[0001] 本申请涉及电芯技术领域，特别是涉及一种电芯及其成型方法、电池、储能装置及用电系统。

[0002] 锂电池主要由两大块构成，电芯和保护板PCM（动力电池一般称为电池管理系统BMS），保护板PCM主要由保护芯片（或管理芯片）、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成；电芯相
当于锂电池的心脏，管理系统相当于锂电池的大脑，电芯主要由正极材料、负极材料、电解
液、隔膜和外壳构成，电芯是锂电池组件中的重要组成部分，其中正极材料、负极材料和隔
膜一般采用层叠卷绕方式加工为卷芯进行使用。而为了提升单个电芯的储能密度和容量，
也会采用将至少两个卷芯在同一个电芯内并联使用。

[0003] 两个卷芯并联组装时，每个卷芯以隔膜进行收尾，隔膜收尾处位于卷芯中央位置，且通过单面胶纸粘接固定，然后再将两个卷芯叠置组合，通过在两个卷芯的两侧分别捆扎
交代以起到限位固定作用，防止或减少两个卷芯的相对移动。然而，这种组装方式下两个卷
芯叠置后两个单面胶纸也会形成重叠，使得电芯的整体厚度增加，不利于电芯小型化设计，
占用安装空间多。

[0039] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申
请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

[0040] 在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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
为对本申请的限制。

[0041] 此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术
语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0042] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一
体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

[0043] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间
媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特
征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之
下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水
平高度小于第二特征。

[0044] 需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以
是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂
直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

[0045] 参阅图1，为本申请一实施例展示的一种电芯100，有别于传统电芯100仅具有单个卷芯，本方案的电芯100包括两个或以上数量的卷芯，为便于描述和理解技术方案，下面以
电芯100具有两个卷芯的实施方式进行说明。

[0046] 请继续参阅图1至图3，示例性地，电芯100包括第一卷芯10、第一收尾胶20、第二卷芯30以及第二收尾胶40。其中，第一卷芯10和第二卷芯30均通过正极材料、隔膜和负极材料
经过层叠布置及卷绕后形成为方柱形结构。第一卷芯10通过隔膜进行收尾，且收尾处采用
第一收尾胶20固定，以防止第一卷芯10散开，同理，第二卷芯30通过隔膜进行收尾，且首尾
处采用第二收尾胶40固定，以防止第二卷芯30散开。

[0047] 具体而言，第一卷芯10具有沿第一卷芯10的长度方向平行设置的第一装配面11和第一背面13，以及连接于第一装配面11与第一背面13之间的第一侧面12。第一装配面11具
体为第一卷芯10的其中一个表面积最大的侧面，第一装配面11沿着第一卷芯10的长度方向
延伸为矩形平面，第一侧面12为第一卷芯10宽度方向的其中一个侧面，且由于卷绕的原因，
第一侧面12形成为弧面型。

[0048] 第一装配面11上设置有第一收尾部11a，第一收尾部11a由第一侧面12朝向第一装配面11的长度方向对称中心线延伸设置，且第一收尾部11a的尾端位于第一装配面11的长
度方向对称中心线的一侧并靠近第一侧面12布置，其中第一装配面11的长度方向对称中心
线沿第一装配面11的宽度方向延伸设置；第一收尾胶20包括第一粘接部21，第一粘接部21
粘接于第一装配面11并粘接固定第一收尾部11a。

[0049] 其中，如图2所示，第一装配面11的宽度方向对应于第一卷芯10的高度方向（即坐标Z轴方向）。

[0050] 同理，第二卷芯30具有沿第二卷芯30的长度方向平行设置的第二装配面31和第二背面33，以及连接于第二装配面31与第二背面33之间的第二侧面32。第二装配面31具体为
第二卷芯30的其中一个表面积最大的侧面，第二装配面31沿着第二卷芯30的长度方向延伸
为矩形平面，第二侧面32为第二卷芯30宽度方向的其中一个侧面，且由于卷绕的原因，第二
侧面32形成为弧面型。

[0051] 第二装配面31上设置有第二收尾部31a，第二收尾部31a由第二侧面32朝向第二装配面31的长度方向对称中心线延伸设置，且第二收尾部31a的尾端位于第二装配面31的长
度方向对称中心线的一侧并靠近第二侧面32布置，其中第二装配面31的长度方向对称中心
线沿第二装配面31的宽度方向延伸设置；第二收尾胶40包括第二粘接部41，第二粘接部41
粘接于第二装配面31并粘接固定第二收尾部31a。

