CN102035020A - 一种新型大容量锂离子电池 - Google Patents

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刘凤龙
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Abstract

本发明公开了一种新型大容量锂离子电池,包括有电池壳(1),所述电池壳(1)内设置有电芯极组(300);所述电芯极组(300)的顶部左端设置有正极耳(100),所述电芯极组(300)的顶部右端设置有负极耳(200);所述正极耳(100)与两个正极柱(31)相连接,所述负极耳(200)与两个负极柱(32)相连接。本发明公开的新型大容量锂离子电池,其采用多极柱式外部集流体引出结构,实现了电池的大电流输出特性,可以使得电池的容量设计成倍数的增长,整体结构简单,集流性能优良,有利于提高锂离子电池的整体性能,进而拓展了电池生产厂家产品的市场应用前景,具有重大的生产实践意义。

Description

一种新型大容量锂离子电池
技术领域
 本发明涉及锂离子电池制造技术领域,特别是涉及一种新型大容量锂离子电池。
背景技术
目前,鉴于锂离子电池与铅酸、镉镍等其他类型的电池相比较具有比容量大、工作电压高、充电速度快、工作温度范围宽、循环寿命长、体积小和重量轻等诸多优点,已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动工具等领域,并且其应用范围越来越广泛。
随着锂离子电池使用范围的扩大,我们习惯上把应用于动力电源系统的化学电源称为动力电池,如应用于电动工具、电动车等领域,动力电池使用条件复杂,同时也要求电池具有更高的容量性能和功率性能,以及优良的安全性能。目前传统意义上的动力电池较多的采用铅酸电池和镉镍电池,这两种电池可以提供较大的输出电流以适用电动工具和电动车经常需要大功率输出时的使用要求,但是,对于锂离子电池,如果想采用锂离子电池作为动力电池,必须在目前的基础上进一步提高单体电池的容量和功率性能以满足动力电池应用领域的特殊使用要求。
鉴于在交通运输领域和二次储能领域中,往往对电源系统的能量输出有着较大的要求,目前的锂离子电池单体能量较低,为了满足这些领域的特殊要求,需要过多的单体进行并联使用,对电源管理系统提出了很高的技术要求,且单体电池的一致性对电源系统有着关键的影响。
因此,在动力电池领域,目前迫切需要开发出一种新型锂离子电池,具有的能量输出相比目前的传统电池更高,可以实现电池的大电流输出。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种新型大容量锂离子电池,其采用多极柱式外部集流体引出结构,实现了电池的大电流输出特性,可以使得电池的容量设计成倍数的增长,整体结构简单,集流性能优良,有利于提高锂离子电池的整体性能,进而拓展了电池生产厂家产品的市场应用前景,具有重大的生产实践意义。
为此,本发明提供了一种新型大容量锂离子电池,包括有电池壳1,所述电池壳1内设置有电芯极组300;
所述电芯极组300的顶部左端设置有正极耳100,所述电芯极组300的顶部右端设置有负极耳200;
所述正极耳100与两个正极柱31相连接,所述负极耳200与两个负极柱32相连接。
其中,所述电芯极组300顶部设置有电池盖2,所述电池盖2左右两端分别设置有两个内绝缘垫圈6,每个所述正极柱31和负极柱32依次贯穿一个上垫片7、一个所述内绝缘垫圈6后外露突出于所述电池盖2的顶面。
其中,所述正极柱31和负极柱32顶部具有凸台40,每个所述正极柱31和负极柱32的凸台40上设置有上垫片7,每个所述正极柱31和负极柱32的凸台40依次贯穿上垫片7、内绝缘垫圈6后外露于所述电池盖2的顶面;
所述电池盖2的左右两端分别间隔设置有两个通孔70,每个所述电池盖2上的通孔70底部卡接有所述内绝缘垫圈6。
其中,每个所述凸台40外露突出于所述电池盖2顶面的部分从下往上依次套有一个环形的外绝缘垫圈5、一个环形的外垫圈8,并且每个所述凸台40的顶部与一个极柱锁紧螺母4相螺纹连接。
其中,所述内绝缘垫圈6和电池盖2之间涂抹有密封胶,每个所述内绝缘垫圈6与所述正极柱31和负极柱32上的凸台40之间为过盈配合。
其中,所述电芯极组300为采用叠片式结构的极组,所述电芯极组300由正极片10、隔膜30和负极片20依次由前往后叠加而成,所述正极耳100位于所述正极片10顶部,所述负极耳200位于所述负极片20顶部。
其中,所述正极柱31和负极柱32底部设置有两个铆钉孔30,所述正极耳100与两个正极柱31底部的铆钉孔30相铆接,所述负极耳200与两个负极柱32底部的铆钉孔30相铆接。
其中,所述电池盖2的中间位置具有注液孔400,所述注液孔400上焊接有安全阀9。
其中,所述正极柱31为采用铝制成的极柱,所述负极柱32为采用铜制成的极柱,所述负极柱32的表面镀镍。
