CN102810693B - 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，可提高在极片卷绕过程中极耳的对位精度，提高生产效率及合格率，进一步提高电芯安全性。本发明是通过以下技术方案来实现的：锂离子动力电池，包括有：柱面结构的外壳、位于外壳内腔中的电芯、位于电芯两端的上盖板、下盖板以及分别位于电芯两端的上电极部件、下电极部件；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的极片组件，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；所述电芯包括一个以上的柱面结构的铝圈，铝圈位于外壳内腔中并将极片组件分隔成为多部分，部分极片组件位于铝圈内部，另外部分的极片组件嵌套于铝圈的外部。所述电芯的两端设置有能够散热的铝片，与铝圈的端部连接。
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内部结构。
背景技术
现有的锂离子动力电池制造过程中，通常采用一次性方式把电芯卷绕完成。现有结构的锂离子动力电池，具有以下缺点：在极片卷绕过程中，极片的极耳对位精度不高，降低了生产效率及合格率；同时，电芯只有表面散热不能内部散热，对电池有一定的安全隐患；电解液浸透各层极片时间较长，降低生产效率；极柱不固定，容易造成左右晃动时极耳断裂或电芯短路；电池注完液、充放电后电芯可能会膨胀出现极片断裂情况，同样存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池，可提高在极片卷绕过程中极耳的对位精度，提高生产效率及合格率，进一步提高电芯安全性。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
锂离子动力电池，包括有：柱面结构的外壳、位于外壳内腔中的电芯、位于电芯两端的上盖板、下盖板以及分别位于电芯两端的上电极部件、下电极部件；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的极片组件，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；其中，所述电芯包括一个以上的柱面结构的铝圈，铝圈位于外壳内腔中并将极片组件分隔成为多部分，部分极片组件位于铝圈内部，另外部分的极片组件嵌套于铝圈的外部。
所述电芯的两端设置有能够散热的铝片，与铝圈的端部连接。
本发明的有益效果如下：
本发明的锂离子动力电池，由于电芯包括一个以上的柱面结构的铝圈，铝圈位于外壳内腔中并将极片组件分隔成为具有不同极耳间距的多部分；本发明提供动力电池内部结构新设计方案，可通过电芯分卷，提高在极片卷绕过程中极耳的对位精度，进一步提高生产效率及合格率。分卷后的电芯解决电池注完液、充放电后电芯可能会膨胀出现极片断裂情况，提高电池安全性。通过分卷电芯上的铝圈与垫片上的铝片结合解决电芯内部散热，进一步提高电芯安全性。通过极柱的焊接提高生产操作性，提升生产效率。通过垫片解决注液速度和极片各层浸透时间，固定和防护极柱，防止电芯短路等问题，进一步提高生产效率及电池安全性。
附图说明
图1是本发明的锂离子动力电池的分解结构示意图；
图2是本发明的锂离子动力电池的铝圈结构示意图；
图3是本发明的锂离子动力电池的极柱结构示意图；
图4是本发明的锂离子动力电池的上垫片正面结构示意图；
图5是本发明的锂离子动力电池的上垫片背面结构示意图；
图6是本发明的锂离子动力电池的下垫片正面结构示意图；
图7是本发明的锂离子动力电池的下垫片背面结构示意图；
图8是本发明的锂离子动力电池的下盖板结构示意图；
图9是本发明的锂离子动力电池的铝片结构示意图；
图10是本发明的锂离子动力电池的注液口盖结构示意图；
图11是本发明的锂离子动力电池的整体结构示意图。
附图标记说明：
1、注液口盖，2、上盖板，3、铝片，4、上垫片，5、极柱，6、铝圈，7、下垫片，21、注液口，31、筋条，41、铝片安装槽，42、电解液入口，43、极柱安装槽，44、电解液出口，45、铝圈通孔，51、安装柱，61、凸台，71、下铝片安装槽，72、下极柱安装槽，73、铝圈下通孔。
具体实施方式
本发明公开了一种锂离子动力电池，请见图1、图11，包括有：柱面结构的外壳、位于外壳内腔中的电芯、位于电芯两端的上盖板、下盖板以及分别位于电芯两端的上电极部件、下电极部件；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的极片组件，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；其中，所述电芯包括一个以上的柱面结构的铝圈6，铝圈6位于外壳内腔中并将极片组件分隔成为多部分，部分极片组件位于铝圈6内部，另外部分的极片组件嵌套于铝圈6的外部。
所述电芯的两端设置有能够散热的铝片3，与铝圈6的端部连接。
实施例：
下面结合附图对具体实施例进行说明。
请见图1，锂离子动力电池包括两个铝圈6，将极片组件通过激光切割机切割成具有不同极耳间距的三部分，分卷成三个不同直径的卷芯筒嵌套放置，两个铝圈6放置在相邻卷芯筒之间。
极片组件的上端依次包括有上电极部件、上垫片4、铝片3、上盖板2和注液口盖1；极片组件的上端与上电极部件连接，上电极部件包括有以中心对称方式设置的两个极柱5；极片组件的下端依次包括有下电极部件、下垫片7、下铝片和下盖板；极片组件的下端与下电极部件连接，下电极部件包括有以中心对称方式设置的两个下极柱。
如图1、2所示，铝圈6采用圆筒状结构，两端设置有多个凸台61；铝圈6的中心线与电芯的中心线重合；凸台61凸出极片组件的外部。