[0052] 第二装配面31的宽度方向对应于第二卷芯30的高度方向（即坐标Z轴方向）。

[0053] 其中，第一卷芯10与第二卷芯30叠置以使第一装配面11与第二装配面31相向布置，第二侧面32和第一侧面12分别位于电芯100长度方向的两端，第一粘接部21与第二粘接
部41在电芯100的宽度方向上错位布置。

[0054] 因此，以表面积最大的第一装配面11和第二装配面31叠置，能提高第一卷芯10与第二卷芯30的接触支撑面积，进而提高组配稳定性，同时也能使组合后的电芯100的体积最
小，更节省安装空间。

[0055] 有必要说明的是，图2中的中心线，为示意第一卷芯10和第二卷芯30的长度方向（即坐标X轴方向）的对称中心线。

[0056] 且有必要说明的是，图1和图2中的水平方向（即坐标X轴方向）指代第一卷芯10和第二卷芯30的长度方向（也即电芯100的长度方向）；图1中的垂直方向（即坐标Y轴方向）指
代第一卷芯10和第二卷芯30的宽度方向（也即电芯100的宽度方向）；图2中的垂直方向（即
坐标Z轴方向）指代第一卷芯10和第二卷芯30的高度方向（也即电芯100的高度方向）。下述
的W为第一卷芯10和第二卷芯30的总长度。

[0057] 综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的电芯100由第一卷芯10和第二卷芯30堆叠并联构成，其中第一卷芯10在完成卷绕加工后，第一收尾部11a（本
方案为隔膜收尾）形成于第一装配面11上且位于第一卷芯10的长度方向对称中心线的一侧
并靠近第一侧面12布置，然后在第一卷芯10上粘贴第一收尾胶20，使得第一收尾部11a可通
过第一粘接部21固定，同理，第二收尾部31a（本方案为隔膜收尾）形成于第二装配面31上且
位于第二卷芯30的长度方向对称中心线的一侧并靠近第二侧面32布置，然后在第二卷芯30
上粘贴第二收尾胶40，使得第二收尾部31a可通过第二粘接部41固定，当将第一卷芯10与第
二卷芯30采用以第一装配面11与第二装配面31相向布置的方式叠置后，此时第一粘接部21
和第二粘接部41由于均远离中心而朝向电芯100的宽度方向的两侧布置，因此第一粘接部
21和第二粘接部41能形成在电芯100的宽度方向上错位布置，即避免了第一粘接部21与第
二粘接部41重叠，如此便能实现减少因第一收尾胶20和第二收尾胶40重叠而导致的电芯
100整体厚度增加，进而有利于实现电芯100的小型化设计，避免占用过多安装空间。

[0058] 在上述实施例的基础上，本申请还提供一种用于加工电芯100的成型方法，包括如下步骤：将第一卷芯10与第二卷芯30叠置，以使第一收尾胶20的第一粘接部21与第二卷芯
30的第二装配面31接触以及使第二收尾胶40的第二粘接部41与第一卷芯10的第一装配面
11接触；对第一卷芯10和第二卷芯30施加对向的预设压力和温度，以使第一粘接部21热熔
并与第二装配面31粘接，第二粘接部41热熔并与第一装配面11粘接，第一卷芯10与第二卷
芯30连接固定。

[0059] 具体地，第一收尾胶20和第二收尾胶40均设为热熔胶，在预设压力和温度条件下，第一粘接部21成为熔融态而能与第二装配面31粘接固定，第二粘接部41也成为熔融态而能
与第一装配面11粘接固定。

[0060] 也即实际加工时，当第一卷芯10与第二卷芯30叠置后可一同放入热压模具中，通过沿电芯100的厚度方向对第一卷芯10和第二卷芯30同时施加预设的压力和温度，热熔胶
便能形成熔融状态，使得第一收尾胶20能与第二卷芯30的第二装配面31粘接，第二收尾胶
40能与第一卷芯10的第一装配面11粘接，由此提高第一卷芯10与第二卷芯30的组配连接强
度，并且能够省去传统的用于固定第一卷芯10和第二卷芯30的捆扎胶带，以降低电芯100成
本和电芯100整体厚度。

[0061] 此外，在穿刺情况下，由于第一卷芯10和第二卷芯30外部均有热熔胶，热熔胶提供一定绝缘性能，在穿刺时利用其熔融状态的绝缘效果和韧性，可进一步提升电芯100抗穿刺
性能。

