CN101662044A - 锂离子电池及电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂离子电池，包括外壳、盖板、电芯，所述电芯由正极片、隔膜、负极片组成，所述电芯设置在所述外壳内，所述电芯上具有极耳；其中，所述锂离子电池还包括软连接片和电极端子，所述电极端子设置在所述盖板上，所述电极端子穿过所述盖板通过软连接片与所述极耳连接；所述软连接片有折弯，所述软连接片的折弯处设有防折断部件，用于防止所述软连接片折弯处折断。本发明提供的锂离子电池，由于设置了软连接片折弯处的防折断部件，使其连接更为安全可靠，提高了锂离子电池的安全性。

Description

锂离子电池及电池组
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，更具体的是涉及一种动力型锂离子电池。
背景技术
在普通锂离子电池中，现有技术已经有使用软连接片连接极耳与引出端子。CN200420034061公开了一种锂离子电池，其权利要求7中公开，正、负极片的导电部分通过连接片与电池的正、负极极柱相连，所述的连接片为软性连接片。
在锂离子电池中，通常也需要用连接片来作为电池极芯与电极的桥梁，常规电池由于电流不大，可以用单层、较薄的金属片即能满足需求，所以，连接片在实现折弯等技术时不存在工艺问题。而大型动力电池一般都有大电流充放电需求，传统单层、较薄的金属片就不能满足要求，所以需要较厚的金属片，但是折弯又比较困难，一般采用多层柔性/软性的比较适合。但是这种软性的多层连接片在动力电池的长期使用中，由于电池的受到撞击、碰撞等因素，仍然存在其折弯处容易断裂、与引出端子连接处脱落等问题。
如图1所示，现有技术中锂离子电池的极耳4与电极端子2的通过软连接片3连接，电极端子2设置在盖板1中，由于软连接片的多处折弯，而折弯处θ角的角度过小，容易使软连接片折断。
发明内容
本发明的解决的技术问题是在于动力型锂离子电池在长期使用中，软连接片容易折断，出现电池内部短路的问题，而提供一种软连接片连接更为安全的动力锂离子电池。
本发明的技术方案为：
一种锂离子电池，包括外壳、盖板、电芯，
所述电芯由正极片、隔膜、负极片组成，所述电芯设置在所述外壳内，所述电芯上具有极耳；
其中，所述锂离子电池还包括软连接片和电极端子，
所述电极端子设置在所述盖板上，所述电极端子穿过所述盖板通过软连接片与所述极耳连接；
所述软连接片有折弯，所述软连接片的折弯处设有防折断部件，用于防止所述软连接片折弯处折断。
本发明还提供了一种动力电池组，包括多个单体锂离子电池，所述多个单体锂离子电池通过串联、并联或混联连接，所述多个单体锂离子电池采用本发明提供的锂离子电池。
本发明提供的动力型锂离子电池的优点是，通过在软连接片的折弯处设置了防折断部件，起到撑开软连接片折弯处折弯两边的作用，使软连接片的折弯角不至于出现过小的情况，从而避免其折断。即使长期碰撞、晃动等都能保证了电池内部连接正常，提高电池的安全性。
附图说明
图1为现有技术中锂离子电池软连接片的连接方式的示意图。
图2为根据本发明锂离子电池软连接片连接的一种实施方式的示意图。
图3为根据本发明锂离子电池软连接片连接的另外一种实施方式的示意图。
图4为根据本发明锂离子电池软连接片连接的又一种实施例的示意图。
图5为根据本发明锂离子电池防折断部件的示意图。
图6为根据本发明锂离子电池的整体示意图。
图7为根据本发明锂离子电池的电芯示意图。
图8为根据本发明的锂离子电池的电极端子示意图。
图9为根据本发明的锂离子电池的具体实施方式中密封结构示意图。
图10为根据本发明的锂离子电池的软连接片的卷绕示意图。
图11为根据本发明的动力电池组示意图。
具体实施方式
下面将参考附图来对本发明的具体实施方式进行详细说明。
由常识可知，本发明中正极零件和负极零件依照其极性连接。
本发明提供一种锂离子电池，包括外壳11、盖板1、电芯10，所述电芯10由正极片、隔膜、负极片组成，所述电芯10设置在所述外壳11内，所述电芯10上具有极耳4；其中，所述锂离子电池还包括软连接片3和电极端子2，所述电极端子2设置在所述盖板1上，所述电极端子2穿过所述盖板1通过软连接片3与所述极耳4连接；所述软连接片3有折弯，所述软连接片3的折弯处设有防折断部件5，用于防止所述软连接片3折弯处折断。
