CN102610850A - 锂离子动力电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂离子动力电池，电芯电场分布均匀，电池内阻小，比功率大，满足实现高倍率放电要求。包括电池芯和包围电池芯的壳体，电池芯中包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕或叠加方式排列连接，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；其特征在于：所述每一片正极片均包括有正极极耳和正极集流体，每一片负极片均包括有负极极耳和负极集流体；所述电池芯还包括有正极极板和负极极板分别位于正极片、隔离膜和负极片的两端面；正极极耳延伸出正极集流体的外部并位于正极极板和正极集流体之间的间隙中，负极极耳延伸出负极集流体的外部并位于负极极板和负极集流体之间的间隙中。
Description
技术领域
本发明属于锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种锂离子动力电池的极耳结构及其连接方式。
背景技术
锂离子电池是继MH-Ni电池后发展起来的新一代充电电池，因具有工作电压高、能量密度大、安全性好、重量轻、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点成为新能源开发的重点研究领域。
现有的锂离子电池中常用的极耳结构是在集流体上外接一极耳或在每一片或每一圈的集流体上附一同一位置的极耳，然后叠加在一起的极耳结构。由于极耳小，极耳分布不均匀，在大电流充放电时，极耳因电流过大而发热，易产生安全问题。在大电流充放电时，极耳或者极柱连接部位若有氧化层、油污，或者极耳和极柱之间连接松动等，都不可避免的造成局部位置过热，形成安全隐患，并且使电池的一致性差。
目前，工业上动力锂离子电池的极耳(或极柱)与正负电极间的连接结构都是采用螺栓紧固连接、用超声波焊接。采用螺栓紧固连接在电池受到震动时容易松动，造成连接处接触内阻增大、电池性能恶化，充放电过程中连接处发热、甚至打火而造成电池有发生爆炸的危险；采用超声波焊接存在工艺复杂、成本较高、多层极板焊接时焊接不牢等现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池，电芯电场分布均匀，电池内阻小，比功率大，满足实现高倍率放电要求。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
锂离子电池，包括电池芯和包围电池芯的壳体，电池芯中包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕或叠加方式排列连接，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；其特征在于：所述每一片正极片均包括有正极极耳和正极集流体，每一片负极片均包括有负极极耳和负极集流体；所述电池芯还包括有正极极板和负极极板分别位于正极片、隔离膜和负极片的两端面；正极极耳延伸出正极集流体的外部并位于正极极板和正极集流体之间的间隙中，负极极耳延伸出负极集流体的外部并位于负极极板和负极集流体之间的间隙中。
所述正极集流体宽度尺寸不大于负极集流体宽度尺寸，负极集流体宽度尺寸小于隔离膜宽度尺寸。
所述正极极耳的厚度与正极集流体的厚度相同，所述负极极耳的厚度与负极集流体的厚度相同。
综上本发明的有益效果是：
本发明的锂离子电池，由于每一片负极片均包括有负极极耳和负极集流体；所述电池芯还包括有正极极板和负极极板分别位于正极片、隔离膜和负极片的两端面；正极极耳延伸出正极集流体的外部并位于正极极板和正极集流体之间的间隙中，负极极耳延伸出负极集流体的外部并位于负极极板和负极集流体之间的间隙中。通俗地说，本发明提供的极耳结构和极耳的连接结构，采用集流体空白带为极耳，不需要外接极耳，不需要绝缘胶带进行封接，采用该结构的电池，比能量大，内阻小，电流分布均匀，减少了连接极耳的工序，有利于产业化使用，可以大大提高生产效率。本发明的极耳和极柱通过导电胶，与带有极柱的极板冲压密封，不需要通过常用的螺栓紧固连接或用超声波焊接，避免了因采用螺栓紧固连接在电池受到震动时容易松动，造成的连接处接触内阻增大、电池性能恶化，充放电过程中连接处发热、甚至打火而造成电池有发生爆炸的危险；以及采用超声波焊接存在工艺复杂、成本较高、多层极板焊接时焊接不牢等现象。
