CN104183812A - 同向导针式圆柱形聚合物锂电池的电极连接装置及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种同向导针式圆柱形聚合物锂电池的电极连接装置，其包括：设置于电池负极端的负极部、设置于电池正极端的正极部，以及用于连接所述正极部和负极部的连接部；所述负极部包括与电池的负极点电连接的负极连接片，该负极连接片的一端与连接部的一端连接；所述正极部包括：工字型的极耳分流装置、在该“工”字型的两端分别设置的用于导电的负极柱和正极柱，所述极耳分流装置内部设有用于连接负极柱和连接部的另一端的负极导电线，正极柱通过设置于极耳分流装置内部的正极导电线与电池的正极点连接导通，负极导电线和正极导电线绝缘。本发明还提供一种采用所述同向导针式电极连接装置的圆柱形聚合物锂电池。本发明适于自动化。

Description

同向导针式圆柱形聚合物锂电池的电极连接装置及电池
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种同向导针式圆柱形聚合物锂电池的电极连接装置及采用该连接装置的电池。 
背景技术
根据锂离子电池所用电解质材料的不同，锂离子电池分为液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery，简称为LIB)和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium-Ion Battery, 简称为PLB)或塑料锂离子电池（Plastic Lithium Ion Batteries, 简称为PLB)。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料，负极为石墨，电池工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同， 液态锂离子电池使用液体电解质， 聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替， 这种聚合物可以是“干态”的，也可以是“胶态”的，目前大部分采用聚合物凝胶电解质。 
由于聚合物电池电解液为固态，且为软包装电池，而普通锂离子电池（即上文所述的液态锂离子电池）的外壳主要为钢壳或者合金。如果锂电池发生内短路情况，由于聚合物锂电池的外壳为软包装，因此，其主要表现为鼓气或者封装处开口；而普通的锂电池由于其外壳为刚性材料，所以就有可能发生爆炸，安全度低。而且，由于本身体系的问题，锂聚合物电池在能量密度上及其它方面比普通锂离子电池好，循环性能占优。例如：普通锂电池手机电池很难做到1200mAh以上，而聚合物电池却可以轻松达到。因此，就目前情况来看，越来越多的主流厂商开始选用锂聚合物电池，如apple，100%都是聚合物电池。 
考虑容量、封装及安全性等各方面因素，聚合物锂电池多采用圆柱形。 
现有的圆柱形聚合物锂离子电池，通常都采用从相反的两个方向引出正极耳和负极耳，而且，两个极耳都是扁平的带型结构，比较薄、软，因此，在后续加工过程中，容易折断，良品率低。另方面，由于上述结构，后续的成品锂电池与线路板或用电器连接时，只能采用人工方式，而不能采用机电自动化方式，稳定性差，可靠性低。 
发明内容
有鉴于背景技术所述，有必要提供一种制备过程中自动化程度高、成品稳定性、可靠性更好的新型的圆柱形聚合物电池的电极连接装置及采用该装置的圆柱形聚合物锂电池。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 
一种同向导针式圆柱形聚合物锂电池的电极连接装置，其包括：
设置于电池负极端的负极部、设置于电池正极端的正极部，以及用于连接所述正极部和负极部的连接部；
所述负极部包括与所述电池的负极点电连接的负极连接片，所述负极连接片与所述连接部的一端连接；
所述正极部包括：工字型的极耳分流装置、在所述极耳分流装置的“工”字型的两端分分别设置的用于导电的负极柱和正极柱，所述极耳分流装置内部设有用于连接所述负极柱和所述连接部的另一端的负极导电线，所述正极柱通过设置于极耳分流装置内部的正极导电线与所述电池的正极点连接导通，所述负极导电线和所述正极导电线绝缘。
优选的，所述正极柱和所述负极柱通过形状和/或材质和/或颜色的不同来区分。 