如图1、3所示，极柱5的外端部设置有安装柱51，安装柱51外缘设置有外螺纹；极柱5的主体为极片连接部，采用由外部向中间延伸的“P”字型结构。
如图1、4、5所示，上垫片4整体采用圆片状结构；上垫片4的正面设置有铝片安装槽41和电解液入口42；上垫片4的反面设置有极柱安装槽43和电解液出口44；铝片安装槽41区域内，还设置有铝圈通孔45；所述电解液出口44包括有按圆周排列的多个小孔，与电解液入口42联通；极柱5镶嵌在极柱安装槽43中。
如图1、6、7所示，下垫片7整体采用圆片状结构；下垫片7的正面设置有下铝片安装槽71；下垫片7的反面设置有下极柱安装槽72；下铝片安装槽71区域内，还设置有铝圈下通孔73；下极柱镶嵌在下极柱安装槽72中。
如图1、8、10所示，上盖板2整体采用圆片状结构，设置有注液口21；采用塞子状的注液口盖安装在上盖板2上并将注液口封闭。
如图1、9所示，铝片3采用扇圆环形结构，下表面上设置有多道筋条31；铝片3镶嵌在上垫片4的铝片安装槽41中，铝圈6的凸台61穿过上垫片的铝圈通孔45，铝片3的多道筋条31与铝圈6的凸台61相互卡紧。
本发明的锂离子动力电池，制造时，将极片组件通过激光切割机，切成不同极耳间距的极片部分。将所述极片部分通过卷绕机在铝圈6和卷筒上分卷成3个不同直径的卷芯。将所述3个分卷电芯组合成一整体后焊接于极柱5上。再将上垫片4套入对应所述极柱5及铝圈6上。之后将铝片3对应于所述上垫片4及铝圈6进行配对，与上盖2接触进行内部散热。最后将注液口盖1焊于上盖板2上，完全密封电池。
本发明的锂离子动力电池，将极片通过铝圈分三次卷；解决电池极片极耳对位不齐问题，提高生产合格率。通过铝圈与铝片的配合起到电芯内部至外壳的散热效果，进一步提高电池安全性。同时也解决了电池因整卷太长，容易出现电池注完液、充放电后电芯膨胀造成极片断片的情况，进一步提高电池安全性。
将三卷电芯组合成一整体，焊接于操作性强的极柱上，进一步提高生产效率。
将焊接极柱的电芯整体套入一个可使电解液流通于电芯各层面，且可快速注液、减少极片浸透时间的垫片。进一步提高生产效率。并起到固定极柱，防止极柱左右晃动造成极耳断裂及电芯短路。进一步提高电池安全性。
将垫片上的铝片于铝圈配合，解决电芯内部至外壳散热。进一步提高电池的安全性。
通过垫片的注液口设计，将配合垫片的注液口盖焊接于盖板上。起到完全封密作用。
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 (5)
1.锂离子动力电池，包括有：柱面结构的外壳、位于外壳内腔中的电芯、位于电芯两端的上盖板(2)、下盖板以及分别位于电芯两端的上电极部件、下电极部件；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的极片组件，隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间；其特征在于：所述电芯包括一个以上的柱面结构的铝圈(6)，铝圈(6)位于外壳内腔中并将极片组件分隔成为多部分，部分极片组件位于铝圈(6)内部，另外部分的极片组件嵌套于铝圈(6)的外部；所述电芯的两端设置有能够散热的铝片(3)，与铝圈(6)的端部连接；所述极片组件的上端依次包括有上电极部件、上垫片(4)、铝片(3)、上盖板(2)和注液口盖(1)；极片组件的上端与上电极部件连接，上电极部件包括有以中心对称方式设置的两个极柱(5)；极片组件的下端依次包括有下电极部件、下垫片(7)、下铝片和下盖板；极片组件的下端与下电极部件连接，下电极部件包括有以中心对称方式设置的两个极柱，它们与上电极部件的两个极柱具有相同的结构；所述铝圈(6)采用圆筒状结构，两端设置有多个凸台(61)；铝圈(6)的中心线与电芯的中心线重合；凸台(61)凸出极片组件的外部；所述极柱(5)的外端部设置有安装柱(51)，安装柱(51)外缘设置有外螺纹；极柱(5)的主体为极片连接部，采用由外部向中间延伸的“P”字型结构；所述铝片(3)采用扇圆环形结构，下表面上设置有多道筋条(31)；铝片(3)镶嵌在上垫片(4)的铝片安装槽(41)中，铝圈(6)的凸台(61)穿过上垫片的铝圈通孔(45)，铝片(3)的多道筋条(31)与铝圈(6)的凸台(61)相互卡紧。
2.如权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述锂离子动力电池包括两个铝圈(6)，将极片组件通过激光切割机切割成具有不同极耳间距的三部分，分卷成三个不同直径的卷芯筒嵌套放置，两个铝圈(6)放置在相邻卷芯筒之间。
3.如权利要求2所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述上垫片(4)整体采用圆片状结构；上垫片(4)的正面设置有铝片安装槽(41)和电解液入口(42)；上垫片(4)的反面设置有极柱安装槽(43)和电解液出口(44)；铝片安装槽(41)区域内，还设置有铝圈通孔(45)；所述电解液出口(44)包括有按圆周排列的多个小孔，与电解液入口(42)联通；极柱(5)镶嵌在极柱安装槽(43)中。
4.如权利要求3所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述下垫片(7)整体采用圆片状结构；下垫片(7)的正面设置有下铝片安装槽(71)；下垫片(7)的反面设置有下极柱安装槽(72)；下铝片安装槽(71)区域内，还设置有铝圈下通孔(73)；下极柱镶嵌在下极柱安装槽(72)中。
5.如权利要求2至4中任何一项所述的锂离子动力电池，其特征在于：所述上盖板(2)整体采用圆片状结构，设置有注液口(21)；采用塞子状的注液口盖安装在上盖板(2)上并将注液口封闭。
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