由以上本发明提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本发明提供了一种新型大容量锂离子电池,其采用多极柱式外部集流体引出结构,实现了电池的大电流输出特性,可以使得电池的容量设计成倍数的增长,整体结构简单,集流性能优良,有利于提高锂离子电池的整体性能,进而拓展了电池生产厂家产品的市场应用前景,具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池的外部结构效果示意图;
图2为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池的装配结构剖面示意图;
图3为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中电池盖的结构示意图;
图4为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中电池壳的结构示意图;
图5为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中极柱(包括正极柱和负极柱两种,正极柱和负极柱结构相同)的结构示意图;
图6为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中极柱锁紧螺母的结构示意图;
图7为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中外绝缘垫圈的结构示意图;
图8为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中内绝缘垫圈的结构示意图;
图9为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中上垫片的俯视图;
图10为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中上垫片的立体结构示意图;
图11为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中外垫圈的结构示意图;
图12为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中安全阀的结构示意图;
图13为本发明提供的一种新型大容量锂离子电池中极组的结构示意图;
图中:1为电池壳,2为电池盖, 3为极柱,30为铆钉孔,31为正极柱,32为负极柱,4为极柱锁紧螺母, 5为外绝缘垫圈,6为内绝缘垫圈,7为上垫片,8为外垫圈,9为安全阀,10为正极片,20为负极片,30为隔膜,40为凸台,70为通孔,100为正极耳,200为负极耳,300为电芯极组,400为注液孔。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图13,本发明提供了一种新型大容量锂离子电池,该电池包括有长方体形状的电池壳1,所述电池壳1内嵌入有电芯极组300;
参见图13,所述电芯极组300采用叠片式结构,叠片顺序依次为正极片10、隔膜30、负极片20,即所述电芯极组300由正极片10、隔膜30和负极片20依次由前往后叠加而成;
叠加完成后,正极片10和负极片30顶部预留的异型金属箔极耳结构对齐摆放在电芯极组300的左右两端,具体为:所述正极片10顶部具有的正极耳100位于所述电芯极组300的顶部左端,所述负极片20顶部具有的负极耳200位于所述电芯极组300的顶部右端。
参见图1、图2,所述正极耳100与两个正极柱31相连接,所述负极耳200与两个负极柱32相连接;
具体实现上,参见图5,所述极柱3的顶部具有凸台40,所述极柱3(包括正极柱31和负极柱32两种,正极柱31和负极柱32两者结构相同,都为如图5所示结构)底部设置有两个铆钉孔30, 所述正极耳100与两个正极柱31底部的铆钉孔30相铆接,所述负极耳200与两个负极柱32底部的铆钉孔30相铆接。
参见图2、图3,所述电芯极组300顶部设置有电池盖2,所述电池盖2的左右两端分别间隔设置有两个通孔70,所述通孔70的形状、大小与所述正极柱31和负极柱32上凸台40的形状、大小相对应匹配,每个所述电池盖2上的通孔70底部卡接有一个环形的内绝缘垫圈6,即所述电池盖2左右两端底部分别间隔设置有两个内绝缘垫圈6。
需要说明的是,在本发明中,所述内绝缘垫圈6和电池盖2之间涂抹有密封胶,从而可以增强本发明提供的锂离子电池的密封性。
参见图2、图8、图9、图10,每个所述正极柱31和负极柱32的凸台40上设置有上垫片7,每个所述正极柱31和负极柱32的凸台40依次贯穿上垫片7、一个电池盖2的通孔70上环形的内绝缘垫圈6后外露于所述电池盖2的顶面;每个所述凸台40外露突出于所述电池盖2顶面的部分从下往上依次套有一个环形的外绝缘垫圈5、一个环形的外垫圈8,并且每个所述凸台40的顶部与一个极柱锁紧螺母4相螺纹连接,从而使得正极柱31和负极柱32被锁紧。
参见图9、图10,所述上垫片7左右两端分别具有一个通孔70,所述通孔70的形状、大小与所述正极柱31和负极柱32上凸台40的形状、大小相对应匹配,从而所述正极柱31和负极柱32的凸台40可以贯穿所述通孔70,一个上垫片7可以被两个正极柱31的凸台40或者两个负极柱32凸台40所贯穿,而实现最终外露于电池盖2顶面。
