CN102694198B - 环型锂离子动力电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种环型锂离子动力电池，改进了结构，安全性高、散热好、寿命长。包括有：圆柱面结构的外壳、嵌套在外壳内腔中的圆柱面结构的内壳、位于外壳和内壳之间的电芯、位于电芯两端的盖板以及固定在盖板上的电极部件；电芯包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕方式排列连接，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；所述电极部件包括有正电极和负电极，正电极或负电极至少包括一组电极组合装置，电极组合装置包括有至少一个组合极柱和至少一个极耳；组合极柱包括有上极柱和下极柱，上极柱的中心线垂直于盖板平面，且上极柱固定在盖板上；下极柱呈线型或折线型结构，下极柱的线型中心线平行于盖板平面，下极柱位于上极柱的下部。

Description

环型锂离子动力电池
技术领域
本发明属于锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种环型锂离子动力电池。
背景技术
锂离子电池是继MHNi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。
现有技术中，锂离子电池采用方形或圆形实心结构，由于结构还不完善，存在安全性能低、充放电循环次数少、使用性能差等缺点。具体为：现有的锂离子电池，由于工作状态下，电池内部离子高速运动，内部温度升高而无法向外释放，从而致使电池外壳变形，内部极片变形，间距发生变化，影响电池充放电质量，最终致使电池性能不稳定，易爆炸，寿命短。
随着电动车产业的快速发展，动力电池的安全性受到了广泛的关注。现有技术中，大容量、大功率的动力电池都是经过对单个电池进行外部串联或并联而组成的。影响动力电池串联组或并联组安全性的原因主要是：组成电池组的电池单体相互之间的一致性不同、工作状态下产生的热量无法及时排出，逐渐积累，最后热失控产生爆炸起火等安全事故，给客户带来危害及损失。
因此，对于锂离子电池，需要从结构上进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环型锂离子动力电池，改进了结构，安全性高、散热好、寿命长。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
环型锂离子动力电池，包括有：圆柱面结构的外壳、嵌套在外壳内腔中的圆柱面结构的内壳、位于外壳和内壳之间的电芯、位于电芯两端的盖板以及固定在盖板上的电极部件；所述电芯包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕方式排列连接，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；所述电极部件包括有正电极和负电极，其中，所述正电极或负电极至少包括一组电极组合装置，所述电极组合装置包括有至少一个组合极柱和至少一个极耳；所述组合极柱包括有上极柱和下极柱，上极柱的中心线垂直于盖板平面，且上极柱固定在盖板上；下极柱呈线型或折线型结构，下极柱的线型中心线平行于盖板平面，下极柱位于上极柱的下部。
优选地，所述下极柱采用分支结构，分成多支分支极柱。
优选地，所述下极柱采用分支结构，分成左极柱和右极柱，所述左极柱和右极柱的线型中心线相交呈90-180度。
综上本发明的有益效果是：
本发明的环型锂离子动力电池，由于所述正电极或负电极至少包括一组电极组合装置，所述电极组合装置包括有至少一个组合极柱和至少一个极耳；所述组合极柱包括有上极柱和下极柱，上极柱的中心线垂直于盖板平面，且上极柱固定在盖板上；下极柱呈线型或折线型结构，下极柱的线型中心线平行于盖板平面，下极柱位于上极柱的下部；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。本发明的动力电池的容量在20-400Ah之间，可以容纳较大容量，不需要使用大量的电池单体，可以有效解决现有动力电池一致性差、散热难、寿命短的问题。本发明的环型锂离子动力电池，电极设置在电芯两端，每个极柱上设置有多个极耳，可以将电芯边缘上极片所产生的热量及时排除。该结构电池可以容纳较大容量，能满足各种高容量的要求，降低了一致性要求，有效提高电池的循环寿命。本发明同时有利于动力电池的及时散热，内壳和内壳结构固定，有利于电池之间的串并联组合，减免了多个电池串并联所引起的一致性差的问题，是一种安全性高、散热好、寿命长的环形锂离子动力电池。
附图说明
图1是本发明环型锂离子动力电池实施例一的盖板结构示意图；
图2是本发明环型锂离子动力电池实施例一的组合极柱与极耳连接结构示意图；
图3是本发明环型锂离子动力电池实施例一的组合极柱立体结构示意图；
图4是本发明环型锂离子动力电池实施例一的组合极柱与盖板连接结构示意图；
图5是本发明环型锂离子动力电池实施例二的立体结构示意图；
图6是本发明环型锂离子动力电池实施例三的立体结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种环型锂离子动力电池，如图1、2、3、4所示：包括有：圆柱面结构的外壳、嵌套在外壳内腔中的圆柱面结构的内壳、位于外壳和内壳之间的电芯、位于电芯两端的盖板1以及固定在盖板上的电极部件2；所述电芯包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕方式排列连接，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；所述电极部件包括有正电极和负电极，其中，所述正电极或负电极至少包括一组电极组合装置，所述电极组合装置包括有至少一个组合极柱和至少一个极耳3；所述组合极柱包括有上极柱21和下极柱，上极柱的中心线垂直于盖板平面，且上极柱固定在盖板1上；下极柱呈线型或折线型结构，下极柱的线型中心线平行于盖板平面，下极柱位于上极柱的下部。