所述防折断部件5包括张力件6和连接件7，所述张力件6与所述连接件7相连接或者直接为一体，所述张力件6提供所述软连接片3折弯处撑开张力，所述连接件7固定所述张力件6。所述防折断部件5设在所述软连接片3的折弯处，所述连接件与电极端子、极耳、外壳或者盖板连接，固定所述张力件。所述张力件6选自为圆环、圆柱、长方柱、三角柱、多边形柱、球状、多个球状相连体中的一种；所述连接件7选自为一长条、片状体、块状体中的一种。
如说明书附图5所示一种防折断部件5的一种具体实施方式，所述张力件6为一圆环，所述连接件7为一长条，所述圆环6和所述长条连接或直接为一体；所述圆环设在所述软连接片折弯处，所述长条与所述软连接片3一端层叠连接在所述电极端子2上，所述长条连接在所述软连接片3的最外层。
如说明书附图3所示，所述软连接片3连接在所述极耳4外侧，所述外侧指以所述电极端子2为中心，远离所述电极端子2的一侧。如此连接，极耳位于软连接片折弯处内侧，实际也起到了张力件的作用，因此此处就可以不设置防折弯部件。
如说明书附图5所示，所述外壳11中包括至少两个电芯10，及与之相对应的至少两个软连接片3，所述电芯10两端具有极耳4，所述极耳4通过所述软连接片3与所述电极端子2连接。
所述电极端子2设置在所述极耳4与极耳4’之间或者所述极耳4与外壳9之间间隙对应的盖板1位置，所述软连接片3一端分别与所述极耳4相连，另一端连接到所述电极端子2一侧。
所述正极片、负极片具有敷料区和未敷料区，敷料区上均匀涂敷有活性材料，与极片长度方向平行的一端预留或刮出一块具有一定宽度的未敷料区，正极耳、负极耳直接由至少一层未敷料区层叠而成，这样正极耳、负极耳与敷料区处设置有较大的电流道通面积，能防止电池在大电流充放电过程中或滥用的情况下，热量在正极耳、负极耳与辅料区交界处大量聚集，改善了电池的大电流放电性能和安全性。
如说明书附图8所示，所述电极端子2上设有一贯穿于所述电极端子2表面的凹槽8，当受到外力作用后所述凹槽8断裂。
如说明书附图9所示，所述电极端子2与所述盖板1制成一体，包括盖板1、空心铆钉12、绝缘密封件9、电极端子2；所述盖板1上设有通孔，空心铆钉12设置在盖板1上，通孔与空心铆钉12的中空部分相通；所述绝缘密封件9设在空心铆钉12内，电极端子2从绝缘密封件9中穿过，空心铆钉12夹持所述绝缘密封件9以密封电极端子2；绝缘密封件9高出空心铆钉12上部并包住空心铆钉12上部形成翻边结构。
所述软连接片3由多层金属箔片层叠组成，所述金属箔片的单层厚度为0.005mm～0.2mm。所述软连接片3也可以由金属箔卷绕形成，发明优选由金属箔卷绕形成，所述金属箔片的单层厚度为0.005mm～0.2mm。
本发明还提供一种动力电池组，包括多个单体锂离子电池，所述多个单体锂离子电池通过串联、并联或混联连接，所述单体锂离子电池是根据本发明的锂离子电池。
本发明中所述连接选自超声波焊接、电阻焊接、激光焊接中的一种。
实施例1
根据附图2所示，本发明一种具体实施方式提供的一种锂离子电池，包括外壳11、盖板1，由正极片、隔膜、负极片组成的电芯10，所述电芯10设置在所述外壳11内，所述电芯10两端设有极耳4，所述锂离子电池还包括软连接片3和电极端子2，所述电极端子2设置在所述盖板1上，所述电极端子2穿过所述盖板1的一端通过软连接片3与所述极耳4连接，所述软连接片3有折弯，所述软连接片3的折弯处设有防折断部件5，用于防止所述软连接片3折弯处折断。
所述软连接片3连接在所述极耳4外侧，所述外侧指以所述电极端子2为中心，远离所述电极端子2的一侧。如图2，以电极端子2为中心，软连接片3连接在极耳4的外侧，并且另一端绕过电极端子2与其余软连接片3及防折断部件5一起连接在电极端子2的同一侧。如此连接，极耳4位于折弯处中间，也可以起到撑开软连接片3折弯处角度的作用，防止其折弯处角度过小而折断。
所述防折断部件5括一圆环6和一长条7，所述圆环6和所述长条7连接或直接为一体；所述圆环(6)设在所述软连接片(3)的折弯处，所述长条7与所述软连接片3层叠连接在电极端子2的一侧，所述长条7连接在软连接片3的最外层。所述防折断部件5的圆环6和长条7可以一体制成，也可以是两者焊接制成。
在本实施例中，所述外壳11中包括两个电芯10，及与之对应的两个软连接片3，所述电极端子2设在两个极耳4之间间隙对应的盖板1位置，所述软连接片3一端分别与极耳4相连，另一端连接到电极端子2一侧，所述防折断部件5设置于所述软连接片3与所述电极端子2连接的一侧。本实施例中电池包括的电芯10数为两个，但本发明不局限于两个，可以包括更多个电芯10。
