直径小于盖本体221的直径，且凸出部222的直径与壳体21的内径D

为了保证盖体22对壳体21的密封性能，可在盖体22盖合至壳体21的开口处后，采用诸如激光焊接的方式进行密封。

在壳体21的侧壁212上开设有相对分布的正极孔213和负极孔214，也就是在侧壁212的与正极孔213相对的位置开设有负极孔214，具体的参考图1和图2。

为了便于正极孔213和负极孔214的开设，侧壁212优选地包括相对设置的平面部215，具体的参考图2，正极孔213和负极孔214分别设置在上述相对设置的平面部215上。

极柱组件30包括正极柱31和负极柱32。正极柱31能够穿过正极孔213，并与正极耳112相连接。负极柱32能够穿过负极孔214，并与负极耳122相连接。通过分别穿设于侧壁212上的正极孔213和负极孔214的正极柱31和负极柱32，与位于电芯组件10的侧面的正极耳112和负极耳122的电连接，能够将电芯组件10的电能从多极耳电池1的侧面引出，可有效提升壳体21内部的空间利用率，尤其是壳体21轴向上的空间利用率。

正极柱31优选地构造为T型，以有效增加正极柱31与外部用电设备的接触面积，提高多极耳电池1的电能传输效率。

同样的，负极柱32也可以优选地构造为T型，以有效增加负极柱32与外部用电设备的接触面积，提高多极耳电池1的电能传输效率。

可以理解，正极柱31和负极柱32也可以构造为其它的形状，只要能够满足多极耳电池1对外进行电能输出的需求即可。

绝缘件40设置在壳体21与电芯组件10以及壳体21与极柱组件30之间，以实现壳体21与电芯组件10和极柱组件30之间的电绝缘，有效提升多极耳电池1的使用安全性。

具体的参考图1和图2，绝缘件40优选地包括筒状本体41和设置在筒状本体41的外侧面的两端，并沿筒状本体41的径向延伸的第一唇边42和第二唇边43。设置在正极柱31和负极柱32处的绝缘件40的结构一致，现以设置在正极柱31处的绝缘件40为例进行详细的说明。

筒状本体41穿设于正极孔213内，其外侧面与正极孔213的内表面相接触。正极柱31的一部分穿设于筒状本体41内，如在图1和图2所示的实施方式中，正极柱31的水平部穿设于筒状本体41内，也就是说，筒状本体41套设在水平部上，以实现正极柱31的水平部与正极孔213之间的绝缘密封。

第一唇边42的靠近筒状本体41的一面抵接至壳体21的侧壁212的外表面上，正极柱31的另一部分抵接至第一唇边42的远离筒状本体41的一面，如在图1和图2所示的实施方式中，与水平部垂直设置的竖直部抵接至第一唇边42的远离筒状本体41的一面，以实现正极柱31的竖直部与壳体21之间的绝缘密封。

第一唇边42的靠近筒状本体41的一面优选地抵接至侧壁212的平面部215的外表面上，以有效增加第一唇边42与侧壁212外表面的接触面积，提高第一唇边42对壳体21和正极柱31的绝缘密封效果。

优选地，可以在第一唇边42的远离筒状本体41的一面设置凹槽，以容纳正极柱31的竖直部，便于进一步提高绝缘密封效果。

第二唇边43抵接至壳体21的侧壁212的内表面上，且位于电芯组件10与壳体21的内表面之间，如具体的可以位于正极耳112与壳体21的内表面之间，以实现正极耳112与壳体21之间的绝缘密封。

同样优选地，第二唇边43的靠近筒状本体41的一面抵接至侧壁212的平面部215的内表面上，以有效增加第二唇边43与侧壁212内表面的接触面积，提高第二唇边43对壳体21和正极耳112的密封绝缘效果。

多极耳电池1优选地还包括集流体组件50，集流体组件50用于连接电芯组件10与极柱组件30，以便于将电芯组件10的电能引出，有效提升电能引出的效率。

具体的，参考图1和图2，集流体组件50包括正极集流体51和负极集流体52。

正极集流体51连接在正极耳112与正极柱31之间，如可先将多个正极耳112焊接至正极集流体51，然后将正极集流体51连接至正极柱31，以实现对正极耳112和正极柱31之间的电连接。

优选地，正极集流体51构造为Z型，Z型的正极集流体51的两条直边分别与正极耳112和正极柱31连接，以有效降低连接的难度，提升连接效率。

为了保证正极集流体51与壳体21之间的绝缘性，正极集流体51的连接至正极柱31的一端，如Z型的正极集流体51的连接至正极柱31的一条直边，优选地抵接至绝缘件40的第二唇边43，也就是绝缘件40的第二唇边43设置在正极集流体51与壳体21之间。

负极集流体52连接在负极耳122与负极柱32之间，如可先将多个负极耳122焊接至负极集流体52，然后将负极集流体52连接至负极柱32，以实现对负极耳122和负极柱32之间的电连接。

同样优选地，负极集流体52构造为Z型，Z型的负极集流体52的两条直边分别与负极耳122和负极柱32连接，以有效降低连接的难度，提升连接效率。

为了保证负极集流体52与壳体21之间的绝缘性，负极集流体52的连接至负极柱32的一端，如Z型的负极集流体52的连接至负极柱32的一条直边，优选地抵接至绝缘件40的第二唇边43，也就是绝缘件40的第二唇边43设置在负极集流体52与壳体21之间。

为了保证正极集流体51与正极柱31连接的稳固性，并保证正极集流体51与第二唇边43贴合的紧密性，多极耳电池1优选地还包括诸如铆钉等的紧固件70，具体的参考如1和图2。紧固件70套设在正极柱31的水平部上，且将正极集流体51的连接至正极柱31的一端，如Z型的正极集流体51的连接至正极柱31的一条直边，压紧固定至绝缘件40的第二唇边43上。

同样的，在负极集流体52处也设置有用于保证负极集流体52与负极柱32连接的稳固性，并保证负极集流体52与第二唇边43贴合的紧密性的诸如铆钉等的紧固件70。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。