需要说明的是,每个所述内绝缘垫圈6与所述正极柱31和负极柱32上的凸台40之间为过盈配合,从而可以将所述正极柱31和负极柱32位于所述电池盖2下方的部分进行牢固密封,增强电池的密封性。
还需要说明的是,所述正极柱31为采用铝制成的极柱,所述负极柱32为采用铜制成的极柱,所述负极柱32的表面镀镍。
此外,参见图2、图3,在本发明中,为了提高电池的安全性能,所述电池盖2的中间位置具有注液孔400,所述注液孔400上焊接有安全阀9。在本发明中,所述电池盖1上的注液孔10上焊接有安全阀,所述安全阀为金属膜材质的安全阀(具体为泄压破坏式放气阀),因此,安全性能相比圆柱型电池有了很大的改善。对于本发明,整个电池的装配结构如图1所示,最终成型的新型大容量锂离子电池的外部结构效果如图2所示。
对于本发明,目的是克服传统动力电池中所存在的缺点,彻底的对现有的动力电池结构模式进行改变,内部电芯采用叠片式结构,外部连接采用多极柱式集流结构(例如具有两个正极柱和两个负极柱),增加了极柱的数量,由于极柱的尺寸没有明显的增大,对电池的密封性能不会有明显的影响,而多极柱式的外部集流体引出结构,增加了电池外部的集流效果,提高了电池的大电流放电性能,实现了电池的大电流输出特性,并且可以使电池的容量设计得到成倍数的增长,电池结构简单,集流性能优良,因此本发明提供了一种先进的动力电源系统用锂离子电池解决方案。
具体实现上,本发明由于内部采用叠片式结构,实现了电池内阻理论上的最优化设计,外部采用双倍的集流体设计,使电池的集流性能得到了极大的改进提高,且电芯与集流体的连接面积增加使电池内部空间明显增加,使电池的容量设计明显提升。
综上所述,与现有技术相比较,本发明提供的一种新型大容量锂离子电池,其采用多极柱式外部集流体引出结构,实现了电池的大电流输出特性,可以使得电池的容量设计成倍数的增长,整体结构简单,集流性能优良,有利于提高锂离子电池的整体性能,进而拓展了电池生产厂家产品的市场应用前景,具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种新型大容量锂离子电池,其特征在于,包括有电池壳(1),所述电池壳(1)内设置有电芯极组(300);
所述电芯极组(300)的顶部左端设置有正极耳(100),所述电芯极组(300)的顶部右端设置有负极耳(200);
所述正极耳(100)与两个正极柱(31)相连接,所述负极耳(200)与两个负极柱(32)相连接。
2.如权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述电芯极组(300)顶部设置有电池盖(2),所述电池盖(2)左右两端分别设置有两个内绝缘垫圈(6),每个所述正极柱(31)和负极柱(32)依次贯穿一个上垫片(7)、一个所述内绝缘垫圈(6)后外露突出于所述电池盖(2)的顶面。
3.如权利要求2所述的锂离子电池,其特征在于,所述正极柱(31)和负极柱(32)顶部具有凸台(40),每个所述正极柱(31)和负极柱(32)的凸台(40)上设置有上垫片(7),每个所述正极柱(31)和负极柱(32)的凸台(40)依次贯穿上垫片(7)、内绝缘垫圈(6)后外露于所述电池盖(2)的顶面;
所述电池盖(2)的左右两端分别间隔设置有两个通孔(70),每个所述电池盖(2)上的通孔(70)底部卡接有所述内绝缘垫圈(6)。
4.如权利要求3所述的锂离子电池,其特征在于,每个所述凸台(40)外露突出于所述电池盖(2)顶面的部分从下往上依次套有一个环形的外绝缘垫圈(5)、一个环形的外垫圈(8),并且每个所述凸台(40)的顶部与一个极柱锁紧螺母(4)相螺纹连接。
5.如权利要求3所述的锂离子电池,其特征在于,所述内绝缘垫圈(6)和电池盖(2)之间涂抹有密封胶,每个所述内绝缘垫圈(6)与所述正极柱(31)和负极柱(32)上的凸台(40)之间为过盈配合。
6.如权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述电芯极组(300)为采用叠片式结构的极组,所述电芯极组(300)由正极片(10)、隔膜(30)和负极片(20)依次由前往后叠加而成,所述正极耳(100)位于所述正极片(10)顶部,所述负极耳(200)位于所述负极片(20)顶部。
7.如权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述正极柱(31)和负极柱(32)底部设置有两个铆钉孔(30),所述正极耳(100)与两个正极柱(31)底部的铆钉孔(30)相铆接,所述负极耳(200)与两个负极柱(32)底部的铆钉孔(30)相铆接。
8.如权利要求2所述的锂离子电池,其特征在于,所述电池盖(2)的中间位置具有注液孔(400),所述注液孔(400)上焊接有安全阀(9)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述正极柱(31)为采用铝制成的极柱,所述负极柱(32)为采用铜制成的极柱,所述负极柱(32)的表面镀镍。
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