CN110890594A - 一种新型电芯及电池和电池的制造工艺 - Google Patents

一种新型电芯及电池和电池的制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种新型电芯及电池和电池的制造工艺，电芯包括依次叠片的正极片和负极片，所述正极片与负极片之间设置隔膜分隔；电池包括上壳体和下壳体，所述上壳体与下壳体对合形成容置腔，所述电芯安装于容置腔，所述上壳体与下壳体之间设置贴合物将容置腔贴合，所述第一正极极耳与第二正极极耳连接有正极连接片，所述第一负极极耳与第二负极极耳连接有负极连接片；本发明由于电池在使用中发热量大都集中在极耳部分，在交替两组极耳之间留有缝隙，使得整体散热面积更大，从而有效提升散热效果，有效延长电池使用寿命。

Description

一种新型电芯及电池和电池的制造工艺
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种新型电芯及电池和电池的制造工艺。
背景技术
锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。
现有技术中，锂电池包括有软包电池和金属壳体封装的电池；其中软包电池存在的不足在于软包结构成本较高，在制造过程中浪费软包的材料，同时厚度受限，导致电池容量受限，同时封装良品率较低；金属壳封装的电池存在不足在于电芯装配难度高，结构成本较高，需要采用盖板进行封装，盖板需要另外加工，导致生产成本高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种由于电池在使用中发热量大都集中在极耳部分，在交替两组极耳之间留有缝隙，使得整体散热面积更大，从而有效提升散热效果，有效延长电池使用寿命的安全性的新型电芯及电池和电池的制造工艺。
本发明所采用的技术方案是：一种新型电芯，包括依次叠片的正极片和负极片，所述正极片与负极片之间设置隔膜分隔；
所述正极片包括第一正极芯片和第二正极芯片，所述第一正极芯片设置有第一正极极耳，所述第二正极芯片设置有第二正极极耳，所述第一正极极耳与第二正极极耳之间留有间隙；
所述负极片包括第一负极芯片和第二负极芯片，所述第一负极芯片设置有第一负极极耳，所述第二负极芯片设置有第二负极极耳，所述第一负极极耳与第二负极极耳之间留有间隙。
对上述方案的进一步改进为，所述第一正极芯片、第一负极芯片、第二正极芯片和第二负极芯片为依次叠片设置。
对上述方案的进一步改进为，所述第一正极极耳与第二正极极耳处于同一方向；所述第一负极极耳与第二负极极耳处于同一方向。
对上述方案的进一步改进为，所述第一正极极耳与第二正极极耳、第一负极极耳和第二负极极耳处于同一方向。
一种电池，包括所述的一种新型电芯，所述电池包括上壳体和下壳体，所述上壳体与下壳体对合形成容置腔，所述电芯安装于容置腔，所述上壳体与下壳体之间设置贴合物将容置腔贴合，所述第一正极极耳与第二正极极耳连接有正极连接片，所述第一负极极耳与第二负极极耳连接有负极连接片。
对上述方案的进一步改进为，所述上壳体或下壳体安装有单向阀，所述单向阀连通至容置腔。
对上述方案的进一步改进为，所述上壳体与下壳体对合密封后留有侧沿，所述贴合物设置于侧沿。
一种电池制造工艺，包括所述的一种电池，制造工艺包括如下步骤：
步骤1，准备上壳体金属板和下壳体金属板；
步骤2，在上壳体金属板和下壳体金属板上冲压形成容置腔；
步骤3，将电芯放入上壳体或下壳体的容置腔内；
步骤4，在电芯的第一正极极耳与第二正极极耳焊接正极连接片，第一负极极耳与第二负极极耳焊接负极连接片；
步骤5，在上壳体或下壳体上涂覆贴合物，通过压合方式将上壳体与下壳体压合密封。
对上述方案的进一步改进为，所述步骤1中，准备上壳体金属板和下壳体金属板，该金属板为铝板、不锈钢板、碳钢板或铁板中的一种设置，其厚度为0.15mm～0.6mm。
对上述方案的进一步改进为，所述步骤2中，在上壳体金属板和下壳体金属板上冲压形成容置腔，同时在侧沿冲压用于固定正极连接片和负极连接片的固定槽，同时还冲压形成有用于安装单向阀的通槽。
对上述方案的进一步改进为，所述步骤4中，焊接采用的是超声波焊接。
对上述方案的进一步改进为，所述步骤5中，所述贴合物为热熔性贴合物。
本发明的有益效果是：
