CN100590926C - 方形二次锂电池的电芯结构 - Google Patents
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Abstract
一种方形二次锂电池的电芯结构，该电芯主要由一基板、一极卷及二导接组件所构成，本发明透过该导接组件的导电压片，直接将该极卷的正极或负极导接区各层一次压合而完成电性连接，该各层直接紧密导电压合，就构件数量而言，本发明的结构组成显然较现有逐层压合精简，此外，由于该正极或负极导接区的各层直接压合而接触导电，相较于现有技术必须透过以数个主垫片及次垫片逐层压设的结构型态，本发明结构所构成的电池，其内部阻抗显然较低，较适于作为高电量的电池结构。
Description
技术领域
一种方形二次锂电池的电芯结构，特别是指二次锂电池内部该电芯的极卷导电连接结构设计。
背景技术
现有的方型二次锂电池，多被使用作为低电量的充、放电用途，例如：美国第6844109号专利，即为一现有相当普遍的低电量方型二次锂电池结构，请参阅图1所示，其中，该电芯10的主要构成，包括：一极卷11、复数个正极及负极导电柄121、122及二个导电套13所构成，其中，该极卷通常由一正极层、一隔离层及一负极层相迭置所构成，该极卷并透过迭置或卷绕方式构成一多层的结构型态，并于该各正极层及负极层中分别各引出数个正极及负极导电柄，再透过该二导电夹片作为该各个正极或负极导电柄的集成导出；
前述二次锂电池结构组成相当精简，但结构过于脆弱，仅适合作为低电量的电池结构，对于高电量的动力电池而言，并不适用，请参阅图2、图3所示，此为中国台湾第I233227号专利的方型电池极卷集成结构，其中该极卷20由一正极层、一隔离层及一负极层相迭置所构成，该极卷20是卷绕于一基板21外部而成形为多层的涡形结构，于该极卷20的正极层及负极层端侧各设有一未涂布的段部22，而得以复数个主垫片23、复数个次垫片24对应设置于该极卷20各层的段部22上，并透过复数个栓杆25依序穿设过该主垫片23、次垫片24及基板21，而构成该极卷的导电集成结构；
值得一提的是，由于前述电池结构中设有一基板构件，不仅整体结构较为强固不易变形，且该基板外部可供稳固地卷绕较多层数的极层，而可适合作为高电量电池的结构；
然而，前述现有的可适用于高电量的方型电池结构中，透过该主垫片及次垫片与该极卷各层的段部分别夹合导接，虽然可免除现有的导电柄结构，而节省导电柄的焊接或成型工序，值得注意的是，在该电池结构中，必须于该极卷的各个极层中均配置有一主垫片及一次垫片，当极层的数量庞大时，该主垫片及次垫片的数量势必相对增加，如此不仅会导致构件成本升高、组装工序增加且复杂，更重要的是设置于各该极层中的主垫片会使电芯的整体内阻升高(接触电阻)，而导致温度上升、耗能的问题，且对于高容量电池的充、放电而言，高接触电阻更是会造成该极卷的段部因高温而氧化的严重问题；
由此可见，现有的方型二次锂电池的结构设计，显然未臻完善，而有进一步加以大幅改良的必要；因此，本发明的研发重心，在于针对现有的高电容量方形二次锂电池的构件组成复杂、组配困难及衍生的接触电阻过高等问题，作一突破性的改良，本发明透过结构设计，使其导电集成结构的接触电阻大幅降低，而结构组成更为精简，以期更能符合高容量电池的实际需求。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种方形二次锂电池的电芯结构，本发明透过该导接组件的导电压片，直接将该极卷的正极或负极导接区的各层一次压合而完成电性连接，本发明不仅结构组成精简，且该正极或负极导接区的各层直接压合导电后，所构成的电池，其内部阻抗显然较现有结构低，较适于高电量的电池结构需求。