优选的，所述极耳分流装置的外围径向尺寸小于所述电池正极端面的径向尺寸，其设置于所述电池的正极端的中央，其“工”字型的上下顶边均为弧形；或者，所述极耳分流装置的工”字型的上下顶边均为弧形，所述上下顶边均与所述电池的正极端面的边缘重合，使所述极耳分流装置覆盖所述电池的正极端面；所述连接部的所述另一端设置于所述极耳分流装置的“工”字型的中部一侧，另一侧设有用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线。 
优选的，所述连接部为所述连接部为圆柱形或刚性扁金属条，其位于所述电池两端的部分分别弯折，以适应电池的圆柱形外形。 
所述极耳分流装置的“工”字型的上下顶边均设置为弧形，是为了适应圆柱形的电池的圆形底面，而且，便于设置所述正极柱和负极柱。 
优选的，所述负极柱的材质或形状或颜色与所述连接部相同，以更加明确地显示出负极柱、连接部及负极点的一致性，避免加工过程中出错。 
本发明还提供一种采用上述连接装置的圆柱形聚合物锂电池，其包括： 
圆柱形的电解质包、电池外壳、设置于所述电解质包和电池外壳之间的电极连接装置；
所述电极连接装置包括：
设置于电池负极端的负极部、设置于电池正极端的正极部，以及用于连接所述正极部和负极部的连接部；
所述负极部包括与所述电池的负极点电连接的负极连接片，所述负极连接片的一端与所述连接部的一端连接；
所述正极部包括：工字型的极耳分流装置、在所述极耳分流装置的“工”字型的两端分别设置的用于导电的负极柱和正极柱，所述极耳分流装置内部设有用于连接所述负极柱和所述连接部的另一端的负极导电线，所述正极柱通过设置于极耳分流装置内部的正极导电线与所述电池的正极点连接导通，所述负极导电线和所述正极导电线绝缘；
所述正极柱和所述负极柱通过形状、材质或颜色的区别来显示不同；
在所述电解质包的上下端边缘，所述连接部顺应所述电解质包的外形弯折。
优选的，所述极耳分流装置的外围径向尺寸小于所述电池正极端面的径向尺寸，其设置于所述电池的正极端的中央，其“工”字型的上下顶边均为弧形；或者，所述极耳分流装置的工”字型的上下顶边均为弧形，所述上下顶边均与所述电池的正极端面的边缘重合，使所述极耳分流装置覆盖所述电池的正极端面；所述连接部的所述另一端设置于所述极耳分流装置的“工”字型的中部一侧，另一侧设有用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线。 
优选的，所述连接部为圆柱形金属条或刚性扁金属条。 
优选的，所述极耳分流装置设置于所述电池的正极端的中央时，所述极耳分流装置的“工”字型的上下顶边均为弧形。 
优选的，所述负极柱的材质或形状或颜色与所述连接部相同。 
优选的，所述连接部的所述另一端设置于所述极耳分流装置的“工”字型的中部一侧，与所述负极导电线的端部电连接，其另一侧设有用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线。 
优选的，在所述电解质包的正极端，设有一个与正极点电连接的金属片，所述金属片包括：与所述正极点紧贴的第一接触部，以及用于与所述的所述极耳分流装置的“工”字型的中部的另一侧设置的用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线连接导通的第二接触部。 
优选的，所述第一接触部和第二接触部垂直或接近垂直。 
与现有技术相比，本发明具备如下优点： 
1、圆柱形金属条或刚性扁金属条作为连接部，不容易折断变形，稳定性和可靠性高，有利于后续工艺的自动化；
2、工字型的极耳分流装置便于使正负极耳中心化，定位准确，同样有利于后续工艺的自动化；
3、结构简单，对称性好，不容易出错，提高了电池的良品率、生产效率和使得后续工艺的自动化成为可能；
4、所述极耳分流装置的外边缘与所述电池的正极端面的边缘重合，覆盖所述电池的正极端面，可以实现精准定位，提高生产效率和成品良率。
附图说明
图1是本发明实施例一之立体结构示意图； 
图2是本发明实施例二之立体结构示意图；
图3是本发明实施例二之另一立体结构示意图；
图4是本发明实施例二之另一立体结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
本实施例提供一种同向导针式圆柱形聚合物锂电池的电极连接装置，如图1所示，其包括：