新型电芯，结构采用依次交替的极耳，具体是正极片和负极片均是采用交替结构的极耳，在电芯焊接过程中更加方便，与现有电芯极片极耳相比，相同的层数极片的电芯，仅需焊接1/2的极片极耳层数，突破了超声波焊接极耳工艺限制，使得单体电池容量大幅度增大；另外，由于电池在使用中发热量大都集中在极耳部分，在交替两组极耳之间留有缝隙，使得整体散热面积更大，从而有效提升散热效果，有效延长电池使用寿命；
电池，采用以上结构的电池，在使用中使得单体电池容量大幅度增大，同时由于电池在使用中发热量大都集中在极耳部分，在交替两组极耳之间留有缝隙，使得整体散热面积更大；另外，采用了冲压成型的上壳体和下壳体将电芯固定，相比传统的加工壳体和软包电池结构成本更低，加工壳体结构需要另外加工盖板进行封装，而软包结构会产生大量的废料将电芯封装，因此成本会大幅增加，而本发明中的电池采用冲压成型的壳体，成本低，在两组壳体之间设置贴合物密封即可，结构成本低，使用安全性高。
电池制造工艺，采用冲压方式将金属壳体进行冲压容置腔来安装电芯，制造工艺简单，同时在后续极片连接焊接过程中更加方便，相比传统工艺生产效率高，生产成本低。
附图说明
图1为本发明电芯的部分结构示意图；
图2为本发明电芯实施例1的结构示意图；
图3为本发明电芯实施例2的结构示意图；
图4为本发明电池的立体结构示意图；
图5为本发明电池的部分爆炸结构示意图。
附图标记说明：电芯100、正极片110、第一正极芯片111、第二正极芯片112、第一正极极耳113、第二正极极耳114、负极片120、第一负极芯片121、第二负极芯片122、第一负极极耳123、第二负极极耳124、电池200、上壳体210、单向阀211、侧沿212、下壳体220、容置腔230、贴合物240、正极连接片250、负极连接片260。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种新型电芯100，包括依次叠片的正极片110和负极片120，所述正极片110与负极片120之间设置隔膜分隔；所述正极片110包括第一正极芯片111和第二正极芯片112，所述第一正极芯片111设置有第一正极极耳113，所述第二正极芯片112设置有第二正极极耳114，所述第一正极极耳113与第二正极极耳114之间留有间隙；所述负极片120包括第一负极芯片121和第二负极芯片122，所述第一负极芯片121设置有第一负极极耳123，所述第二负极芯片122设置有第二负极极耳124，所述第一负极极耳123与第二负极极耳124之间留有间隙。
第一正极芯片111、第一负极芯片121、第二正极芯片112和第二负极芯片122为依次叠片设置，采用依次叠片形成的电芯100，每组芯片之间均设置了隔膜分隔，保证电池使用的安全性。
实施例1,
如图2所示，本实施例中，第一正极极耳113与第二正极极耳114处于同一方向；所述第一负极极耳123与第二负极极耳124处于同一方向，将正极极耳和负极极耳的叠片结构分布成两端，因此在使用中可用散热面积更大，效果更佳。
实施例2
如图3所示，本实施例中，与上述实施例1不同之处在于，所述第一正极极耳113与第二正极极耳114、第一负极极耳123和第二负极极耳124处于同一方向，将正极极耳和负极极耳均设置在一个方向，此方式在电池连接方面更加方便，同时也节省安装空间。
新型电芯100，结构采用依次交替的极耳，具体是正极片110和负极片120均是采用交替结构的极耳，在电芯100焊接过程中更加方便，与现有电芯100极片极耳相比，相同的层数极片的电芯100，仅需焊接1/2的极片极耳层数，突破了超声波焊接极耳工艺限制，使得单体电池容量大幅度增大；另外，由于电池在使用中发热量大都集中在极耳部分，在交替两组极耳之间留有缝隙，使得整体散热面积更大，从而有效提升散热效果，有效延长电池使用寿命。
一种电池200，包括所述的一种新型电芯100，所述电池200包括上壳体210和下壳体220，所述上壳体210与下壳体220对合形成容置腔230，所述电芯100安装于容置腔230，所述上壳体210与下壳体220之间设置贴合物240将容置腔230贴合，所述第一正极极耳113与第二正极极耳114连接有正极连接片250，所述第一负极极耳123与第二负极极耳124连接有负极连接片260。
上壳体210或下壳体220安装有单向阀211，所述单向阀211连通至容置腔230，设置单向阀211可在电池200使用中将内部多余气体排出，进而提升电池200使用的安全性，同时也延长电池200使用寿命。
上壳体210与下壳体220对合密封后留有侧沿212，所述贴合物240设置于侧沿212，设置侧沿212方便两壳体之间的贴合，同时在电池200使用中可方便安装，加强结构安装的稳固性。
