CN108448163A - 一种锂离子电池芯及使用该电池芯的电池 - Google Patents

一种锂离子电池芯及使用该电池芯的电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种锂离子电池芯及使用该电池芯的电池。锂离子电池包括锂电池芯，所述锂电池芯包括正极耳和负极耳，所述正极耳上连接有正极转接片，所述负极耳上连接有负极转接片，所述正极转接片的导流截面面积大于负极转接片导流截面面积。本发明通过改变正极转接片和负极转接片的导流截面面积，使得正极和负极在运转时的温差大大缩减，实现了锂电池内的温度均匀分布，避免了电池性能由于温度分布不均造成的性能降低的情况。

Description

一种锂离子电池芯及使用该电池芯的电池
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种锂离子电池芯及使用该电池芯的电池。
背景技术
锂离子电池结构简单、重量轻、能量密度高，同时具有较好的功率性能、循环性能等特点，随着国家对新能源行业的愈加重视，锂电池的应用领域越来越广泛、需求量也越来越大。但是由于现有技术中锂离子电池的正极集流体以及正极转接片的材质为铝，负极集流体以及正极转接片的材质为铜，锂离子电池在使用时正极耳处化学反应较负极耳更加活跃集中，加上铝的导电导热性又比铜差，因此极易造成正极耳的温度较负极耳高、正极柱温度较负极柱高，进而导致电池内部温度不均匀，影响电池性能。
针对上述问题，现有技术中对锂电池的改进大都是采用快速散热的方式，通过在锂电池外侧壳体上设置散热孔、散热片或在锂电池的内部增加吸热层来达到将锂电池产生的热量快速驱散的目的，例如授权公告号为CN204991875U的中国实用新型公开了一种带有防爆装置的锂电池，该电池包括壳体、电池芯工作组，电池芯工作组设于壳体内，电池芯工作组与壳体之间设有吸热层，上述锂电池通过吸热层降低了锂电池内部的温度。
上述专利文献中对锂电池的改进大都是基于锂电池产生热量之后、采用快速散热的方式，并没有从锂电池的产热机理上对锂电池进行改进，并且正极柱与负极柱之间温差大的问题依然存在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池，用于解决现有技术中锂电池在使用时正极耳与负极耳之间存在温差大，进而导致电池内部温度不均，影响电池性能的技术问题。本发明的目的还在于提供应用于上述锂离子电池内的锂离子电池芯。
为实现上述目的，本发明的锂离子电池芯采用如下的技术方案：
锂离子电池芯包括正极耳和负极耳，所述正极耳上连接有正极转接片，所述负极耳上连接有负极转接片，所述正极转接片的导流截面面积大于负极转接片导流截面面积。
基于上述锂离子电池芯的进一步改进，所述正极耳的导流截面面积大于负极耳的导流截面面积。
对上述锂离子电池芯的进一步改进，所述正极转接片上连接有正极柱，所述负极转接片上连接有负极柱。
优化的，所述正极转接片的导流截面面积是所述负极转接片的导流截面面积的1.3~2.5倍。
优化的，所述正极耳的导流截面面积是所述负极耳的导流截面面积的1.3~2倍。
本发明的锂离子电池采用如下的技术方案：
锂离子电池包括锂离子电池芯，所述锂离子电池芯包括正极耳和负极耳，所述正极耳上连接有正极转接片，所述负极耳上连接有负极转接片，所述正极转接片的导流截面面积大于负极转接片导流截面面积。
有益效果：本发明中的正极转接片的导流截面面积大于负极转接片导流截面面积，导流截面面积的不同使得正极转接片与负极转接片的导流能力不同，并且同种材质情况下，导流截面面积大的电阻小，电阻小的情况下，产生的电热也少。这样通过改变正极转接片和负极转接片的导流截面面积，使得正极和负极在运转时的温差大大缩减，实现了锂离子电池内的温度均匀分布，避免了电池性能由于温度分布不均造成的性能降低的情况。
对上述锂离子电池的进一步改进，所述正极耳的导流截面面积大于负极耳的导流截面面积。正极耳的导流截面面积大于负极耳的导流截面面积同样具有降低正极耳与负极耳温差的效果，使得锂离子电池具有更好的稳定性。
基于上述锂离子电池的进一步改进，所述正极转接片上连接有正极柱，所述负极转接片上连接有负极柱。正极柱与负极柱的布置使得对正极转接片和负极转接片的改进能够适用于金属壳或塑壳电池。
优化的，所述正极转接片的导流截面面积是所述负极转接片的导流截面面积的1.3-2.5倍。
优选的，所述正极耳的导流截面面积是所述负极耳的导流截面面积的1.3~2倍。
附图说明
图1为本发明锂离子电池的实施例1的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图中：1-正极转接片，2-负极转接片，3-负极耳，4-正极耳，5-电池芯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的锂离子电池的具体实施例1：
如图1~2所示，锂离子电池包括电池芯5，电池芯5内部布置有集流体片，集流体片的厚度介于0.006~0.03mm。集流体片分为正集流体片和负集流体片，正集流体片共有16层，单层正集流体片的厚度为0.025mm；负集流体片共有17层，单层负集流体片的厚度为0.015mm。正集流体片通过设置在电池一侧面的正极耳4与电池外侧连通，负集流体片通过设置在电池一侧面的负极耳3与电池外侧连通，需要说明的是正极耳4与正集流体片一体化设置，正极耳4与正集流体片通过冲裁的方式可以一次成型，正极耳4的宽度为40mm，正极耳4中单层正集流体片的厚度为0.025mm；相似的，负极耳3与负极流体片一体化设置，负极耳3与负集流体片通过冲裁的方式可以一次成型，负极耳3的宽度为30mm，负极耳3中单层负集流体片的厚度为0.015mm，并且正极耳4与负极耳3布置在锂离子电池的同一侧面。正极耳4朝向锂离子电池外侧的一端焊接固定有正极转接片1，负极耳3朝向锂离子电池外侧的一端焊接固定有负极转接片2。正极转接片1的材质为铝，宽度为40mm，厚度为0.4mm，负极转接片2的材质为铜镀镍，宽度为30mm，厚度为0.3mm。
需要说明的是上述正极耳4与正极转接片1的宽度为图1中L1的长度，负极耳3与负极转接片2的宽度是指图1中L2的长度。上述厚度指的是图1中各部件垂直于纸面向里的方向的长度。上述正极转接片1与正极耳4、负极转接片2与负极耳3之间的焊接均采用的超声波的焊接方式。
上述锂离子电池在使用的过程中，由于正极转接片1与正极耳4的宽度均为40mm，单层正集流体片的厚度为0.025mm，正极转接片1的厚度为0.4mm；负极转接片2与负极耳3的宽度均为30mm，单层负集流体片的厚度为0.015mm，负极转接片2的厚度为0.3mm。这就使得正极耳4的导流截面面积大于负极耳3的导流截面面积，正极转接片1的导流截面面积大于负极转接片2的导流截面面积，由于相同材质下，导流截面面积大的电阻反而小，在电流通过的情况下，电阻小又会导致产生的电热少，这样就会缓解正极由于采用更为活泼的金属而导致局部温度升高的现象。本实施例中正极转接片1和负极转接片2之间的温差能够控制在1摄氏度以内。
需要说明的是上述导流截面面积指的是电池工作时，配件上与通过各配件（所述配件指的是正极转接片、负极转接片、正极耳以及负极耳）的电流方向相互垂直的截面面积。
在其他实施例中，当锂离子电池为金属壳或者塑壳电池时，正极转接片上连接有正极柱，负极转接片上连接有负极柱（正极转接片也可以看作是正极柱的一部分，负极转接片也可以看作是负极柱的一部分），正极柱通过正极转接片与正极耳进行固定连接，负极柱通过负极转接片与负极耳进行固定连接。
在其他实施例中，正极柱、负极柱、正集流体片以及负极流体片的宽度、厚度可以根据电池的实际情况进行调整，只需要满足正极柱的导流截面面积大于负极柱的导流截面面积，正极耳的导流截面面积大于负极耳的导流截面面积。
在其他实施例中，正极耳与正集流体片分开设置，正极耳通过焊接的方式与正集流体片进行固定，负极耳与负集流体片分开设置，负极耳通过焊接的方式与负集流体片进行固定。
在其他实施例中，正极耳与负极耳布置在电池两个不同的侧面上，例如电池上相对分布的两个侧面，相应的正极柱与负极柱也布置在电池两个不同的侧面上。
在其他实施例中，焊接方式可以采用激光焊、热压焊等其他焊接方式。
本发明的锂离子电池芯的具体实施例：锂离子电池芯包括设置在锂离子电池芯内部的正、负集流体片，还包括连接在正集流体片的正极耳，连接在负集流体片上的负极耳，正极耳上连接有正极转接片，负极耳上连接有负极转接片。正极转接片、负极转接片、正极耳、负极耳以及正、负集流体片的具体结构及连接方式与上述锂离子电池的正极转接片、负极转接片、正极耳、负极耳以及正、负集流体片的结构及连接方式相同，此处不再赘述。