如图8所示，所述电极端子2上设有一贯穿于所述电极端子2表面的凹槽8，当受到机械外力后所述凹槽8断裂起安全作用。如此，电极端子2上的凹槽8设计，有效的降低了单体电池电极端子2被挤入电池内部的机率，进而减少了电池内部短路的隐患。
所述电极端子2与所述盖板1制成一体。如图9所示，盖板组件包括盖板1，空心铆钉12，绝缘密封件9及电极端子2，盖板1上设有通孔，通孔处焊接一空心铆钉12，空心铆钉12的中空部分与盖板1上通孔相通；将电极端子2穿过空心铆钉12及盖板1上通孔，然后通过往空心铆钉12及盖板1通孔内注入密封材料注塑，在空心铆钉12和盖板1上通孔内形成一绝缘密封件9，此时电极端子2被注塑在绝缘密封件9中，使绝缘密封件9高出空心铆钉上部并包住空心铆钉12上部形成翻边结构90；优选地，绝缘密封件9还可在盖板1下端形成绝缘部分，作为隔圈91以防止极耳与盖板1电连接。
所述正极片、负极片具有敷料区和未敷料区，敷料区上均匀涂敷有活性材料，与极片长度方向平行的一端预留或刮出一块具有一定宽度的未敷料区，正极耳、负极耳直接由至少一层未敷料区层叠而成，这样正极耳、负极耳与敷料区处设置有较大的电流道通面积，能防止电池在大电流充放电过程中或滥用的情况下，热量在正极耳、负极耳与辅料区交界处大量聚集，改善了电池的大电流放电性能和安全性。
所述软连接片3由多层金属箔片层叠组成，所述金属箔片的单层厚度为0.005mm～0.2mm。其中，与所述正极耳连接的正极软连接片优选多层铝箔层叠而成，与所述负极耳连接的负极软连接片优选多层铜箔层叠而成。另外所述软连接片3可以经过退火工艺处理，以增强其韧性。本发明的软连接片3也可以由金属箔卷绕形成，如图9所示。这是由于叠片式软连接片在制作及使用过程中容易散开，而卷绕式软连接片不会有这种情况产生；另外在卷绕加工过程中，避免了层叠式的模具冲切，可以减少制作过程中产生金属屑的机会。因此本发明的软连接片3更优选由金属箔卷绕形成。
在本实施例中，由于软连极片3一端与极耳4焊接在一起，从而极耳4也会有一个比较大的折弯角，使得极耳4在电芯8里伸缩的范围变大，在振动过程中不容易被拉断。
本实施例中提到的连接，可以是采用选自超声波焊接、电阻焊接、激光焊接中的一种连接方式。
如图11所示，该动力电池组是采用具有本实施例中电极端子连接方式的多个单体锂离子电池组合连接而成的。
实施例2
本发明提供的另外一种实施方式，如图3所示，与实施例1相比，其不同之处在于，该电池外壳11中包括三个电芯10，及与之对应的三个软连接片3，所述电极端子2设在第一个极耳4与第二个极耳4之间间隙对应的盖板1位置，所述软连接片3一端分别与极耳4相连，另一端连接到电极端子2一侧，所述防折断部件5设置于所述软连接片3与所述电极端子2连接的一侧。本实施例中电池包括的电芯10数为三个，但本发明不局限于三个，可以包括更多个电芯10。
本实施例中提到的连接，可以是采用选自超声波焊接、电阻焊接、激光焊接中的一种连接方式。
实施例3
本发明提供的另外一种实施方式，如图4所示，与实施例1相比，其不同指出在于，所述外壳11中包括三个电芯10，及与之对应的三个软连接片3，所述电极端子2设在中间极耳4对应的盖板1对应的位置，所述软连接片3一端分别与极耳4相连，另一端连接到电极端子2一侧，所述防折断部件5设置于所述软连接片3与所述电极端子2连接的一侧。在本实施例中电极端子2正好压在中间极耳4上，将极耳4压倒，导致其倾斜严重，容易产生褶皱、断裂，造成电池的安全问题。
因此本发明中，当锂离子电池外壳中包括奇数个电芯时，所述电极端子2优选应该设在极耳4与极耳4之间或者极耳4与外壳11之间间隙对应的盖板1位置，以防止出现实施例3的情况。
本发明中提到的连接，可以是采用选自超声波焊接、电阻焊接、激光焊接中的一种连接方式。
尽管已经参照其特定的实施方式仔细描述了本发明，但本领域技术人员将会理解，在不背离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可以在形式和细节上做出各种改变。

Claims (15)

1.一种锂离子电池，包括外壳(11)、盖板(1)、电芯(10)，
所述电芯(10)由正极片、隔膜、负极片组成，所述电芯(10)设置在所述外壳(11)内，所述电芯(10)上具有极耳(4)；
其特征在于，所述锂离子电池还包括软连接片(3)和电极端子(2)，
所述电极端子(2)设置在所述盖板(1)上，所述电极端子(2)穿过所述盖板(1)通过软连接片(3)与所述极耳(4)连接；
