CN107369853B - 电化学储能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电化学储能装置，其包括：顶盖、卷绕式裸电芯以及两个电极性相反的导电转接片。顶盖设置有电极性相反的极柱。卷绕式裸电芯具有电极性相反的极耳。两个电极性相反的导电转接片电连接顶盖的电极性相反的极柱和裸电芯的电极性相反的极耳，各导电转接片具有：顶盖侧连接部，与设置在顶盖上的对应电极性的极柱电连接；极耳侧连接部，自顶盖侧连接部向远离顶盖的方向延伸。极耳侧连接部形成有：凸起，从极耳侧连接部的内表面朝向电化学储能装置的卷绕式裸电芯突出并插入卷绕式裸电芯的对应电极性的极耳形成的内部空间内并接触且电连接于该对应电极性的极耳。本发明的电化学储能装置的内部空间利用率高，体积能量密度大。
Description
技术领域
本发明涉及电化学领域，尤其涉及一种电化学储能装置。
背景技术
锂离子电池作为一种新型化学电源，具有较高的能量密度和功率密度，越来越多地应用在电动汽车领域。和传统汽车相比，电动汽车的行驶里程是人们关心的一个重点，通常电动汽车留给电池包的空间非常有限，为在有限空间内获得更高的能量输出，要求在提升锂离子二次电池质量能量密度的同时，还必须提高体积能量密度。
电动汽车用锂离子二次电池生产中，常采用的提高体积能量密度的方法有叠片法生产工艺和极耳模切卷绕法生产工艺。叠片法能有效提高电池壳体空间利用率，但需要对极片进行大量裁切，增加了电芯成本，并且叠片法生产效率低。极耳模切卷绕法，虽然提高了生产效率，但需要对极片进行特殊模切，切刀较低的使用寿命和高昂的费用大大增加了电芯的生产成本。
为了解决上述问题，现有技术的设计思路是：保留生产效率较高的卷绕工艺，同时取消极片的极耳模切工艺，将正负极的未涂覆区域分置在电芯壳体两端，通过顶盖两端的导电转接片引接到正负极极柱。在这种情况下，由于正负极未涂覆区域分别在电池的两端，当正负极未涂覆区域分别与导电转接片相连接时会存在层间错位，导致极耳连接处的有效面积减少，从而增大了连接区域的物理电阻。为了提高连接的有效面积，必须增大正负极未涂覆的区域，这就降低了电池壳体空间的利用率，从而减少了电池的体积能量密度。特别地，当电池的卷绕厚度增加时，这种正负极未涂覆区域层间的错位就越大。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电化学储能装置，其内部空间利用率高，体积能量密度大。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电化学储能装置，其包括：顶盖、卷绕式裸电芯以及两个电极性相反的导电转接片。
顶盖设置有电极性相反的极柱。卷绕式裸电芯具有电极性相反的极耳。两个电极性相反的导电转接片电连接顶盖的电极性相反的极柱和裸电芯的电极性相反的极耳，各导电转接片具有：顶盖侧连接部，用于固定于电化学储能装置的顶盖以与设置在顶盖上的对应电极性的极柱电连接；极耳侧连接部，自顶盖侧连接部向远离顶盖的方向延伸。
其中，极耳侧连接部形成有：凸起，从极耳侧连接部的内表面朝向电化学储能装置的卷绕式裸电芯突出并插入卷绕式裸电芯的对应电极性的极耳形成的内部空间内并接触且电连接于该对应电极性的极耳。
本发明的有益效果如下：
在根据本发明的电化学储能装置中，各导电转接片的极耳侧连接部的凸起由于插入卷绕式裸电芯的对应电极性的极耳形成的内部空间内，并在该内部空间内接触且电连接于该对应电极性的极耳，从而增加了各导电转接片与对应电极性的极耳的连接接触面积，进而提高了电化学储能装置的内部空间利用率，并增加了电化学储能装置的体积能量密度。
附图说明
图1是根据本发明的电化学储能装置在一实施例中的立体图；
图2是沿图1中的A-A线作出的放大剖视图；
图3是图1的分解图；
图4是图1中的导电转接片立体图；
图5是沿图4中的B-B线作出的剖视图；
图6是图5的变形图；