本发明的另一目的，在于提供一种方形二次锂电池的电芯结构，本发明透过该导接组件的导电压片，直接将该极卷的正极或负极导接区的各层一次压合而完成电性连接，由于构件组成精简，对于电池的制程难度及成本而言，无疑可大幅降低，而符合实际需求。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种方形二次锂电池的电芯结构，该电芯组设于一方形电池罐内部，并透过一连接件与该电池罐端侧的正极及负极导出端子作电性联结，其特征在于，主要包括：
一基板，为一绝缘结构，设于该电池罐内部；
一极卷，以至少一正极层、至少一隔离层及至少一负极层依序相迭置卷绕于基板的外部所构成，该正极层的一端侧设有一未涂布正极涂料的一正极导接区，于该负极层相对于正极导接区的另端侧，设有一未涂布负极涂料的一负极导接区，且令该正极及该负极导接区分别自极卷二端侧凸伸露出；
二导接组件，各具有至少一固定栓及至少一导电压片所构成，该导电压片对应设置位于该正极或负极导接区的外部，透过该固定栓穿过该导电压片的穿孔再固设于该基板上，并使该导电压片与正极或负极导接区相紧密接触而电性结合，该导接组件透过一连接件与正极或负极导接端子电性连接。
所述的方形二次锂电池的电芯结构，于该基板二端侧，各设有一导电套，该导电套于该导电压片压合正极或负极导接区的各层时，于基板两面的正极或负极导接区可更进一步的跨越连通。
所述的方形二次锂电池的电芯结构，该连接件为一具绕性的导线所构成。
采用本发明的有益效果在于：本发明透过该导接组件的导电压片，直接将该极卷的正极或负极导接区各层一次压合而完成电性连接，该各层直接紧密导电压合，就构件数量而言，本发明的结构组成显然较现有逐层压合精简，此外，由于该正极或负极导接区的各层直接压合而接触导电，相较于现有技术必须透过以数个主垫片及次垫片逐层压设的结构型态，本发明结构所构成的电池，其内部阻抗显然较低，较适于作为高电量的电池结构。
附图说明
图1是美国第6844109号专利现有的方形电池结构立体示意图。
图2是中国台湾第I233227号专利的方形电池电芯结构立体分解示意图。
图3是中国台湾第I233227号专利的方形电池电芯结构立体结合示意图。
图4是本发明电芯结构立体分解示意图。
图5是本发明电芯结构结合立体示意图。
图6是本发明电芯结构结合剖视示意图。
图7是本发明电芯与电池罐配设前的立体分解示意图。
图8是本发明电芯与电池罐组设状态剖视示意图。
图9是本发明电芯增设一导电套结构剖视示意图。
【主要组件符号说明】
10电芯 11极卷
121正极导电柄 122负极导电柄
13导电套 20极卷
21基板 22段部
23主垫片 24次垫片
25栓杆
30电池罐 31正极导出端子
32负极导出端子 40基板
50极卷 51正极层
511正极导接区 52隔离层
53负极层 531负极导接区
60导接组件 61固定栓
62导电压片 621穿孔
70连接件 80导电套
具体实施方式
关于本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及功效，兹举一较佳可行实施例并配合图式详细说明如后；
首先，请配合参阅图4、图5、图6、图7、图8所示，本发明实施例所提供的一种方形二次锂电池的电芯结构，该电芯主要由一基板40、一极卷50及二导接组件60所构成，该电芯组设于一方形电池罐30内部，并与该电池罐30端侧的正极及负极导出端子31、32透过二连接件70作电性联结，其中：
该基板40，设于该电池罐30内部；
该极卷50，以一正极层51、一隔离层52及一负极层53依序相迭置卷绕于该基板40外部所构成，该正、负极层51、53表面分别涂布有正极或负极材料，而该隔离层52设置位于正、负极层51、53之间，该正极层51一端设有一未涂布正极涂料的一正极导接区511，于该负极层53相对于正极导接区511的另一端侧，设有一未涂布负极涂料的一负极导接区，且令正极及负极导接区511、531分别自二端侧凸伸露出，俾当各层一圈圈卷绕于中心棒的外部构成该极卷50后，而该正极及负极导接区511、531分别自该极卷50的二端侧凸伸露出；