设置于电池负极端的负极部、设置于电池正极端的正极部，以及用于连接所述正极部和负极部的连接部30；
所述负极部包括与所述电池的负极点电连接的负极连接片11，所述负极连接片11的一端与所述连接部30的一端连接；
所述正极部包括：工字型的极耳分流装置21、在所述极耳分流装置21的“工”字型的两端分分别设置的用于导电的负极柱22和正极柱23，所述极耳分流装置21内部设有用于连接所述负极柱22和所述连接部30的另一端的负极导电线，所述正极柱23通过设置于极耳分流装置21内部的正极导电线与所述电池的正极点连接导通，所述负极导电线和所述正极导电线绝缘。
所述正极柱23和所述负极柱22通过形状、材质或颜色的区别来显示不同。优选的，所述负极柱22的材质或形状或颜色与所述连接部30相同，而与所述正极柱23不同，以更加明确地显示出负极柱22、连接部30及负极点的一致性，避免加工过程中出错。例如：可以将负极柱22、连接部30的表面涂成红色，而将正极柱23的表面涂成黑色。相应的，还可以将所述工字型的极耳分流装置21根据正负极的对称的两部分分别涂成两种颜色，分别用于对应负极柱22和正极柱23的颜色，也就是说，所有正极连接部件均为一种颜色，而所有负极连接部件均为另外一种颜色。 
优选的，所述极耳分流装置21设置于所述电池的正极端的中央，以便在后续的自动化加工的过程中，可以更加准确地对位、有利于提供标准化的自动化加工设备，而且，便于和正极点连接导通。 
优选的，所述连接部30为圆柱形或刚性扁金属条，其位于所述电池两端的部分分别弯折，以适应电池的圆柱形外形。 
优选的，所述极耳分流装置21的“工”字型的上下顶边均为弧形，以适应圆柱形的电池的圆形底面，而且，便于设置所述正极柱23和负极柱22。 
优选的，所述连接部30的所述另一端设置于所述极耳分流装置21的“工”字型的中部一侧，另一侧设有用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线。 
实施例二：
本实施例提供一种采用实施例一所述的连接装置的圆柱形聚合物锂电池，如图2至图4所示，其包括：
圆柱形的电解质包100、电池外壳200、设置于所述电解质包100和电池外壳200之间的电极连接装置。
所述电极连接装置包括： 
设置于电池负极端的负极部、设置于电池正极端的正极部，以及用于连接所述正极部和负极部的连接部330。
所述负极部包括与所述电池的负极点电连接的负极连接片311，所述负极连接片311的一端与所述连接部330的一端连接。 
所述正极部包括：工字型的极耳分流装置、在所述极耳分流装置的“工”字型的两端分别设置的用于导电的负极柱322和正极柱323，所述极耳分流装置内部设有用于连接所述负极柱322和所述连接部330的另一端的负极导电线，所述正极柱323通过设置于极耳分流装置内部的正极导电线与所述电池的正极点连接导通，所述负极导电线和所述正极导电线绝缘。 
所述正极柱323和所述负极柱322通过形状、材质或颜色的区别来显示不同；优选的，所述负极柱322的材质或形状或颜色与所述连接部330相同。 
在所述电解质包100的上下端边缘，所述连接部330顺应所述电解质包100的外形弯折。 
优选的，所述极耳分流装置设置于所述电池的正极端的中央。 
优选的，所述连接部330为圆柱形金属条或刚性扁金属条。 
优选的，所述极耳分流装置的“工”字型的上下顶边均为弧形。 
优选的，所述连接部330的所述另一端设置于所述极耳分流装置的“工”字型的中部一侧，与所述负极导电线的端部电连接，其另一侧设有用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线。 
优选的，在所述电解质包的正极端，设有一个与正极点电连接的金属片40，所述金属片40包括：与所述正极点紧贴的第一接触部，以及用于与所述的所述极耳分流装置的“工”字型的中部的另一侧设置的用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线连接导通的第二接触部。 
优选的，所述第一接触部和第二接触部垂直或接近垂直。 
事实上，本发明的工字型的极耳分流装置不限于实施例一和实施例二中所述的及图1至图3所示的极耳分流装置的外围径向尺寸小于所述电池正极端面的径向尺寸，其设置于所述电池的正极端的中央，其“工”字型的上下顶边均为弧形；还可以是：所述极耳分流装置的工”字型的上下顶边均为弧形，所述上下顶边均与所述电池的正极端面的边缘重合，使所述极耳分流装置覆盖所述电池的正极端面，这样的结构更利于在装配过程中电极连接装置和电解质包的精确对位。 
