CN102569721A

CN102569721A - 一种差节距极片及采用该差节距极片的动力电池

Info

Publication number: CN102569721A
Application number: CN2012100346636A
Authority: CN
Inventors: 徐敖奎; 王枭峰
Original assignee: ZHEJIANG XINGHAI ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Zhejiang Xinghai Energy Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: CN102569721B

Abstract

本发明公开了一种用于差节距极片及采用该差节距极片的动力电池，包括电芯、定位盖、铝盖和壳体，所述电芯置于所述壳体内，电芯上方设有定位盖，定位盖上方设有铝盖，所述铝盖与壳体固定连接，所述电芯包括正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜，所述正极片和负极片均为差节距极片，所述差节距极片包括涂敷部和位于涂敷部上方的未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次增大，两相邻凸出部之间的间距相等或者两相邻凸出部之间的间距由前向后依次增大，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳，所述正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜整齐叠放后卷绕形成电芯。本发明简化了结构及工艺，减小了体积，提高了动力电池的质量。

Description

一种差节距极片及采用该差节距极片的动力电池

【技术领域】

本发明涉及一种差节距极片及采用该极片的动力电池。

【背景技术】

目前在生产的动力电池中的极耳一般是采用金属带与极片焊接在一起，焊接需要很多的焊接设备，而且在焊接过程中极耳的断裂是常有的事，偶尔的虚焊也是很难控制，因此，该焊接结构的产品不但工艺过程复杂，生产效率低，而且电流阻抗大，产品质量很难控制，因此，本申请人于2010年5月7日提出了专利号为：201020184982.1，名称为一种椭圆形动力锂离子电池的专利申请，该动力电池包括壳体、壳体上盖、壳体底盖，所述壳体内设有卷芯，所述壳体上盖上设有正极柱、负极柱，所述卷芯上端设有与负极柱对应的负极集流圈，所述卷芯下端设有与正极柱对应的正极集流圈，该改进结构的椭圆形动力电池的生产工艺过程简单，生产效率明显提高，而且能够减低放电时的电流阻抗，具有较好的效果，但是，这种结构是在卷芯的上端设与负极柱对应的负极集流圈，在卷芯的下端设与正极柱对应的正极集流圈，负极集流圈和正极集流圈再分别通过负极连接片和正极连接片连接到负极柱和正极柱上，这种结构要分别在卷芯的上端和下端进行集流，占用空间很大，使椭圆电池的体积很大，从而影响了其在多个领域的应用，并且，下端集流后还是需要引出到上端的极柱上，结构较复杂，也在一定程度上增大了体积，虽然也有部分电池的正极柱和负极柱分别位于卷芯的两端，但是这种电池的与应用环境的适用性差，应用领域非常局限，且电池在具体产品上安装不方便。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种差节距极片及采用该极片的动力电池，不但能够减小椭圆形动力电池的体积，而且能够简化结构，提高产品品质。

为实现上述目的，本发明提出了一种用于动力电池的差节距极片，包括涂敷部和位于涂敷部上方的未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次增大，两相邻凸出部之间的间距相等或者两相邻凸出部之间的间距由前向后依次增大，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳。

为实现上述目的，本发明还提出了一种采用差节距极片的动力电池，包括电芯、定位盖、铝盖和壳体，所述电芯置于所述壳体内，电芯上方设有定位盖，定位盖上方设有铝盖，所述铝盖与壳体固定连接，所述电芯包括正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜，所述正极片和负极片均为差节距极片，所述差节距极片包括涂敷部和位于涂敷部上方的未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次增大，两相邻凸出部之间的间距相等或者两相邻凸出部之间的间距由前向后依次增大，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳，所述正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜整齐叠放后卷绕形成电芯。

作为优选，所述凸出部的宽度由前向后依次成等差数列增大，两相邻凸出部之间的间距相等。

作为优选，设正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的厚度分别为r1、r2、r3、r4，所述等差数列的公差为2kπ(r1+r2+r3+r4)，其中，k≥1。

作为优选，所述凸出部的宽度由前向后依次成第一等差数列增大，两相邻凸出部之间的间距由前向后依次成第二等差数列增大。

作为优选，设正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的厚度分别为r1、r2、r3、r4，所述第一等差数列和第二等差数列的公差均为kπ(r1+r2+r3+r4)，其中，k≥1。

