CN102386366A - 一种动力电池结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动力电池结构，在极片的侧面留有极耳，负极极耳（21）和正极极耳（22）分别设置在电芯（3）的两端，极柱骨架结构（1）包括负极极柱骨架（14）、正极极柱骨架（15）以及盖板（13），所述负极极柱骨架（14）通过所述盖板（13）与所述正极极柱骨架（15）连接，所述正极极耳（22）固定在正极极柱骨架（15）上，负极极耳（21）固定在负极极柱骨架（14）。本发明由于提供一种全新的电池结构设计，将正极极耳固定在正极极柱骨架上，负极极耳固定在负极极柱骨架，因而既可以保证电池极耳弯折时不发生短路的现象，又具有高倍率放电性能的动力电池。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力电池结构。
背景技术
为了便于制造电化学电池集流翼片或极耳经常被制成为比电池的最终几何形状所需的长度更长。为此，翼片或极耳经常通过一系列故意的弯曲而被成形为最终的姿态。由于制造过程中的固有变化，翼片或极耳的弯曲可能会产生不希望有的作用力，由此使翼片或极耳材料与相反极性的电极相接触，造成短路和无效的产品。因电池寿命期间的电池循环使用、机械冲击和振动负载而引起的翼片移动也可能会造成短路。为了防止短路，可能使用具有一个或多个孔的翼片绝缘体，所述孔允许一个或者多个翼片或极耳通过该孔。但是，由于翼片或极耳的相应位置可能会明显地改变，因为能够容纳多个翼片或极耳并且能够被容易地装入工作电池的绝缘体可能难以制造，特别是在要容纳多个翼片并且能够被容易地装入工作电池内的绝缘体可能难以制造，特别是在要容纳四个或者更多个翼片时更是如此。
虽然，现有技术中还可以用背面具有粘合剂的聚酰亚胺材料来覆盖每一个翼片或极耳，并在电池上使用另外的聚酰亚胺条带以防止翼片或极耳接触电池。但是，目前已知的聚酰亚胺粘合带在暴露于热量或锂离子电池电解质中时会显著变软。这将会使得该带在机械冲击和振动负载期间从其在翼片或极耳上的保护位置移开。
为了解决上述问题，CN 101816093A公开了一种防短路的极耳防护结构。该专利虽然解决了上述部分问题。这种结构虽然避免了极耳在振动过程中弯曲导致短路现象，合理的排布节约了电池内部空间。
但是，上述防短路的极耳防护结构还存在以下局限性：
第一、具有局限性，仅仅适用于圆柱形电池；
第二、对焊接工艺要求高，容易出现虚焊情况；
第三、此结构应用于动力电池，倍率放电性能满足不了动力需求。
发明内容
本发明设计了一种动力电池结构，其解决的技术问题是现有动力电池结构设计中极耳弯折短路现象和倍率放电性能的不足。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种动力电池结构，在极片的侧面留有极耳，负极极耳（21）和正极极耳（22）分别设置在电芯（3）的两端，极柱骨架结构（1）包括负极极柱骨架（14）、正极极柱骨架（15）以及盖板（13），所述负极极柱骨架（14）通过所述盖板（13）与所述正极极柱骨架（15）连接，所述正极极耳（22）固定在正极极柱骨架（15）上，负极极耳（21）固定在负极极柱骨架（14）。
进一步，所述正极极柱骨架（15）上设有焊接爪，所述正极极耳（22）通过超声焊接的方式固定在所述焊接爪上。
进一步，所述正极极耳（22）为多个，多个正极极耳（22）通过超声焊接的方式固定在一起。
进一步，所述负极极柱骨架（14）上也设有焊接爪，所述负极极耳（21）通过超声焊接的方式固定在焊接爪上。
进一步，进一步，所述负极极耳（21）为多个，多个负极极耳（21）通过超声焊接的方式固定在一起。
进一步，所述电芯（3）为多个，并且通过焊接的方式固定在所述极柱骨架结构（1）上。
进一步，所述多个电芯（3）分别通过PE薄膜整体包裹起到整体绝缘的效果。
进一步，在所述盖板（13）上设有防爆阀（16）。
进一步，所述防爆阀（16）采用压痕技术和激光焊焊接在所述盖板（16）上，并在所述防爆阀（16）上下表面用绝缘胶带防护防止被腐蚀。
进一步，在所述盖板（16）上还设有负极极柱骨架连接部（11）和正极极柱骨架连接部（12），所述负极极柱骨架连接部（11）设有负极柱内螺纹（111），所述正极极柱骨架连接部（12）也设有正极柱内螺纹（121），所述正极柱内螺纹（111）和所述负极柱内螺纹（121）分别通过螺母与外部连接件连接成组。
该动力电池结构与现有动力电池结构相比，具有以下有益效果：
（1）本发明由于提供一种全新的电池结构设计，将正极极耳固定在正极极柱骨架上，负极极耳固定在负极极柱骨架，因而既可以保证电池极耳弯折时不发生短路的现象，又具有高倍率放电性能的动力电池。
（2）本发明由于极柱采用内螺纹技术，正极柱内螺纹和负极柱内螺纹分别通过螺母与外部连接件连接成组，这种设计可以减少外部极柱的高度，减少整个电池的总高，减少电池的体积，提高了电池的体积比能量。
