CN110459800A - 一种圆柱形锂离子电池及其组合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱形锂离子电池，包括盖帽、外壳、电芯、电解液，电芯收容在外壳内，电解液吸附在电芯中，电芯的中心处设置有支撑杆，支撑杆截面呈规则的多边形空心结构，电芯由正极片、负极片和间隔设置于正极片、负极片之间的隔膜围绕支撑杆卷绕成圆柱形，电芯的顶端和底端设置有焊接在正极片、负极片中间部位上的正极耳、负极耳，正极片、负极片与正极耳、负极耳之间均设置有绝缘片。本发明还公开了一种圆柱形锂离子电池组合方法，采取先串联再并联的连接方式组合成锂离子电池模块。本发明可以有效保障锂离子电池高功率、大电流性能，克服现有技术中锂离子电池串并联组合方式对锂离子电池一致性要求高的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，更具体地说，涉及一种圆柱形锂离子电池，还涉及一种圆柱形锂离子电池组合方法。
背景技术
随着国内外清洁能源政策规划实施，清洁能源方面的需求越来越大，在政策的引导推动下，锂离子电池产业化急速提升。锂离子电池通常有方形金属外壳、圆柱形金属外壳、软包装铝塑膜三种包装形式，其中圆柱形金属外壳具备自动化程度高、产品一致性优良等多方面优势，使其成为动力、储能、通信等市场领域的主推包装形式。
目前，由于锂离子电池产业的主要关注点在提升锂离子电池产品能力密度，对锂离子电池的高功率、大电流（高功率密度）方面的改善仍有欠缺，且单个锂离子电池的主要性能往往不能够满足用于应用场景使用要求，需要对单个锂离子电池进行串并联组合，以适应不同用户的实际需求，而锂离子电池的组合原理看似简单，实际情况却非常复杂，因为单个锂离子电池之间即使经过筛选后只存在微小差异，也会在多串多并的过程中被放大，从而带来应用端非常大的麻烦，甚至导致寿命衰减、电池失效、安全性等一系列问题。
综上所述，如何有效保障锂离子电池高功率、大电流性能，克服现有技术中锂离子电池串并联组合方式对锂离子电池一致性要求高的缺陷，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种圆柱形锂离子电池，可以有效保障锂离子电池高功率、大电流性能，本发明的第二个目的是提供一种圆柱形锂离子电池组合方法，可以克服现有技术中锂离子电池串并联组合方式对锂离子电池一致性要求高的缺陷，满足实际应用场景使用要求。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种圆柱形锂离子电池，包括盖帽、外壳、电芯、电解液，其特征在于，所述电芯收容在外壳内，所述电解液吸附在所述电芯中，所述电芯的中心处设置有支撑杆，所述支撑杆截面呈规则的多边形空心结构，所述电芯由正极片、负极片和间隔设置于所述正极片、所述负极片之间的隔膜围绕所述支撑杆卷绕成圆柱形，所述电芯的顶端和底端设置有焊接在所述正极片、所述负极片中间部位上的正极耳、负极耳，所述正极片、所述负极片与所述正极耳、所述负极耳之间均设置有绝缘片，所述正极耳与所述盖帽焊接，所述负极耳与所述外壳底部焊接。
优选的，所述外壳为钢壳、铝壳、镀镍铁壳材质中的一种或多种。
优选的，所述绝缘片为聚四氟乙烯、青稞纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯材质中的一种或多种。
优选的，所述正极耳是铝质，所述负极耳是镍质。
所述正极耳与所述盖帽、所述负极耳与所述外壳底部的焊接采用精密电阻点焊机焊接。
为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种圆柱形锂离子电池组合方法，其特征在于，采取先串联再并联的连接方式组合成锂离子电池模块，包括：
步骤一：先对多个锂离子电池行进一致性筛选，将筛选分组的锂离子电池用镍带进行串联焊接，形成锂离子电池组；
步骤二：以锂离子电池组为单元进行二次筛选；
步骤三：根据并联需求原则进行锂离子电池组分选组合，采用镍带并行焊接，最终组合成锂离子电池模块；
步骤四：将以上步骤处理的锂离子电池模块进行固定、封合。
本发明提供的圆柱形锂离子电池，正极耳、负极耳分别焊接在正极片、负极片中间部位上，使得锂离子电池内阻值较小，锂离子电池在高功率、大电流放电时因极化导致电压降较小，正极耳、负极耳的焊接采用精密电阻点焊机焊接，焊接质量效果稳定，可以有效保障锂离子电池高功率、大电流性能。同时，本发明提供的圆柱形锂离子电池组合方法，采取先串联再并联的连接方式，经过多次筛选组合，结构设计科学合理，整体性能更稳定，克服现有技术中锂离子电池串并联组合方式对锂离子电池一致性要求高的缺陷。综上，本发明一种圆柱形锂离子电池及其组合方法，可以有效保障锂离子电池高功率、大电流性能，克服现有技术中锂离子电池串并联组合方式对锂离子电池一致性要求高的缺陷，更好的满足实际应用场景使用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的圆柱形锂离子电池结构示意图。
