CN107681094B - 一种圆柱电池结构 - Google Patents
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Abstract
一种圆柱电池结构,包括电芯、收容所述电芯的外壳及盖帽结构。所述电芯包括正极极片、负极极片及隔膜;所述隔膜包括第一隔膜及第二隔膜;所述第一隔膜沿长边弯折形成弯折边,所述第一隔膜、所述正极极片、所述第二隔膜及所述负极极片依次叠加。所述正极极片的一侧边缘夹在所述第一隔膜的弯折边内;所述正极极片沿宽边方向的两端设有留白端;所述第一隔膜上还设有贴片,所述贴片将所述正极极片的一个留白端与所述第一隔膜的一端贴合固定;所述电芯设有所述贴片的一端作为绕卷端,所述电芯绕卷后设置于所述外壳内,所述盖帽结构封住所述外壳。该圆柱电池结构,能够有效降低短路风险,提高电池的安全性。
Description
【技术领域】
本发明涉及动力电池技术领域,尤其涉及一种圆柱电池结构。
【背景技术】
随着新能源的快速发展和人们对清洁高效可再生资源的需求,世界各国政府都将新能源产业列为重点鼓励扶持对象,新能源汽车在近两年更是进入高速发展期,以电能代替燃油驱动必将为社会可持续发展和人类生态环境带来福利。动力电池在实际应用中显示出重要的作用,锂离子动力电池具有能量密度高、快速充放电、循环寿命长、安全性能好、对环境友好等优点已在新能源汽车领域有着广泛的应用。
通常,圆柱电池由正极极片、负极极片以及夹在正极极片及负极极片之间的隔膜绕卷后收容在钢壳中,并注入电解液,最后盖上盖帽制成。由于电池在运输或放置过程中,电池的正极极片和负极极片可能会因自身重量下沉,导致正极极片与电池钢壳的底部发生接触,造成电池短路。
鉴于此,实有必要提供一种新的圆柱电池结构以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种圆柱电池结构,所述圆柱电池结构内的电芯能够有效降低短路风险,同时可避免正极极片的留白端与负极极片留白端在热收缩过程中相接触,提高电池的安全性。
为了实现上述目的,本发明提供一种圆柱电池结构,包括电芯、收容所述电芯的外壳及盖帽结构;所述电芯包括正极极片、负极极片及隔膜;所述正极极片、所述负极极片及所述隔膜皆为矩形片状;所述隔膜包括第一隔膜及第二隔膜;所述第一隔膜、所述正极极片、所述第二隔膜及所述负极极片依次叠加;所述第一隔膜包括矩形的主体部及沿所述主体部的长边弯折形成弯折边;所述正极极片的一侧边缘夹在所述弯折边与所述主体部之间;所述正极极片沿所述正极极片的宽边方向的两端设有留白端;所述第一隔膜上还设有贴片,所述贴片将所述正极极片的一个留白端与所述第一隔膜的一端贴合固定;所述第二隔膜压覆在所述第一隔膜上且将所述正极极片夹在所述第一隔膜及所述第二隔膜之间;所述电芯设有所述贴片的一端作为绕卷端;所述外壳包括底壁;所述电芯绕卷后设置于所述外壳内,所述电芯设有所述弯折边的一端靠近所述底壁;所述盖帽结构封住所述外壳。
在一个优选实施方式中,所述弯折边为矩形,所述弯折边的长度与所述主体部的长度相一致,所述弯折边的宽度小于所述主体部的宽度的五分之一。
在一个优选实施方式中,所述主体部的长度大于所述正极极片的长度,所述主体部的宽度大于所述正极极片的宽度。
在一个优选实施方式中,所述第二隔膜的长度与所述主体部的长度相一致,所述第二隔膜的宽度与所述主体部的宽度相一致;所述第二隔膜的宽度大于所述负极极片的宽度,所述负极极片的宽度大于所述正极极片的宽度。
在一个优选实施方式中,所述贴片为聚合树脂膜,所述贴片靠近所述正极极片的一面设有粘合剂层;所述贴片设置于所述正极极片的一个留白端、所述弯折边及所述主体部上;所述贴片将所述正极极片的一个留白端覆盖。
在一个优选实施方式中,所述正极极片的留白端设有正极极耳,所述正极极耳露出所述隔膜。
在一个优选实施方式中,所述负极极片沿所述负极极片的宽边方向的两端设有留白端;所述负极极片的留白端设有负极极耳,所述负极极耳露出所述隔膜外;所述正极极耳与所述负极极耳位于所述隔膜相背的两侧。
在一个优选实施方式中,所述正极极片包括正极集流体及涂覆在所述正极集流体表面的正极活性材料;所述正极集流体为铝箔,所述正极活性材料为磷酸钴锂材料。
在一个优选实施方式中,所述负极极片包括负极集流体及涂覆在所述负极集流体表面的负极活性材料;所述负极集流体为铜箔,所述负极活性材料为石墨材料。