该导接组件60，具有一固定栓61及二导电压片62，该导电压片62一端面设有一穿孔621，该二导电压片62设置位于该正极或负极导接区511、531的外部相对位置，该固定栓61可为一螺栓，依序穿过其中一导电压片62的穿孔621、基板40及另一导电压片62的穿孔621，并透过锁设使该导电压片62固设于该基板40上，并透过该导电压片62与极卷50的正极或负极导接区511、531相紧密压合而电性结合；
该连接件70，为一导电且成型有一弯曲结构的绕性构件，一端与该极卷50上的导电压片62电性连接，另端则与该正极或负极导出端子31、32作电性连接。
以上所述，即为本发明方形二次锂电池的电芯结构组成及构件组配关系位置，透过本发明技术，可直接以该导接组件的导电压片进行该极卷的正极或负极导接区的各层压合及电性连接作业，藉此，不仅电池的结构组成精简且构成电池后，该电池的内部电阻会因构件减少而相对大幅降低，兹将其实际使用状态详细说明如下：
请复参阅图4、图5、图6、图7、图8所示，本发明在该极卷50的端侧留有大面积未涂布的正极及负极导接区511、531，该正极或负极导接区511、531为多层相迭结构，将该导接组件60的导电压片62配设于该正极及负极导接区511、531对应外部，并以该固定栓61穿设过该导电压片62的穿孔621及基板40并锁紧，使该导电压片62的局部与该正极或负极导接区511、531各层相紧密迫紧夹合，接区的各层均紧密迭合，藉使，该极卷50的电能可自正极或负极导接区511、531经过该导电压片62而顺利导出；
值得注意的是，该极卷50的正极或负极导接区511、531各层，是透过一组导电压片62直接将该各层一次紧密导电压合，就构件数量及结构型态而言，本发明的构件及结构组成显然较为精简，此外，本发明该正极或负极导接区511、531的各层直接压合接触导电，相较于现有结构必须透过以主垫片、次垫片等构件逐层压设的结构型态，本发明结构所构成的电池，其内部阻抗(接触电阻)显然较低，较适于高电容量的电池结构；
此外，请参阅图9所示，其中可于该基板40二端侧，各套设有一导电套80，该导电套80于该导电压片62压合正极或负极导接区511、531的各层时，可将位于基板40两面的正极或负极导接区511、531更进一步的跨越连通，增加电池进行充、放电作业时的电流路径，藉以进一步降低电池内部电阻。
Claims (3)
1.一种方形二次锂电池的电芯结构，该电芯设于一方形电池罐内部，并透过二连接件与该电池罐端侧的正极及负极导出端子作电性联结，其特征在于，主要包括：
一基板，为一绝缘结构，设于该电池罐内部；
一极卷，以至少一正极层、至少一隔离层及至少一负极层依序相迭置卷绕于基板的外部所构成，该正极层的一端侧设有一未涂布正极涂料的一正极导接区，于该负极层相对于正极导接区的另端侧，设有一未涂布负极涂料的一负极导接区，且令该正极导接区及该负极导接区分别自极卷二端侧凸伸露出；
二导接组件，各具有至少一固定栓及至少一导电压片所构成，该导电压片对应设置位于该正极或负极导接区的外部，透过该固定栓穿过该导电压片的穿孔再固设于该基板上，并使该导电压片与正极或负极导接区相紧密接触而电性结合，该二导接组件透过二连接件分别与正极导出端子与负极导出端子电性连接。
2.根据权利要求1所述的方形二次锂电池的电芯结构，其特征在于：于该基板二端侧，各设有一导电套，该导电套于该导电压片压合正极或负极导接区的各层时，使基板两面的正极或负极导接区能够更进一步的跨越连通。
3.根据权利要求1所述的方形二次锂电池的电芯结构，其特征在于：该连接件为一具挠性的导线所构成。
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