Claims (10)

1.锂离子电池芯，包括正极耳和负极耳，其特征在于：所述正极耳上连接有正极转接片，所述负极耳上连接有负极转接片，所述正极转接片的导流截面面积大于负极转接片导流截面面积。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池芯，其特征在于：所述正极耳的导流截面面积大于负极耳的导流截面面积。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池芯，其特征在于：所述正极转接片上连接有正极柱，所述负极转接片上连接有负极柱。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池芯，其特征在于：所述正极转接片的导流截面面积是所述负极转接片的导流截面面积的1.3~2.5倍。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池芯，其特征在于：所述正极耳的导流截面面积是所述负极耳的导流截面面积的1.3~2倍。
6.锂离子电池，包括锂离子电池芯，所述锂离子电池芯包括正极耳和负极耳，其特征在于：所述正极耳上连接有正极转接片，所述负极耳上连接有负极转接片，所述正极转接片的导流截面面积大于负极转接片导流截面面积。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极耳的导流截面面积大于负极耳的导流截面面积。
8.根据权利要求6或7所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极转接片上连接有正极柱，所述负极转接片上连接有负极柱。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极转接片的导流截面面积是所述负极转接片的导流截面面积的1.3~2.5倍。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极耳的导流截面面积是所述负极耳的导流截面面积的1.3~2倍。
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