本发明的有益效果：本发明采用差节距极片，使正极片、隔膜、负极片叠放卷绕成类椭圆形电芯后，所有正极片的凸出部相互重叠在一个位置形成正极耳，所有负极片的凸出部相互重叠在一个位置形成负极耳，该极耳与极片为一体结构，内阻很小，电池散热快，且正极耳和负极耳均位于电芯的上部，不但节省了动力电池的空间，减小了体积，而且正极耳和负极耳与正负极端子的连接非常方便，可以采用螺钉、铆接等方式直接连接，不但简化了结构及工艺，而且避免了出现虚焊和断极耳等现象，从而提高了动力电池的质量。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明中差节距极片实施例一的冲切示意图；

图2是本发明中差节距极片实施例一的卷绕示意图；

图3是本发明中差节距极片实施例二的冲切示意图；

图4是本发明中差节距极片实施例二的卷绕示意图；

图5是本发明中动力电池的结构示意图；

图6是本发明中动力电池的铝盖的结构示意图；

图7为图6的A-A剖视图。

【具体实施方式】

实施例一：

如图1、2所示，用于动力电池的差节距极片，包括涂敷部和位于涂敷部上方的未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次成等差数列增加，两相邻凸出部之间的间距相等，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳，设正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的厚度分别为r1、r2、r3、r4，所述等差数列的公差为2kπ(r1+r2+r3+r4)，其中，k≥1，理论状态下，完全贴合卷绕时，k应当等于1，在实际卷绕过程中，因为松紧度的不同，k会略大于1，当然，为保证卷绕的效果，调节系数k的范围一般为1≤k≤1.2。将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳。前述的极耳为单极耳结构，加工更方便。前述的差节距极片包括正极片和负极片，并且，正极片和负极片上冲切的极耳卷绕成电芯后对称分布，分布与正极端子、负极端子连接。对形成极耳的凸出部的冲切采用刀模模切或者采用激光切割，切割精确，效率高。极片先如图1所示的间距进行冲切，图中a为第一凸出部的宽度(即：极耳的宽度)，凸出部宽度由前向后依次成等差数列增大，等差数列的公差为x，x＝2kπ(r1+r2+r3+r4)，其中，1≤k≤1.2，b为两相邻凸出部之间的间距，这样冲切完成后经过卷绕就形成了图2所示的结构，所有凸出部完全重叠在一起，形成极耳，正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜相互整体叠放后进行卷绕，从而在极片的上部形成独立的正极耳和负极耳，正极耳和负极耳同在极片上部的结构，简化了电池的结构，减小了体积，方便了与正负极端子的连接。

如图5、6、7所示，动力电池，包括电芯2、定位盖3、铝盖4和壳体1，所述电芯2置于所述壳体1内，电芯2上方设有定位盖3，定位盖3上方设有铝盖4，所述铝盖4与壳体1固定连接，所述电芯2包括正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜，所述正极片和负极片均为差节距极片，差节距极片包括涂敷部和未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次增大，两相邻凸出部之间的间距相等，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳，所述正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜整齐叠放后卷绕形成电芯2，电芯2可置于铝金属外壳内，也可以置于不锈钢外壳、塑料外壳、铝塑复合膜等外包装内形成动力电池。如图6和图7所示，所述铝盖4的边缘环设有一圈卷边41，所述铝盖4通过所述卷边41与所述壳体1的内壁焊接在一起，该结构牢固，加工工艺简单。前述结构的正极耳和负极耳卷绕后都能整齐重叠在预定的位置，便于与电池的正负极端子连接，连接的方式是将重叠的正极耳和负极耳分别整理好后，在其中间冲出一个小孔来，直接用螺丝与电池的正负极端子连接，或者直接采用铆接结构与电池的正负极端子连接，还可以采用焊接结构与电池的正负极端子连接。因此，这种差节距形成的整齐重叠的极耳结构，可适用于多种连接方式，不但产品内阻很小，电池散热快，而且简化了结构及工艺，减小了动力电池的体积，避免了出现虚焊和断极耳等现象，从而提高了动力电池的质量及生产效率。