图7是根据本发明的电化学储能装置在另一实施例中的立体图；
图8是图7的分解图；
图9是图7中的导电转接片立体图；
图10是图9的一变形图。
其中，附图标记说明如下：
1导电转接片 31正极片
11顶盖侧连接部 32负极片
12极耳侧连接部 33隔离膜
121凸起 4防爆阀
2顶盖 5密封钉
21极柱 O注液孔
3裸电芯 S极耳
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的电化学储能装置。
参照图1至图10，根据本发明的电化学储能装置包括：顶盖2、卷绕式裸电芯3以及两个电极性相反的导电转接片1。
顶盖2设置有电极性相反的极柱21。卷绕式裸电芯3具有电极性相反的极耳S。两个电极性相反的导电转接片1电连接顶盖2的电极性相反的极柱21和裸电芯3的电极性相反的极耳S，各导电转接片1具有：顶盖侧连接部11，用于固定于电化学储能装置的顶盖2以与设置在顶盖2上的对应电极性的极柱21电连接；极耳侧连接部12，自顶盖侧连接部11向远离顶盖2的方向延伸。
其中，至少一个导电转接片1的极耳侧连接部12形成有：凸起121，从极耳侧连接部12的内表面朝向电化学储能装置的卷绕式裸电芯3突出并插入卷绕式裸电芯3的对应电极性的极耳S形成的内部空间内并接触且电连接于该对应电极性的极耳S。
在根据本发明的电化学储能装置中，各导电转接片1的极耳侧连接部12的凸起121由于插入卷绕式裸电芯3的对应电极性的极耳S形成的内部空间内，并在该内部空间内接触且电连接于该对应电极性的极耳S，从而增加了各导电转接片1与对应电极性的极耳S的连接接触面积，进而提高了电化学储能装置的内部空间利用率，并增加了电化学储能装置的体积能量密度。
根据本发明的电化学储能装置，在一实施例中，极耳侧连接部12的凸起121在对应电极性的极耳S的内部焊接于对应电极性的极耳S。进一步地，焊接可为超声焊接。
在一实施例中，凸起121的形状可为T形、L形或I形，当然不仅限如此，凸起121的形状还可制成其它形状。
在一实施例中，极耳侧连接部12的凸起121可为一个或多个。
在一实施例中，导电转接片1可为一体成型。
在一实施例中，导电转接片1可为分体成型。
在一实施例中，导电转接片1可由金属材料制成。
在一实施例中，参照图2，卷绕式裸电芯3可包括：正极片31，具有未涂膜区；负极片32，具有未涂膜区；以及隔离膜33。其中，卷绕式裸电芯3由正极片31、隔离膜33以及负极片32卷绕而成，正极片31的未涂膜区构成卷绕式裸电芯3的正极极耳S并经由卷绕形成正极极耳S的内部空间；相应地，负极片32的未涂膜区构成卷绕式裸电芯3的负极极耳S并经由卷绕形成负极极耳S的内部空间。
在这里补充说明的是，电极性为正的导电转接片1的极耳侧连接部12的凸起121插入由正极片31的未涂膜区构成的正极极耳S的内部空间中，且该凸起121接触并电连接于正极极耳S。相应地，电极性为负的导电转接片1的极耳侧连接部12的凸起121插入由负极片32的未涂膜区构成的负极极耳S的内部空间中，且该凸起121接触并电连接于负极极耳S。此外，这种插入连接的方式简单，减少了正极片31的未涂膜区以及负极片32的未涂膜区的各层之间的错位，从而提高了电化学储能装置的体积能量密度。
在一实施例中，参照图1至图6，卷绕式裸电芯3可为一个，相应地，导电转接片1的极耳侧连接部12的凸起121可为一个。
在一实施例中，参照图7至图10，卷绕式裸电芯3可为多个，相应地，导电转接片1的极耳侧连接部12的凸起121可为多个。
在一实施例中，参照图7，多个卷绕式裸电芯3并排排列，且各卷绕式裸电芯3的电极性相同的极耳S位于同一侧。
在一实施例中，两个电极性相反的导电转接片1的极耳侧连接部12均形成有凸起121。
在一实施例中，电化学储能装置还可包括：绝缘外壳(未示出)，设置在各导电转接片1的极耳侧连接部12的外侧并完全包裹极耳侧连接部12。绝缘外壳的设置是为了防止电化学储能装置在受到侧边挤压时发生短路，从而保护了电化学储能装置。
