CN102315409A - 一种锂离子动力电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电池，包括正极柱、负极柱、正极极耳和负极极耳，所述正极柱与正极极耳之间设有正极集流体，所述负电极极柱与负极极耳之间设有负极集流体，本发明提高了正极柱和负极柱与连接片的连接牢度从而降低电池的内阻，提高锂离子动力电池的大电流放电性能。

Description

一种锂离子动力电池
技术领域
本发明涉及一种锂离子动力电池，属于电池技术领域。
背景技术
目前，由于电化学腐蚀的因素，锂离子电池极柱只能使用铝和铜，或者是电位介于两者之间的不锈钢或者镍，由于不锈钢的电导率太低，不适合做极柱使用，而镍的加工性能不好、成本高，且电位靠近铜，只适合做负极。
在单体电池内部极片与极柱间的连接方式方面，有以下几种方式：
一种是如图1所示，将电芯正极极耳a、负极极耳b直接通过超声焊分别焊接在正极柱1、负极柱2上。
第二种是如图2所示，电芯正极极耳a通过铝铆钉A固定在正极柱1上，负极极耳b通过铜铆钉B固定在负极柱2上。
第三种是如图3所示，电芯正极极耳a通过螺栓C固定在正极柱1上，负极极耳b通过螺栓C固定在负极柱2上。
由于考虑到电池重量、体积以及整体装配方式，极柱上焊接面积较小，与极耳的焊接面积有限，导电能力受限。
铆接或螺栓紧固方式连接时的接触电阻又远远大于焊接，在动力电池的大电流使用过程中以上几种方式都不理想。
传统单体电池间串并联连接时在极柱体上的实现方式有以下几种：
第一种是如图4所示，整个正极柱1采用铝材制成，整个负极柱2则采用铜材制成，为了单体间串并联连接片3的固定，必须在正极柱1和负极柱2上端预留的柱体上制出螺纹，然后通过螺母4固定连接片3，实现单体电池间的串并联连接，或如图5所示，在正极柱1和负极柱2中心位置开设螺纹孔5，然后通过螺栓6固定连接片3，实现单体电池间的串并联连接，但由于铜和铝的强度较低，制成的螺纹易变形、磨损，很容易形成滑丝、脱扣，不适合在存有震动因素的汽车上使用。
第二种如图6所示，在正极柱1和负极柱2上开设中心螺纹孔7，然后安装钢丝螺套8，再通过螺栓6固定连接片3，实现单体电池间的串并联连接，或如图7所示，在中心螺纹孔7中旋入刚性螺杆9，再通过螺母4固定连接片3，实现单体电池间的串并联连接，此两种方式有所改进，但在紧固过程中，力量会通过钢丝螺套8或刚性螺杆9又转移到强度不高、易变形、磨损的中心螺纹孔7的螺纹上，并且工艺实现复杂，成本较高，同样不适合在存有震动因素的汽车上使用。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种锂离子动力电池，能够通过增大极耳与极柱的焊接面积，提高极柱与连接片的连接牢度从而降低电池的内阻，提高锂离子动力电池的大电流放电性能。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种锂离子动力电池，包括正极柱、负极柱、正极极耳和负极极耳，所述正极柱与正极极耳之间设有正极集流体，所述负电极极柱与负极极耳之间设有负极集流体。
以下是本发明对上述方案的进一步改进：
所述正极极耳焊接在正极集流体的一端，正极集流体的另一端使用氩弧焊与正极柱焊接在一起；
负极极耳焊接在负极集流体的一端；负极集流体的另一端使用氩弧焊与负电极极柱焊接在一起。
进一步改进：
所述正极柱和负极柱上部分别设有中心孔，在中心孔内装配有刚性螺柱，所述正极柱、负极柱和刚性螺柱上设置有同心横向销孔，在销孔内设有连接销。
进一步改进：
所述正极柱和负极柱上分别设有紧固螺母。
进一步改进：
所述刚性螺柱上安装有连接片，所述连接片通过螺母通过固定在刚性螺柱上，实现单体电池间的串并联连接。
本发明通过增加正极集流体和负极集流体，增加了正负极正极极耳与正极柱、负极极耳与负极柱的接触面积，提高了电芯的大电流供电能力；正负极正极极耳与正极柱、负极极耳与负极柱分别通过氩弧焊焊接在一起，降低了接触电阻，利于电芯大电流放电。
所述刚性螺柱和座体分体设置，使极柱的两部分分别采用不同的材料，正极柱的座体还采用铝材制成，负电极的座体采用铜材制成，正、负极柱上的刚性螺柱可采用强度较高的不锈钢材料或高碳钢材料制成，这样，在刚性螺柱上制出的螺纹不易变形，可提高与连接片的连接牢度，使整个电池更适合车用。
本发明提高了正极柱和负极柱与连接片的连接牢度从而降低电池的内阻，提高锂离子动力电池的大电流放电性能。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
附图说明