[0062] 可选地，上述的预设压力可以是0.05MPA 0.3MPA（面压），温度可以是60℃ 100℃。~ ~

[0063] 在又一些可选实施例中，第一收尾胶20和第二收尾胶40开设有储液孔，储液孔沿着电芯100的高度方向延伸设置，且储液孔沿着电芯100的高度方向的截面尺寸呈现沿重力
方向逐渐减小的趋势变化。

[0064] 发明人经研究发现，随着电池充放电过程对电解液的不断消耗和重力作用，沿重力方向，电芯100下层电解液较多、而上层电解液较少，造成电池极片靠近极耳一侧的部分
（上层极片）由于没有较多的电解液再浸润，导致其局部形成极片“干区”，上层极片之间的
内阻增大，参与充放电反应的有效活性物质减少，影响电池的容量发挥。通过设置储液孔，
储液孔可以为电芯100上层储备电解液，提高上层极片的再浸润速度和活性物质利用率，从
而大大提高电芯100的循环性能。通过设置储液孔沿着电芯100的高度方向的截面尺寸呈现
沿重力方向逐渐减小的趋势变化，既可以实现沿重力的方向收尾胶与电芯100的接触面积
逐渐增加，又可以实现沿重力的相反方向电解液的保液能力逐渐增加的效果，兼顾收尾胶
与电芯100的粘接强度和电芯100的循环性能。

[0065] 请继续参阅图2，本申请中，第一收尾部11a的尾端与第一侧面12所在第一卷芯10的一端的外边缘之间的距离以及第二收尾部31a的尾端与第二侧面32所在第二卷芯30的一
端的外边缘之间的距离均设为D1，第一卷芯10和第二卷芯30的长度均设为W；其中，D1/W=1/
4 1/3。如此，在第一卷芯10与第二卷芯30叠置后，能够保证第一粘接部21与第二粘接部41
~
有效错开布置，防止重叠而导致电芯100厚度增加。

[0066] 当然，需要说明的是其它实施例中D1与W的比例也可以是其它数值，具体根据实际需要进行灵活设定即可。

[0067] 请继续参阅图1，此外，在又一些可选实施例中，第一卷芯10还包括与第一装配面11相对设置的第一背面13，第一侧面12连接于第一装配面11与第一背面13之间，第一收尾
胶20还包括与第一粘接部21连接的第一延伸部22，第一延伸部22覆设于第一侧面12和第一
背面13上。进一步地，第二卷芯30还包括与第二装配面31相对设置的第二背面33，第二侧面
32连接于第二装配面31与第二背面33之间，第二收尾胶40还包括与第二粘接部41连接的第
二延伸部42，第二延伸部42覆设于第二侧面32和第二背面33上。

[0068] 可以理解的，第一背面13为第一卷芯10的另一个表面积最大的侧面，其沿着第一卷芯10的宽度方向延伸，第二背面33为第二卷芯30的另一个表面积最大的侧面，其沿着第
二卷芯30的宽度方向延伸。当第一卷芯10与第二卷芯30叠置组合后，第一收尾胶20的第一
延伸部22和第二收尾胶40的第二延伸部42能够基本将电芯100的整个外周轮廓包裹，从而
在装入电池壳体内后，加强电芯100与电池壳体的绝缘性能与防磕碰性能。

[0069] 有必要说明的是，第一粘接部21与第一延伸部22为一体结构，第二粘接部41与第二延伸部42也为一体结构，从而能减少粘接第一收尾胶20和第二收尾胶40的工序步骤，提
高生产效率。

[0070] 请继续参阅图1，进一步地，第一卷芯10还包括与第一侧面12相对设置的第三侧面14，第二卷芯30还包括与第二侧面32相对设置的第四侧面34，第三侧面14与包覆有第二延
伸部42的第二侧面32位于电芯100的宽度方向的一侧同侧布置，第四侧面34与包覆有第一
延伸部22的第一侧面12位于电芯100的宽度方向的另一侧同侧布置；其中，第三侧面14未被
第一收尾胶20覆盖，第四侧面34未被第二收尾胶40覆盖。

[0071] 将第一卷芯10和第二卷芯30在宽度方向的两个端部采用一个有热熔胶、另一个无热熔胶组配，一方面，由于在对角方向覆盖有热熔胶，因此能保证电芯100与电池壳体之间
形成可靠绝缘防护以及缓冲防磕碰，另一方面，也能够减少一个热熔胶层的厚度，达到减小
电芯100整体厚度的目的。