图2为本申请实施例公开的锂离子电池组结构示意图。
图3为本申请实施例公开的锂离子电池模块结构示意图。
图中，1. 盖帽，2. 外壳，3. 支撑杆，4. 隔膜，5. 绝缘片，6. 负极片，7. 正极片，8. 正极耳，9. 负极耳，11.锂离子电池A，12.锂离子电池B，13.锂离子电池C，14.锂离子电池D，15.锂离子电池E，16. 锂离子电池组负极，17. 锂离子电池组正极，18. 锂离子电池组I，19. 锂离子电池组II，20. 锂离子电池组III，21. 锂离子电池模块负极，22. 锂离子电池模块正极。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1，图1为本申请实施例公开的圆柱形锂离子电池结构示意图。
如图1所示，由正极片（7）、负极片（6）和间隔设置于正极片（7）、负极片（6）之间的隔膜（4）围绕支撑杆（3）卷绕成圆柱形的电芯，然后将负极耳（9）与外壳（2）底部焊接牢固，在负极片（6）与负极耳（9）之间设置绝缘片（5），将电芯收容到外壳（2）内，注入电解液，最后将正极耳（8）与盖帽（1）焊接牢固，在正极片（7）与正极耳（8）之间设置绝缘片（5），将盖帽（1）合到外壳（2），一种圆柱形锂离子电池制作完成。
参见图2，图2为本申请实施例公开的锂离子电池组结构示意图。
如图2所示，将图2中经筛选分组的锂离子电池A（11）、锂离子电池B（12）、锂离子电池C（13）、锂离子电池D（14）、锂离子电池E（15）用镍带进行串联焊接，并引出锂离子电池组负极（16）、锂离子电池组正极（17），形成锂离子电池组。
参见图3，图3为本申请实施例公开的锂离子电池模块结构示意图。
如图3所示，以图2中锂离子电池组为单元进行二次筛选，再根据并联需求原则进行锂离子电池组分选组合，采用镍带将锂离子电池组I（18）、锂离子电池组II（19）、锂离子电池组III（20）进行并行焊接，焊接出锂离子电池模块负极（21）、锂离子电池模块正极（22），最终组合成锂离子电池模块，随后将锂离子电池模块进行固定、封合即可。
正极耳（8）、负极耳（9）分别焊接在正极片（7）、负极片（6）中间部位上，使得圆柱形锂离子电池内阻值较小，圆柱形锂离子电池在高功率、大电流放电时因极化导致电压降较小，正极耳（8）、负极耳（9）的焊接采用精密电阻点焊机焊接，焊接质量效果稳定，可以有效保障圆柱形锂离子电池高功率、大电流性能。圆柱形锂离子电池组合采取先串联再并联的连接方式，经过多次筛选组合，结构设计科学合理，整体性能更稳定，克服现有技术中圆柱形锂离子电池串并联组合方式对圆柱形锂离子电池一致性要求高的缺陷。
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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (6)
1.一种圆柱形锂离子电池，包括盖帽、外壳、电芯、电解液，其特征在于，所述电芯收容在外壳内，所述电解液吸附在所述电芯中，所述电芯的中心处设置有支撑杆，所述支撑杆截面呈规则的多边形空心结构，所述电芯由正极片、负极片和间隔设置于所述正极片、所述负极片之间的隔膜围绕所述支撑杆卷绕成圆柱形，所述电芯的顶端和底端设置有焊接在所述正极片、所述负极片中间部位上的正极耳、负极耳，所述正极片、所述负极片与所述正极耳、所述负极耳之间均设置有绝缘片，所述正极耳与所述盖帽焊接，所述负极耳与所述外壳底部焊接。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述外壳为钢壳、铝壳、镀镍铁壳材质中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述绝缘片为聚四氟乙烯、青稞纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯材质中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述正极耳是铝质，所述负极耳是镍质。
5.根据权利要求1所述的一种圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述正极耳与所述盖帽、所述负极耳与所述外壳底部的焊接采用精密电阻点焊机焊接。
6.一种圆柱形锂离子电池组合方法，其特征在于，采取先串联再并联的连接方式组合成锂离子电池模块，包括：
步骤一：先对多个锂离子电池行进一致性筛选，将筛选分组的锂离子电池用镍带进行串联焊接，形成锂离子电池组；
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