实施例二：

如图3、4所示，用于动力电池的差节距极片，包括涂敷部和未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次成第一等差数列增加，两相邻凸出部之间的间距由前向后依次成第二等差数列增加，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳，设正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的厚度分别为r1、r2、r3、r4，所述第一等差数列和第二等差数列的公差均为kπ(r1+r2+r3+r4)，其中，k≥1，理论状态下，完全贴合卷绕时，k应当等于1，在实际卷绕过程中，因为松紧度的不同，k会略大于1，当然，为保证卷绕的效果，调节系数k的范围一般为1≤k≤1.2。将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳，该极耳为双极耳结构，分为两个部分，一部分在卷绕体的前部，另一部分在卷绕体的后部，这样的双极耳结构能够通过更大的电流，从而提升了电池的性能。前述的差节距极片包括正极片和负极片，并且，正极片和负极片上冲切的极耳卷绕成电芯后对称分布，分布与正极端子、负极端子连接。对形成极耳的凸出部的冲切采用刀模模切或者采用激光切割，切割精确，效率高。极片先如图3所示的间距进行冲切，图中a为第一凸出部的宽度(即：极耳的宽度)，由前向后依次成第一等差数列增大，b为第一凸出部与第二凸出部之间的间距，由前向后依次成第二等差数列增大，第一等差数列和第二等差数列的公差均为y，y＝kπ(r1+r2+r3+r4)，其中，1≤k≤1.2，这样冲切完成后经过卷绕就形成了图4所示的结构，所有凸出部完全重叠在一起，形成极耳，正极片与负极片交替重叠卷绕，从而在极片的上部形成独立的正极耳和负极耳，正极耳和负极耳同在极片上部的结构，简化了电池的结构，方便了与端子的连接。

如图5、6、7所示，动力电池，包括电芯2、定位盖3、铝盖4和壳体1，所述电芯2置于所述壳体1内，电芯2上方设有定位盖3，定位盖3上方设有铝盖4，所述铝盖4与壳体1固定连接，所述电芯2包括正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜，所述正极片和负极片均为差节距极片，差节距极片包括涂敷部和未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次增大，两相邻凸出部之间的间距由前向后依次增大，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳，所述正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜整齐叠放后卷绕形成电芯2，电芯2可置于铝金属外壳内，也可以置于不锈钢外壳、塑料外壳、铝塑复合膜等外包装内形成动力电池。如图6和图7所示，所述铝盖4的边缘环设有一圈卷边41，所述铝盖4通过所述卷边41与所述壳体1的内壁焊接在一起，该结构牢固，加工工艺简单。前述结构的正极耳和负极耳卷绕后都能整齐重叠在预定的位置，便于与电池的正负极端子连接，连接的方式是将重叠的极耳(正极耳和负极耳)整理好后，在其中间冲出一个小孔来，直接用螺丝与电池的正负极端子连接，或者直接采用铆接结构与电池的正负极端子连接，还可以采用焊接结构与电池的正负极端子连接。因此，这种差节距形成的整齐重叠的极耳结构，可适用于多种连接方式，不但产品内阻很小，电池散热快，而且简化了结构及工艺，减小了动力电池的体积，避免了出现虚焊和断极耳等现象，从而提高了动力电池的质量及生产效率。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于动力电池的差节距极片，其特征在于：包括涂敷部和位于涂敷部上方的未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次增大，两相邻凸出部之间的间距相等或者两相邻凸出部之间的间距由前向后依次增大，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳。

2.一种采用差节距极片的动力电池，其特征在于：包括电芯、定位盖、铝盖和壳体，所述电芯置于所述壳体内，电芯上方设有定位盖，定位盖上方设有铝盖，所述铝盖与壳体固定连接，所述电芯包括正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜，所述正极片和负极片均为差节距极片，所述差节距极片包括涂敷部和位于涂敷部上方的未涂敷部，所述未涂敷部间隔冲切形成若干凸出部，所有凸出部的宽度由前向后依次增大，两相邻凸出部之间的间距相等或者两相邻凸出部之间的间距由前向后依次增大，将整个差节距极片卷绕后，所有凸出部相互重叠形成极耳，所述正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜整齐叠放后卷绕形成电芯。

3.如权利要求2所述的一种采用差节距极片的动力电池，其特征在于：所述凸出部的宽度由前向后依次成等差数列增大，两相邻凸出部之间的间距相等。

4.如权利要求3所述的一种采用差节距极片的动力电池，其特征在于：设正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的厚度分别为r1、r2、r3、r4，所述等差数列的公差为2kπ(r1+r2+r3+r4)，其中，k≥1。

5.如权利要求2所述的一种采用差节距极片的动力电池，其特征在于：所述凸出部的宽度由前向后依次成第一等差数列增大，两相邻凸出部之间的间距由前向后依次成第二等差数列增大。

6.如权利要求5所述的一种采用差节距极片的动力电池，其特征在于：设正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的厚度分别为r1、r2、r3、r4，所述第一等差数列和第二等差数列的公差均为kπ(r1+r2+r3+r4)，其中，k≥1。