[0072] 在上述实施例的基础上，第一侧面12与第四侧面34之间配合形成有第一凹腔50，第一收尾胶20的至少部分位于第一凹腔50内并粘接第一侧面12和第四侧面34；第二侧面32
与第三侧面14之间配合形成有第二凹腔60，第二收尾胶40的至少部分位于第二凹腔60内并
粘接第二侧面32和第三侧面14。在对叠置的第一卷芯10和第二卷芯30进行热压加工时，富
余的熔融态的热熔胶（也即至少部分的第一收尾胶20和第二收尾胶40）会自行流入并填充
第一凹腔50和第二凹腔60，一方面能增加第一卷芯10与第二卷芯30的结合面积，提高第一
卷芯10与第二卷芯30的复合强度；另一方面也能避免电解液残留于第一凹腔50和第二凹腔
60内，从而有利于提高电解液的利用率。

[0073] 请继续参阅图1，可选地，第一延伸部22覆盖于第一背面13上的平直段的长度和第二延伸部42覆盖于第二背面33上的平直段的长度均设为D2，第一卷芯10和第二卷芯30的长
度均设为W；其中，3/4≤D2/W≤1。如此，包覆于第一背面13和第二背面33上的热熔胶的长度
和面积充足，第一卷芯10和第二卷芯30的显露部分少，以便热熔胶对第一卷芯10和第二卷
芯30形成可靠的绝缘防护和防磕碰效果。

[0074] 此外，进行热压加工时，可在热压模具上设计加工出凹凸成型面，该凹凸成型面与电芯100压合后，会使第一延伸部22背离第一装配面11的表面和第二延伸部42背离第二装
配面31的表面均设有凹凸结构。一方面，凹凸结构可减少热压模具与热熔胶的接触面积，方
便脱模以减少粘连，提高制造效率；另一方面，凹凸结构可以增加电解液浸润通道和存储空
间，提高电解液对电池极片的浸润速度和电池的保液能力，从而提升电池的循环性能；与此
同时，通过凹凸结构的设计，还可以为电池充放电过程带来的体积膨胀预留空间，提高电池
的使用寿命和安全性能。

[0075] 在一些可选实施例中，第一收尾胶20和第二收尾胶40的厚度d的范围为：5µ≤d≤1mm。如此，第一收尾胶20和第二收尾胶40的厚度不至于过大，导致电池的整体厚度过大，同
时也能避免第一收尾胶20和第二收尾胶40的厚度过小，而影响对第一收尾部11a和第二收
尾部31a可靠固定以及对电芯100的绝缘防护和防磕碰能力。

[0076] 请继续参阅图2，进一步地，第一收尾胶20和第二收尾胶40的高度设为h，第一卷芯10和第二卷芯30的高度设为H；其中，1/2≤h/H＜1。如此，在确保第一收尾胶20可靠粘接固
定第一收尾部11a以及第二收尾胶40可靠粘接固定第二收尾部31a的基础上，也能避免第一
收尾胶20和第二收尾胶40的使用量过大，导致成本升高，同时避免热熔胶覆盖电芯100的面
积过大，影响电解液的浸润效果。

[0077] 请继续参阅图1，此外，在上述任一实施例的基础上，第一卷芯10还包括第一极耳15、第二极耳16和第一端面17，第一极耳15和第二极耳16凸出设置于第一端面17且远离第
一装配面11布置，第二卷芯30还包括第三极耳35、第四极耳36和第二端面37，第三极耳35和
第四极耳36凸出设置于第二端面37且远离第二装配面31布置。

[0078] 其中，第一极耳15和第四极耳36设为正极极耳，第二极耳16和第三极耳35设为负极极耳，第一极耳15与第三极耳35在电芯100的厚度方向上对位布置，第二极耳16与第四极
耳36在电芯100的厚度方向上对位布置。如此，方便后续第一极耳15、第二极耳16、第三极耳
35和第四极耳36与汇流盘进行焊接连接，以便将电流导出。

[0079] 综上之外，本申请还保护一种用电系统，其包括用电主体和储能装置，用电主体与储能装置电性连接。储能装置包括电池，电池包括顶盖组件、电池壳体、电解液和如上任一
实施例所述的电芯100，电芯100和电解液均装入电池壳体内，电解液浸润电芯100，然后再
将顶盖组件通过焊接方式将电池壳体的开口封装，即获得成型的电池产品。

[0080] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0081] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护
范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。