[发明专利]电芯、电芯模组、动力电池包及车辆

说明书

本发明涉及动力电池技术领域，具体提供一种电芯、电芯模组、动力电池包及车辆，旨在解决现有的长电芯的过流能力较差的问题。本发明提供的电芯包括：极芯，其包括极片和连接到极片的极耳，极片具有长边和短边，极耳包括连接到其中一个短边的第一极耳和连接到其中一个长边的第二极耳；外壳，其包括壳体和分别连接到壳体的两端的第一盖板和第二盖板，第一盖板上设置有极柱，其中，极芯设置在所述外壳内，第一极耳与极柱电连接，第二极耳与壳体电连接，以便借助壳体作为电子流通通道，从而使第二极耳能够与第二盖板电连接。本发明提供的电芯，能够大幅度提高电芯的过流能力，提升电芯的能量密度，且结构简单，成本低。

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体提供一种电芯、电芯模组、动力电池包及车辆。

背景技术

随着新能源汽车市场的快速发展，动力电池技术也在快速的迭代升级，纯电动汽车的续航里程和快充是消费者密切关注的两个焦点。

现有的动力电池中，特斯拉的4680大圆柱电池以及比亚迪的长刀片电池是较为主流的技术路线。二者相比，全极耳的大圆柱电池在能量密度和快充方面优势明显，但是在电池包的空间利用率上相对刀片电池偏低。长刀片电池包的空间利用率较大是与其极耳的设置方式相关的，为提升空间利用率，现有的与长极片连接的正负极耳分别分布在短边侧。图1为现有技术中的长电芯在充电过程中的电流回路状态示意图，如图1中所示，现有的长电芯1′在充电时，正极片中的电子沿图中逆时针的路径从外电路中自左向右进入负极片中，形成电路回路。从图中可以看出，电子在自左向右进入负极片的过程中，电流密度逐渐减小，电子在负极片中分布不均匀，降低了其过流能力，电芯的充电能力受到了很大的限制，通常仅有2C，无法满足整车的快充需求。

发明内容

本发明旨在解决或至少缓解上述技术问题，即至少解决现有的长电芯的过流能力较差的问题。

在第一方面，本发明提供一种电芯，所述电芯包括：极芯，其包括极片和连接到所述极片的极耳，所述极片具有长边和短边，所述极耳包括连接到其中一个短边的第一极耳和连接到其中一个长边的第二极耳；外壳，其包括壳体和分别连接到所述壳体的两端的第一盖板和第二盖板，所述第一盖板上设置有极柱，其中，所述极芯设置在所述外壳内，所述第一极耳与所述极柱电连接，所述第二极耳与所述壳体电连接，以便借助所述壳体作为电子流通通道，从而使所述第二极耳能够与所述第二盖板电连接。

本发明提供的电芯，通过将第一极耳和第二极耳中的一个设置在极片的其中一个长边，且将该极耳与壳体电连接，壳体与短边侧的第二盖板电连接，而将第一极耳和第二极耳中的另一个设置在极片的其中一个短边，该极耳与第一盖板的极柱电连接，这样一来，连接在长边的极耳与第二盖板之间通过壳体作为电子流通通道，无需在长边侧设置极柱，这样不会因过流能力的提升而降低电芯的空间利用率，且由于短边侧的第二盖板无需设置极耳，与现有技术相比，反而能够进一步提升电芯的空间利用率，进而提升电芯的能量密度；此外，由于连接在长边侧的极耳使得电子进入相应极片的路径大幅度缩短，从而可以成倍地提升电芯的充电或放电倍率；再者，由于该极耳在极片的长度方向上接触面更广，能够使进入相应极片的电流密度在长度方向上分布均匀，进而解决现有的电芯的电流密度不均匀的问题；最后，还可以简化电芯结构，减少结构件数量，从而降低电芯成本。

对于上述的电芯，在一些可行的实施方式中，所述第二极耳为正极耳或负极耳。

本发明中的第二极耳可以是正极耳，也可以是负极耳。当第二极耳为正极耳时，能够使相应的电芯的放电倍率成倍地增加；当第二极耳为负极耳时，能够使相应的电芯的充电倍率成倍地增加。

对于上述的电芯，在一些可行的实施方式中，所述第二极耳为全极耳或多个模切极耳。

可以理解的是，当第二极耳为正极耳且为全极耳时，全极耳的长度越长，电流密度在正极片内的分布越均匀，过流能力越好，但会在一定程度上降低电芯的能量密度(与采用模切极耳的方案相比)。因此全极耳的长度可以基于极片的长度确定，在兼顾能量密度和过流能力的情形下选择合适的长度。