在一个优选实施方式中,所述隔膜为多孔聚合物隔膜。
本发明提供的圆柱电池结构,能够有效降低短路风险,同时可避免正极极片的留白端与负极极片留白端在热收缩过程中相接触,提高电池的安全性。
【附图说明】
图1为本发明提供的圆柱电池结构的剖视图。
图2为图1所示的圆柱电池结构中的电芯的剖视分解图。
图3为图1所示的圆柱电池结构中的正极极片与隔膜的俯视图。
图4为图1所示的圆柱电池结构中的负极极片与隔膜的俯视图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白,以下结合附图和具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明,并不是为了限定本发明。
请参阅图1,本发明提供一种圆柱电池结构100,包括电芯10、收容所述电芯10的外壳20及盖帽结构30。
请参阅图2,所述电芯10呈绕卷圆柱状且收容于所述外壳20内,所述电芯10包括正极极片11、负极极片12及隔膜13。所述正极极片11包括正极集流体111及涂覆在所述正极集流体111表面的正极活性材料112。所述正极集流体111为铝箔,所述正极活性材料112为磷酸钴锂材料。所述负极极片12包括负极集流体121及涂覆在所述负极集流体121表面的负极活性材料122。所述负极集流体121为铜箔,所述负极活性材料122为石墨材料。所述隔膜13为多孔聚合物隔膜。
请参阅图3及图4,所述正极极片11、所述负极极片12及所述隔膜13皆为矩形片状。所述正极极片11夹在所述隔膜13之间,在本实施方式中,所述隔膜13包括第一隔膜131及第二隔膜132。所述第一隔膜131包括矩形的主体部1312及沿所述主体部1312的长边弯折形成弯折边1311。所述主体部1312与所述弯折边1311皆为矩形,所述弯折边1311的长度与所述主体部1312的长度相一致,所述弯折边1311的宽度小于所述主体部1312的宽度的五分之一。所述正极极片11的一侧边缘夹在所述弯折边1311与所述主体部1312之间,从而使所述正极极片11与所述第一隔膜131初步固定。进一步地,所述主体部1312的长度大于所述正极极片11的长度,所述主体部1312的宽度大于所述正极极片11的宽度。可以理解地,所述主体部1312可完全覆盖所述正极极片11。
具体地,所述正极极片11沿所述正极极片11的宽边方向的两端设有留白端,可以理解地,所述正极极片11的留白端处正极集流体111上未涂覆所述正极活性材料112。所述正极极片11的留白端设有正极极耳113,所述正极极耳113露出所述隔膜13。
在本实施方式中,所述第一隔膜131上还设有贴片14,所述贴片14将所述正极极片11的一个留白端与所述第一隔膜131贴合固定。所述贴片14为聚合树脂膜,所述贴片14靠近所述正极极片11的一面设有粘合剂层。所述贴片14设置于所述正极极片11的一个留白端、所述弯折边1311及所述主体部1312上。可以理解地,所述贴片14将所述正极极片11的一个留白端完全覆盖。
所述第一隔膜131、所述正极极片11、所述第二隔膜132及所述负极极片12依次叠加,所述第二隔膜132的长度与所述主体部1312的长度相一致,所述第二隔膜132的宽度与所述主体部1312的宽度相一致。所述第二隔膜132压覆在所述第一隔膜131上且将所述正极极片11夹在所述第一隔膜131及所述第二隔膜132之间,从而实现所述正极极片11的双重固定,在极片绕卷的过程中,所述正极极片11不容易异位。
所述负极极片12沿所述负极极片12的宽边方向的两端设有留白端。可以理解地,所述负极极片12的留白端处负极集流体121上未涂覆所述负极活性材料122。所述负极极片12设置于所述第二隔膜132上,所述第二隔膜132的宽度大于所述负极极片12的宽度,所述负极极片12的宽度大于所述正极极片11的宽度。所述负极极片12的留白端设有负极极耳123,所述负极极耳123露出所述隔膜13外。所述正极极耳113与所述负极极耳123位于所述隔膜13相背的两侧。
所述外壳20包括收容所述电芯10的筒部21及与所述筒部21垂直连接的底壁22。所述筒部21呈中空圆柱状,所述底壁22呈圆形。所述电芯10绕卷后设置于所述外壳20内,所述电芯10设有所述弯折边1311的一端靠近所述底壁22。所述底壁22与所述电芯10上的负极极耳123电性连接。所述盖帽结构30与所述电芯10上的正极极耳113电性连接。