本发明适合于叠片型或卷绕型动力电池使用，采用本发明所提供的锂离子动力电池的极耳结构，具有易操作、材料简单，重量轻、成本低，功率密度大，生产效率高等优点。便于生产上连续生产，大大提高生产效率。
附图说明
图1是本发明锂离子电池的正极极耳截面结构示意图；
图2是本发明锂离子电池的环形锂离子电池实施例的极耳连接结构示意图；
图3是本发明锂离子电池的方形或圆柱形锂离子电池实施例的的极耳连接结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种锂离子电池，包括电池芯和包围电池芯的壳体，电池芯中包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕或叠加方式排列连接，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；其特征在于：所述每一片正极片均包括有正极极耳和正极集流体，每一片负极片均包括有负极极耳和负极集流体；所述电池芯还包括有正极极板和负极极板分别位于正极片、隔离膜和负极片的两端面；正极极耳延伸出正极集流体的外部并位于正极极板和正极集流体之间的间隙中，负极极耳延伸出负极集流体的外部并位于负极极板和负极集流体之间的间隙中。
所述正极集流体宽度尺寸不大于负极集流体宽度尺寸，负极集流体宽度尺寸小于隔离膜宽度尺寸。
所述正极极耳的厚度与正极集流体的厚度相同，所述负极极耳的厚度与负极集流体的厚度相同。
所述正极极耳的宽度尺寸为25mm，所述负极极耳的宽度尺寸为25mm。可大大节省极耳材料，降低成本。
如图1，正极片展开状态时为平面片状结构，包括有正极极耳1和正极集流体2连接为一体，正极极耳1和正极集流体2的长度尺寸相同，正极极耳1的宽度尺寸加上正极集流体2的宽度尺寸即等于正极片的宽度尺寸。
所述正极极耳1材料为铝箔，与正极集流体2材料相同；不需要附加其他材料。
所述负极极耳材料为铜箔或铝箔，与负极集流体材料相同；不需要附加其他材料。
实施例一：
如图2，所述锂离子电池为一种中空结构的锂离子电池，所述壳体包括有环形结构结构的外壳5和环形结构的中空的内壳6，正极集流体2、负极集流体10和隔离膜13平行卷绕排列位于外壳5和内壳6之间的空腔中；正极极板4和负极极板12均为圆环片状结构，分别覆盖于外壳5和内壳6的两端，每一片正极极耳1的外端均与正极极板4连接，每一片负极极耳9的外端均与负极极板12连接；正极极板4的外端面设置有一个以上的正极极柱3，所述正极极耳1与正极极柱3通过正极极板4连接导通，所述正极极柱3固定在正极极板4上，所述正极极板4与正极极耳1通过导电胶7密封连接；所述负极极耳9、负极极柱11与负极极板12的结构和连接方式与正极相同。
所述正极极柱3通过铆接固定在正极极板4上，所述正极极板4与正极极耳1通过导电胶7密封连接；所述正极极板与内壳和外壳通过密封胶8绝缘，然后通过冲压固定连接；所述负极极耳、负极极柱与负极极板的结构和连接方式与正极相同。
实施例二：
如图3，所述锂离子电池为一种方形或圆柱形锂离子电池，包括有外壳5，正极集流体2、负极集流体10和隔离膜13平行排列位于外壳5的空腔中；正极极板4和负极极板12均为片状结构，分别覆盖于外壳5的两端，每一片正极极耳的外端均与正极极板4连接，每一片负极极耳9的外端均与负极极板12连接；正极极板4的外端面设置有一个以上的正极极柱3，所述正极极耳与正极极柱3通过正极极板4连接导通，所述正极极柱3固定在正极极板4上，所述正极极板4与正极极耳1通过导电胶7密封连接；所述负极极耳9、负极极柱11与负极极板12的结构和连接方式与正极相同。
所述正极极柱与正极极板通过铆接固定连接，所述正极极板与壳体通过密封胶绝缘，并通过冲压壳体端部密封连接；所述负极极柱与负极极板通过铆接固定连接；所述负极极板与壳体通过密封胶绝缘，并通过冲压壳体端部冲压密封连接