（3）本发明在容量增加、温升控制、防短路、倍率性能以及安全性各方面都得到了显著提高。
附图说明
图1是本发明动力电池结构的主视图；
图2是本发明动力电池结构的侧视图I；
图3是本发明动力电池结构的侧视图II；
图4是本发明动力电池结构的俯视图。
附图标记说明：
1—极柱骨架结构；11—负极极柱骨架连接部；111—负极柱内螺纹；12—正极极柱骨架连接部；121—正极柱内螺纹；13—盖板；14—负极极柱骨架；15—正极极柱骨架；16—防爆阀；21—负极极耳；22—正极极耳:3—电芯；31—第一电芯；32—第二电芯；33—第三电芯；41—第一焊接爪；42—第二焊接爪；43—第三焊接爪。
具体实施方式
下面结合图1至图4，对本发明做进一步说明：
如图1所示，一种动力电池结构，在极片的侧面留有极耳，负极极耳21和正极极耳22分别设置在电芯3的两端，极柱骨架结构1包括负极极柱骨架14、正极极柱骨架15以及盖板13，负极极柱骨架14通过盖板13与所述正极极柱骨架15连接，正极极耳22固定在正极极柱骨架15上，负极极耳21固定在负极极柱骨架14。
如图2所示，正极极柱骨架15上设有焊接爪，正极极耳22通过超声焊接的方式固定在焊接爪上。正极极耳22为多个，多个正极极耳22通过超声焊接的方式固定在一起。
负极极柱骨架14上也设有焊接爪，负极极耳21通过超声焊接的方式固定在焊接爪上。负极极耳21为多个，多个负极极耳21通过超声焊接的方式固定在一起。
电芯3为多个，并且通过焊接的方式固定在极柱骨架结构1上，可以起到支撑的效果。
具体焊接方式如下：电池设计特殊的极柱骨架结构1，多个正极极耳22先超声波预焊在一起，然后再超声焊接在正极极柱骨架15上，负极极耳21也先超声波预焊在一起，然后再超声焊接在负极极柱骨架14上，极柱骨架结构1上焊接三个电芯3。
如图3所示，多个电芯3分别通过PE薄膜整体包裹起到整体绝缘的效果。
如图4所示，在所述盖板13上设有防爆阀16。防爆阀16采用压痕技术和激光焊焊接在盖板16上，并在防爆阀16上下表面用绝缘胶带防护防止被腐蚀。
在所述盖板16上还设有负极极柱骨架连接部11和正极极柱骨架连接部12，负极极柱骨架连接部11设有负极柱内螺纹111，正极极柱骨架连接部12也设有正极柱内螺纹121，正极柱内螺纹111和负极柱内螺纹121分别通过螺母与外部连接件连接成组。这种设计可以减少外部极柱的高度，减少整个电池的总高，减少电池的体积，提高了电池的体积比能量。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种动力电池结构，在极片的侧面留有极耳，负极极耳（21）和正极极耳（22）分别设置在电芯（3）的两端，其特征在于：极柱骨架结构（1）包括负极极柱骨架（14）、正极极柱骨架（15）以及盖板（13），所述负极极柱骨架（14）通过所述盖板（13）与所述正极极柱骨架（15）连接，所述正极极耳（22）固定在正极极柱骨架（15）上，负极极耳（21）固定在负极极柱骨架（14）。
2.根据权利要求1所述动力电池结构，其特征在于：所述正极极柱骨架（15）上设有焊接爪，所述正极极耳（22）通过超声焊接的方式固定在所述焊接爪上。
3.根据权利要求2所述动力电池结构，其特征在于：所述正极极耳（22）为多个，多个正极极耳（22）通过超声焊接的方式固定在一起。
4.根据权利要求1所述动力电池结构，其特征在于：所述负极极柱骨架（14）上也设有焊接爪，所述负极极耳（21）通过超声焊接的方式固定在所述焊接爪上。
5.根据权利要求4所述动力电池结构，其特征在于：所述负极极耳（21）为多个，多个负极极耳（21）通过超声焊接的方式固定在一起。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述动力电池结构，其特征在于：所述电芯（3）为多个，并且通过焊接的方式固定在所述极柱骨架结构（1）上。
7.根据权利要求6所述动力电池结构，其特征在于：所述多个电芯（3）分别通过PE薄膜整体包裹起到整体绝缘的效果。
8.根据权利要求1至7任何一项所述动力电池结构，其特征在于：在所述盖板（13）上设有防爆阀（16）。
9.根据权利要求8所述动力电池结构，其特征在于：所述防爆阀（16）采用压痕技术和激光焊焊接在所述盖板（16）上，并在所述防爆阀（16）上下表面用绝缘胶带防护防止被腐蚀。
10.根据权利要求1至9中任何一项所述动力电池结构，其特征在于：在所述盖板（16）上还设有负极极柱骨架连接部（11）和正极极柱骨架连接部（12），所述负极极柱骨架连接部（11）设有负极柱内螺纹（111），所述正极极柱骨架连接部（12）也设有正极柱内螺纹（121），所述正极柱内螺纹（111）和所述负极柱内螺纹（121）分别通过螺母与外部连接件连接成组。
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