在一实施例中，参照图1至图3以及图7和图8，电化学储能装置还可包括：防爆阀4，设置于顶盖2；以及密封钉5，用于密封设置于顶盖2上的注液孔O。
在一实施例中，电极性为正的导电转接片1的材料可为Al1060，电极性为负的导电转接片1的材料可为CuT2。
在一实施例中，电化学储能装置可为二次电池或电容器。进一步地，二次电池可为锂离子电池、锌离子电池或钠离子电池。电容器可为超级电容器。
Claims (10)
1.一种电化学储能装置，包括：
顶盖（2），设置有电极性相反的极柱（21）；
卷绕式裸电芯（3），具有电极性相反的极耳（S）；
两个电极性相反的导电转接片（1），电连接顶盖（2）的电极性相反的极柱（21）和卷绕式裸电芯（3）的电极性相反的极耳（S），各导电转接片（1）具有：
顶盖侧连接部（11），用于固定于顶盖（2）以与设置在顶盖（2）上的对应电极性的极柱（21）电连接；
极耳侧连接部（12），自顶盖侧连接部（11）向远离顶盖（2）的方向延伸；
绝缘外壳，所述绝缘外壳设置在各导电转接片（1）的极耳侧连接部（12）的外侧并完全包裹极耳侧连接部（12）；
其特征在于，至少一个导电转接片（1）的极耳侧连接部（12）形成有：
凸起（121），从极耳侧连接部（12）的内表面朝向卷绕式裸电芯（3）突出并插入卷绕式裸电芯（3）的对应电极性的极耳（S）形成的内部空间内并接触且电连接于该对应电极性的极耳（S）。
2.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，极耳侧连接部（12）的凸起（121）在对应电极性的极耳（S）的内部焊接于对应电极性的极耳（S）。
3.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，凸起（121）的形状为T形、L形或I形。
4.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，极耳侧连接部（12）的凸起（121）为一个或多个。
5.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，
导电转接片（1）为一体成型；或
导电转接片（1）为分体成型。
6.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，卷绕式裸电芯（3）包括：
正极片（31），具有未涂膜区；
负极片（32），具有未涂膜区；以及
隔离膜（33）；
其中，卷绕式裸电芯（3）由正极片（31）、隔离膜（33）以及负极片（32）卷绕而成，正极片（31）的未涂膜区构成卷绕式裸电芯（3）的正极极耳（S）并经由卷绕形成正极极耳（S）的内部空间；相应地，负极片（32）的未涂膜区构成卷绕式裸电芯（3）的负极极耳（S）并经由卷绕形成负极极耳（S）的内部空间。
7.根据权利要求6所述的电化学储能装置，其特征在于，卷绕式裸电芯（3）为一个，相应地，导电转接片（1）的极耳侧连接部（12）的凸起（121）为一个；或
卷绕式裸电芯（3）为多个，相应地，导电转接片（1）的极耳侧连接部（12）的凸起（121）为多个。
8.根据权利要求7所述的电化学储能装置，其特征在于，当卷绕式裸电芯（3）为多个时，多个卷绕式裸电芯（3）并排排列，且各卷绕式裸电芯（3）的电极性相同的极耳（S）位于同一侧。
9.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，两个电极性相反的导电转接片（1）的极耳侧连接部（12）均形成有凸起（121）。
10.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，电化学储能装置为二次电池或电容器。
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