绕卷时,所述正极极片11夹于所述第一隔膜131内,此时,所述正极极片11的一边夹在所述弯折边1311内,所述正极极片11与所述第一隔膜131初步固定。所述贴片14设置于所述正极极片11的留白端与所述第一隔膜131的一端上。再将所述第二隔膜132压覆在所述第一隔膜131上且将所述正极极片11夹在所述第一隔膜131及所述第二隔膜132之间,从而实现所述正极极片11的双重固定。将所述电芯10设有所述贴片14的一端作为绕卷端,将所述电芯10绕卷成圆柱状后设置于所述外壳20内,此时,所述电芯10设有所述弯折边1311的一端靠近所述底壁22。最后,压上所述盖帽结构30以封住所述外壳20。此时,所述电芯10的负极极耳123与所述外壳20的底壁22电性连接,所述正极极耳113与所述盖帽结构30电性连接,此时,所述正极极片11与所述外壳20的底部之间有所述第一隔膜131进行隔离,不会发生接触。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述,因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改,故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下,本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (9)
1.一种圆柱电池结构,其特征在于:包括电芯、收容所述电芯的外壳及盖帽结构;所述电芯包括正极极片、负极极片及隔膜;所述正极极片、所述负极极片及所述隔膜皆为矩形片状;所述隔膜包括第一隔膜及第二隔膜;所述第一隔膜、所述正极极片、所述第二隔膜及所述负极极片依次叠加;所述第一隔膜包括矩形的主体部及沿所述主体部的长边弯折形成弯折边;所述正极极片的一侧边缘夹在所述弯折边与所述主体部之间;所述正极极片沿所述正极极片的宽边方向的两端设有留白端;所述第一隔膜上还设有贴片,所述贴片将所述正极极片的一个留白端与所述第一隔膜的一端贴合固定;所述第二隔膜压覆在所述第一隔膜上且将所述正极极片夹在所述第一隔膜及所述第二隔膜之间;所述电芯设有所述贴片的一端作为绕卷端;所述外壳包括底壁;所述电芯绕卷后设置于所述外壳内,所述电芯设有所述弯折边的一端靠近所述底壁;所述盖帽结构封住所述外壳;所述弯折边为矩形,所述弯折边的长度与所述主体部的长度相一致,所述弯折边的宽度小于所述主体部的宽度的五分之一。
2.如权利要求1所述的圆柱电池结构,其特征在于:所述主体部的长度大于所述正极极片的长度,所述主体部的宽度大于所述正极极片的宽度。
3.如权利要求1所述的圆柱电池结构,其特征在于:所述第二隔膜的长度与所述主体部的长度相一致,所述第二隔膜的宽度与所述主体部的宽度相一致;所述第二隔膜的宽度大于所述负极极片的宽度,所述负极极片的宽度大于所述正极极片的宽度。
4.如权利要求1所述的圆柱电池结构,其特征在于:所述贴片为聚合树脂膜,所述贴片靠近所述正极极片的一面设有粘合剂层;所述贴片设置于所述正极极片的一个留白端、所述弯折边及所述主体部上;所述贴片将所述正极极片的一个留白端覆盖。
5.如权利要求4所述的圆柱电池结构,其特征在于:所述正极极片的留白端设有正极极耳,所述正极极耳露出所述隔膜。
6.如权利要求5所述的圆柱电池结构,其特征在于:所述负极极片沿所述负极极片的宽边方向的两端设有留白端;所述负极极片的留白端设有负极极耳,所述负极极耳露出所述隔膜外;所述正极极耳与所述负极极耳位于所述隔膜相背的两侧。
7.如权利要求1所述的圆柱电池结构,其特征在于:所述正极极片包括正极集流体及涂覆在所述正极集流体表面的正极活性材料;所述正极集流体为铝箔,所述正极活性材料为磷酸钴锂材料。
8.如权利要求1所述的圆柱电池结构,其特征在于:所述负极极片包括负极集流体及涂覆在所述负极集流体表面的负极活性材料;所述负极集流体为铜箔,所述负极活性材料为石墨材料。
9.如权利要求1所述的圆柱电池结构,其特征在于:所述隔膜为多孔聚合物隔膜。
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