所述软连接片(3)有折弯，所述软连接片(3)的折弯处设有防折断部件(5)，用于防止所述软连接片(3)折弯处折断。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述防折断部件(5)包括张力件(6)和连接件(7)，所述张力件(6)与所述连接件(7)相连接或者直接为一体，所述张力件(6)提供所述软连接片(3)折弯处撑开张力，所述连接件(7)固定所述张力件(6)。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述防折断部件(5)设在所述软连接片(3)的折弯处，所述连接件与电极端子、极耳、外壳或者盖板连接，固定所述张力件。
4.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述张力件(6)选自为圆环、圆柱、长方柱、三角柱、多边形柱、球状、多个球状相连体中的一种；所述连接件(7)选自为一长条、片状体、块状体中的一种。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述张力件(6)为一圆环，所述连接件(7)为一长条，所述圆环和所述长条连接或直接为一体；所述圆环设在所述软连接片折弯处，所述长条与所述软连接片(3)一端层叠连接在所述电极端子(2)上，所述长条连接在所述软连接片(3)的最外层。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述软连接片(3)连接在所述极耳(4)外侧，所述外侧指以所述电极端子(2)为中心，远离所述电极端子(2)的一侧。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述外壳(11)中包括至少两个电芯(10，10’)，及与之相对应的至少两个软连接片(3，3’)，所述电芯(10)两端具有极耳(4)，所述极耳(4)通过所述软连接片(3)与所述电极端子(2)连接。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电极端子(2)设置在所述极耳(4)与极耳(4’)之间或者所述极耳(4)与外壳(9)之间间隙对应的盖板(1)位置，所述软连接片(3)一端分别与所述极耳(4，4’)相连，另一端连接到所述电极端子(2)一侧。
10、根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片、负极片均设有敷料区和未敷料区，所述正极片、负极片的未敷料区形成正极耳、负极耳，所述未敷料区位于与正极片、负极片长度方向平行的一端。
11.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电极端子(2)表面上设有一的凹槽(8)，当受到外力作用后所述凹槽(8)断裂。
12.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电极端子(2)与所述盖板(1)制成一体，包括盖板(1)、空心铆钉(12)、绝缘密封件(9)、电极端子(2)；所述盖板(1)上设有通孔，所述空心铆钉(12)设置在盖板(1)上，所述通孔与空心铆钉(12)的中空部分相通；所述绝缘密封件(9)设在空心铆钉(12)内，电极端子(2)从绝缘密封件(9)中穿过，空心铆钉(12)夹持所述绝缘密封件(9)以密封电极端子(9)；绝缘密封件(9)高出空心铆钉(12)上部并包住空心铆钉(12)上部形成翻边结构。
13.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述软连接片(3)由多层金属箔片层叠组成，所述金属箔片的单层厚度为0.005mm～0.2mm。
14.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述软连接片(3)由金属箔卷绕形成，所述金属箔片的单层厚度为0.005mm～0.2mm。
15.根据权利要求1任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述连接选自超声波焊接、电阻焊接、激光焊接中的一种。
16.一种动力电池组，包括多个单体锂离子电池，所述多个单体锂离子电池通过串联、并联或混联连接，其特征在于，所述单体锂离子电池是根据权利要求1-15所述的锂离子电池。
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