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.锂离子动力电池，包括电池芯和包围电池芯的壳体，电池芯中包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕或叠加方式排列连接，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；其特征在于：所述每一片正极片均包括有正极极耳和正极集流体，每一片负极片均包括有负极极耳和负极集流体；所述电池芯还包括有正极极板和负极极板分别位于正极片、隔离膜和负极片的两端面；正极极耳延伸出正极集流体的外部并位于正极极板和正极集流体之间的间隙中，负极极耳延伸出负极集流体的外部并位于负极极板和负极集流体之间的间隙中。
2.如权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述正极集流体宽度尺寸不大于负极集流体宽度尺寸，负极集流体宽度尺寸小于隔离膜宽度尺寸。
3.如权利要求2所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述正极极耳的厚度与正极集流体的厚度相同，所述负极极耳的厚度与负极集流体的厚度相同。
4.如权利要求2所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述正极极耳的宽度尺寸为2-5mm，所述负极极耳的宽度尺寸为2-5mm。
5.如权利要求1至4中任一项所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述正极片展开状态时为平面片状结构，包括有正极极耳(1)和正极集流体(2)连接为一体，正极极耳(1)和正极集流体(2)的长度尺寸相同，正极极耳(1)的宽度尺寸加上正极集流体(2)的宽度尺寸即等于正极片的宽度尺寸。
6.如权利要求5所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述正极极耳(1)材料为铝箔，与正极集流体(2)材料相同。
7.如权利要求5所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述负极极耳材料为铜箔或铝箔，与负极集流体材料相同。
8.如权利要求5所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述锂离子电池为一种中空结构的锂离子电池，所述壳体包括有环形结构结构的外壳(5)和环形结构的中空的内壳(6)，正极集流体(2)、负极集流体(10)和隔离膜(13)平行卷绕排列位于外壳(5)和内壳(6)之间的空腔中；正极极板(4)和负极极板(12)均为圆环片状结构，分别覆盖于外壳(5)和内壳(6)的两端，每一片正极极耳(1)的外端均与正极极板(4)连接，每一片负极极耳(9)的外端均与负极极板(12)连接；正极极板(4)的外端面设置有一个以上的正极极柱(3)，所述正极极耳(1)与正极极柱(3)通过正极极板(4)连接导通，所述正极极柱(3)固定在正极极板(4)上，所述正极极板(4)与正极极耳(1)通过导电胶(7)密封连接；所述负极极耳(9)、负极极柱(11)与负极极板(12)的结构和连接方式与正极相同。
9.如权利要求5所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述锂离子电池为一种方形或圆柱形锂离子电池，包括有外壳(5)，正极集流体(2)、负极集流体(10)和隔离膜(13)平行排列位于外壳(5)的空腔中；正极极板(4)和负极极板(12)均为片状结构，分别覆盖于外壳(5)的两端，每一片正极极耳的外端均与正极极板(4)连接，每一片负极极耳(9)的外端均与负极极板(12)连接；正极极板(4)的外端面设置有一个以上的正极极柱(3)，所述正极极耳与正极极柱(3)通过正极极板(4)连接导通，所述正极极柱(3)固定在正极极板(4)上，所述正极极板(4)与正极极耳(1)通过导电胶(7)密封连接；所述负极极耳(9)、负极极柱(11)与负极极板(12)的结构和连接方式与正极相同。
10.如权利要求89所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述正极极柱与正极极板通过铆接固定连接，所述正极极板与壳体通过密封胶(8)绝缘，并通过冲压壳体端部密封连接；所述负极极柱与负极极板通过铆接固定连接；所述负极极板与壳体通过密封胶绝缘，并通过冲压壳体端部冲压密封连接。
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