优选地，所述下极柱采用分支结构，分成多支分支极柱。
优选地，所述下极柱采用分支结构，分成左极柱22和右极柱23，所述左极柱22和右极柱23的线型中心线相交呈90-180度。
所述极耳3为电芯的正极片或负极片的外端向外凸出的空白带部分卷绕而形成，极耳与正极片或负极片通过焊接的方式固定为一体。
所述盖板1与内壳或外壳通过冲压方式固定连接。
所述盖板1为环形结构，盖板1上设置有至少一个盖板圆孔11，盖板圆孔11与上极柱21的外轮廓尺寸相匹配。
所述盖板1与下极柱之间还设置有绝缘环5。
每个所述下极柱连接有两个极耳3，即左极柱22和右极柱23分别与一个极耳相连。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：
本实施例的环形锂离子动力电池，如图1、2、3、4所示，由外壳、内壳、盖板1、电芯和电极部件2组成；外壳和内壳为圆柱状；电芯设置于外壳和内壳之间，由正极片、隔离膜和负极片卷绕而成；盖板1设置在电芯的两端，盖板1通过外壳和内壳冲压固定连接；电极部件2设置在盖板1上，每个电极部件2包括至少一个极柱和至少一个极耳；极柱分为上极柱和下极柱，上极柱21穿过盖板圆孔11伸出盖板1外部，通过螺母4与盖板1固定连接；下极柱位于绝缘环5的下方；下极柱的线型中心线与上极柱的中心线相垂直，且与电芯截面平行，极耳3是由设置于所述电芯的正极片或负极片一端凸出的空白带叠加而成，通过焊接在下极柱上实现固定连接。
所述上极柱21截面为环形结构，内表面或外表面上设置有螺纹211。
实施例二：
如图5，盖板1上设置有两个防爆阀6和两个电极部件2，对称分布在盖板1中心的两端，电极部件2突出盖板1外部的部分采用柱体状凸台结构。
实施例三：
本实施例与实施例二不同在于，如图6，盖板1上设置有一个防爆阀6和一个电极部件2，分布在盖板1中心的同一侧，电极部件2突出盖板1外部的部分采用柱体状凸台结构；电极部件2包括有两个极耳。
该电池适用于容量较小的环形锂离子动力电池。可以容纳20100Ah。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.环型锂离子动力电池，包括有：圆柱面结构的外壳、嵌套在外壳内腔中的圆柱面结构的内壳、位于外壳和内壳之间的电芯、位于电芯两端的盖板(1)以及固定在盖板上的电极部件(2)；所述电芯包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕方式排列连接，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；所述电极部件包括有正电极和负电极，其特征在于：所述正电极或负电极至少包括一组电极组合装置，所述电极组合装置包括有至少一个组合极柱和至少一个极耳(3)；所述组合极柱包括有上极柱(21)和下极柱，上极柱的中心线垂直于盖板平面，且上极柱固定在盖板(1)上；下极柱呈线型或折线型结构，下极柱的线型中心线平行于盖板平面，下极柱位于上极柱的下部；所述极耳(3)为电芯的正极片或负极片的外端向外凸出的空白带部分卷绕而形成。
2.如权利要求1所述的环型锂离子动力电池，其特征在于：所述下极柱采用分支结构，分成多支分支极柱。
3.如权利要求2所述的环型锂离子动力电池，其特征在于：所述下极柱采用分支结构，分成左极柱(22)和右极柱(23)，所述左极柱(22)和右极柱(23)的线型中心线相交呈90-180度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的环型锂离子动力电池，其特征在于：所述盖板(1)与内壳或外壳通过冲压方式固定连接；所述盖板(1)为环形结构，盖板(1)上设置有至少一个盖板圆孔(11)，盖板圆孔(11)与上极柱(21)的外轮廓尺寸相匹配；所述盖板(1)与下极柱之间还设置有绝缘环(5)。
5.如权利要求4所述的环型锂离子动力电池，其特征在于：由外壳、内壳、盖板(1)、电芯和电极部件(2)组成；外壳和内壳为圆柱状；电芯设置于外壳和内壳之间，由正极片、隔离膜和负极片卷绕而成；盖板(1)设置在电芯的两端，盖板1通过外壳和内壳冲压固定连接；电极部件(2)设置在盖板(1)上，上极柱(21)穿过盖板圆孔(11)伸出盖板(1)外部，通过螺母(4)与盖板(1)固定连接；下极柱位于绝缘环(5)的下方；下极柱的线型中心线与上极柱的中心线相垂直，且与电芯截面平行，极耳(3)是由设置于所述电芯的正极片或负极片一端凸出的空白带叠加而成，通过焊接在下极柱上实现固定连接。
6.如权利要求5所述的环型锂离子动力电池，其特征在于：所述上极柱(21)截面为环形结构，内表面或外表面上设置有螺纹(211)。
7.如权利要求5所述的环型锂离子动力电池，其特征在于：每个所述下极柱连接有两个极耳(3)，即左极柱(22)和右极柱(23)分别与一个极耳相连。
8.如权利要求4所述的环型锂离子动力电池，其特征在于：所述盖板(1)上设置有两个防爆阀(6)和两个电极部件(2)，对称分布在盖板(1)中心的两端，电极部件(2)突出盖板(1)外部的部分采用柱体状凸台结构。
9.如权利要求4所述的环型锂离子动力电池，其特征在于：所述盖板(1)上设置有一个防爆阀(6)和一个电极部件(2)，分布在盖板(1)中心的同一侧，电极部件(2)突出盖板(1)外部的部分采用柱体状凸台结构；电极部件(2)包括有两个极耳。
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