附图1为本发明背景技术中其中一种单体电池内部极片与极柱间的连接方式的结构示意图；
附图2为本发明背景技术中另一种单体电池内部极片与极柱间的连接方式的结构示意图；
附图3为本发明背景技术中第三种单体电池内部极片与极柱间的连接方式的结构示意图；
附图4为本发明背景技术中单体电池间串并联连接时在极柱体上的实现方式的其中一种结构示意图；
附图5为本发明背景技术中单体电池间串并联连接时在极柱体上的实现方式的另一种结构示意图；
附图6为本发明背景技术中单体电池间串并联连接时在极柱体上的实现方式的另一种结构示意图；
附图7为本发明背景技术中单体电池间串并联连接时在极柱体上的实现方式的另一种结构示意图；
附图8为本发明实施例的结构示意图；
附图9为本发明实施例中单体电池间的串并联结构示意图。
图中：1-正极柱；2-负极柱；3-连接片；4-螺母；5-螺纹孔；6-螺栓；7-中心螺纹孔；8-刚性螺套；9-刚性螺杆；10-刚性螺柱；11-紧固螺母；12-连接销；13-盖板；14-正极集流体；15-负极集流体；16-中心孔；17-销孔a-正极极耳；b-负极极耳；A-铜铆钉；B-铝铆钉；C-螺栓。
具体实施方式
实施例，一种锂离子动力电池， 如图8所示，包括正极柱1、负极柱2、正极极耳a和负极极耳b，所述正极柱1与正极极耳a之间设有正极集流体14，正极极耳a焊接在正极集流体14的一端，正极集流体14的另一端使用氩弧焊与正极柱1焊接在一起。
所述负电极极柱2与负极极耳b之间设有负极集流体15，负极极耳b焊接在负极集流体15的一端；负极集流体15的另一端使用氩弧焊与负电极极柱2焊接在一起。
本发明通过增加正极集流体14和负极集流体15，增加了正负极正极极耳a与正极柱1、负极极耳b与负极柱2的接触面积，提高了电芯的大电流供电能力；正负极正极极耳a与正极柱1、负极极耳b与负极柱2分别通过氩弧焊焊接在一起，降低了接触电阻，利于电芯大电流放电。
如图9所示，所述正极柱1和负极柱2上部分别设有中心孔16，在中心孔16内装配有刚性螺柱10，所述正极柱1、负极柱2和刚性螺柱10上设置有同心横向销孔17，在销孔17内置入连接销12，实现正极柱1、负极柱2与刚性螺柱10的紧固连接。
所述正极柱1和负极柱2上分别设有紧固螺母11，所述紧固螺母11将正极柱1、负极柱2与盖板13紧密配合；
所述刚性螺柱10上安装有连接片3，所述连接片3通过螺母4固定，实现单体电池间的串并联连接。
所述刚性螺柱和座体分体设置，使极柱的两部分分别采用不同的材料，正极柱的座体还采用铝材制成，负电极的座体采用铜材制成，正、负极柱上的刚性螺柱可采用强度较高的不锈钢材料或高碳钢材料制成，这样，在刚性螺柱上制出的螺纹不易变形，可提高与连接片的连接牢度，使整个电池更适合车用。
下表为对通过上述方案制作的电池的实验数据：
Figure 219769DEST_PATH_IMAGE001
通过上表可以看出，本发明提高了正极柱1和负极柱2与连接片3的连接牢度从而降低电池的内阻，提高锂离子动力电池的大电流放电性能。

Claims (5)

1.一种锂离子动力电池，包括正极柱（1）、负极柱（2）、正极极耳（a）和负极极耳（b），其特征在于：所述正极柱（1）与正极极耳（a）之间设有正极集流体（14），所述负电极极柱（2）与负极极耳（b）之间设有负极集流体（15）。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池，其特征在于：所述正极极耳（a）焊接在正极集流体（14）的一端，正极集流体（14）的另一端使用氩弧焊与正极柱（1）焊接在一起；
负极极耳（b）焊接在负极集流体（15）的一端；负极集流体（15）的另一端使用氩弧焊与负电极极柱（2）焊接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子动力电池，其特征在于：所述正极柱（1）和负极柱（2）上部分别设有中心孔（16），在中心孔（16）内装配有刚性螺柱（10），所述正极柱（1）、负极柱（2）和刚性螺柱（10）上设置有同心横向销孔（17），在销孔（17）内设有连接销（12）。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子动力电池，其特征在于：所述正极柱（1）和负极柱（2）上分别设有紧固螺母（11）。
5.根据权利要求3所述的一种锂离子动力电池，其特征在于：所述刚性螺柱（10）上安装有连接片（3），所述连接片（3）通过螺母（4）通过固定在刚性螺柱（10）上。
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