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。 
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (10)

1.一种同向导针式圆柱形聚合物锂电池的电极连接装置，其特征在于：其包括：
设置于电池负极端的负极部、设置于电池正极端的正极部，以及用于连接所述正极部和负极部的连接部；
所述负极部包括与所述电池的负极点电连接的负极连接片，所述负极连接片与所述连接部的一端连接；
所述正极部包括：工字型的极耳分流装置、在所述极耳分流装置的“工”字型的两端分分别设置的用于导电的负极柱和正极柱，所述极耳分流装置内部设有用于连接所述负极柱和所述连接部的另一端的负极导电线，所述正极柱通过设置于极耳分流装置内部的正极导电线与所述电池的正极点连接导通，所述负极导电线和所述正极导电线绝缘。
2.根据权利要求1所述的电极连接装置，其特征在于：
所述正极柱和所述负极柱通过形状和/或材质和/或颜色的不同来区分。
3.根据权利要求1所述的电极连接装置，其特征在于：
所述极耳分流装置的外围径向尺寸小于所述电池正极端面的径向尺寸，其设置于所述电池的正极端的中央，其“工”字型的上下顶边均为弧形；或者，所述极耳分流装置的工”字型的上下顶边均为弧形，所述上下顶边均与所述电池的正极端面的边缘重合，使所述极耳分流装置覆盖所述电池的正极端面；所述连接部的所述另一端设置于所述极耳分流装置的“工”字型的中部一侧，另一侧设有用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线。
4.根据权利要求1至3任一所述的电极连接装置，其特征在于：
所述连接部为所述连接部为圆柱形或刚性扁金属条，其位于所述电池两端的部分分别顺应所述电池的形状弯折。
5.根据权利要求1至3任一所述的电极连接装置，其特征在于：
所述负极柱的材质和/或形状和/或颜色与所述连接部相同。
6.一种采用同向导针式电极连接装置的圆柱形聚合物锂电池，其特征在于，其包括：
圆柱形的电解质包、电池外壳、设置于所述电解质包和电池外壳之间的电极连接装置；
所述电极连接装置包括：
设置于电池负极端的负极部、设置于电池正极端的正极部，以及用于连接所述正极部和负极部的连接部；
所述负极部包括与所述电池的负极点电连接的负极连接片，所述负极连接片的与所述连接部的一端连接；
所述正极部包括：工字型的极耳分流装置、在所述极耳分流装置的“工”字型的两端分别设置的用于导电的负极柱和正极柱，所述极耳分流装置内部设有用于连接所述负极柱和所述连接部的另一端的负极导电线，所述正极柱通过设置于极耳分流装置内部的正极导电线与所述电池的正极点连接导通，所述负极导电线和所述正极导电线绝缘。
7.根据权利要求6所述的圆柱形聚合物锂电池，其特征在于，在所述电解质包的正极端设有一个与正极点电连接的金属片，所述金属片包括：与所述正极点紧贴的第一接触部，以及用于与所述的所述极耳分流装置的“工”字型的中部的另一侧设置的用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线连接导通的第二接触部。
8.根据权利要求6所述的圆柱形聚合物锂电池，其特征在于，所述极耳分流装置的外围径向尺寸小于所述电池正极端面的径向尺寸，其设置于所述电池的正极端的中央，其“工”字型的上下顶边均为弧形；或者，所述极耳分流装置的工”字型的上下顶边均为弧形，所述上下顶边均与所述电池的正极端面的边缘重合，使所述极耳分流装置覆盖所述电池的正极端面；所述连接部的所述另一端设置于所述极耳分流装置的“工”字型的中部一侧，另一侧设有用于与所述电池的正极点连接导通的正极金属片或金属导线。
9.根据权利要求6所述的圆柱形聚合物锂电池，其特征在于，所述连接部为圆柱形金属条或刚性扁金属条。
10.根据权利要求6所述的圆柱形聚合物锂电池，其特征在于，所述负极柱的材质和/或形状和/或颜色与所述连接部相同；所述正极柱和所述负极柱的形状和/或材质和/或颜色不同；在所述电解质包的上下端边缘，所述连接部顺应所述电解质包的外形弯折。
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