如图4～图5所示，电池200，采用以上结构的电池200，在使用中使得单体电池200容量大幅度增大，同时由于电池200在使用中发热量大都集中在极耳部分，在交替两组极耳之间留有缝隙，使得整体散热面积更大；另外，采用了冲压成型的上壳体210和下壳体220将电芯100固定，相比传统的加工壳体和软包电池200结构成本更低，加工壳体结构需要另外加工盖板进行封装，而软包结构会产生大量的废料将电芯100封装，因此成本会大幅增加，而本发明中的电池200采用冲压成型的壳体，成本低，在两组壳体之间设置贴合物240密封即可，结构成本低，使用安全性高。
一种电池200制造工艺，包括所述的一种电池200，制造工艺包括如下步骤：
步骤1，准备上壳体210金属板和下壳体220金属板；
步骤2，在上壳体210金属板和下壳体220金属板上冲压形成容置腔230；
步骤3，将电芯100放入上壳体210或下壳体220的容置腔230内；
步骤4，在电芯100的第一正极极耳113与第二正极极耳114焊接正极连接片250，第一负极极耳123与第二负极极耳124焊接负极连接片260；
步骤5，在上壳体210或下壳体220上涂覆贴合物240，通过压合方式将上壳体210与下壳体220压合密封。
步骤1中，准备上壳体210金属板和下壳体220金属板，该金属板为铝板、不锈钢板、碳钢板或铁板中的一种设置，其厚度为0.15mm～0.6mm，一般优选为铝板或不锈钢板使用，厚度一般优选为0.3mm使用，通过冲压直接成型，制造工艺简单，成型效果好，结构成本低。
步骤2中，在上壳体210金属板和下壳体220金属板上冲压形成容置腔230，同时在侧沿212冲压用于固定正极连接片250和负极连接片260的固定槽，同时还冲压形成有用于安装单向阀211的通槽，用于连接片和单向阀211的通槽均为一次冲压成型，进而提升生产效率和降低制造成本。
步骤4中，焊接采用的是超声波焊接，采用超声波将极耳和连接片进行焊接，焊接方便，连接强度高。
步骤5中，所述贴合物240为热熔性贴合物240，一般选用为热熔胶进行贴合密封，密封效果好，使得电池200结构更加稳定安全。
电池200制造工艺，采用冲压方式将金属壳体进行冲压容置腔230来安装电芯100，制造工艺简单，同时在后续极片连接焊接过程中更加方便，相比传统工艺生产效率高，生产成本低。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种新型电芯，其特征在于：包括依次叠片的正极片和负极片，所述正极片与负极片之间设置隔膜分隔；
所述正极片包括第一正极芯片和第二正极芯片，所述第一正极芯片设置有第一正极极耳，所述第二正极芯片设置有第二正极极耳，所述第一正极极耳与第二正极极耳之间留有间隙；
所述负极片包括第一负极芯片和第二负极芯片，所述第一负极芯片设置有第一负极极耳，所述第二负极芯片设置有第二负极极耳，所述第一负极极耳与第二负极极耳之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的一种新型电芯，其特征在于：所述第一正极芯片、第一负极芯片、第二正极芯片和第二负极芯片为依次叠片设置。
3.根据权利要求1所述的一种新型电芯，其特征在于：所述第一正极极耳与第二正极极耳处于同一方向；所述第一负极极耳与第二负极极耳处于同一方向。
4.根据权利要求1所述的一种新型电芯，其特征在于：所述第一正极极耳与第二正极极耳、第一负极极耳和第二负极极耳处于同一方向。
5.一种电池，其特征在于：包括权利要求1～4任意一项所述的一种新型电芯，所述电池包括上壳体和下壳体，所述上壳体与下壳体对合形成容置腔，所述电芯安装于容置腔，所述上壳体与下壳体之间设置贴合物将容置腔贴合，所述第一正极极耳与第二正极极耳连接有正极连接片，所述第一负极极耳与第二负极极耳连接有负极连接片。
6.根据权利要求5所述的一种电池，其特征在于：所述上壳体或下壳体安装有单向阀，所述单向阀连通至容置腔。
7.根据权利要求5所述的一种电池，其特征在于：所述上壳体与下壳体对合密封后留有侧沿，所述贴合物设置于侧沿。
8.一种电池制造工艺，其特征在于：包括权利要求5～7任意一项所述的一种电池，制造工艺包括如下步骤：
步骤1，准备上壳体金属板和下壳体金属板；
步骤2，在上壳体金属板和下壳体金属板上冲压形成容置腔；
步骤3，将电芯放入上壳体或下壳体的容置腔内；
步骤4，在电芯的第一正极极耳与第二正极极耳焊接正极连接片，第一负极极耳与第二负极极耳焊接负极连接片；
步骤5，在上壳体或下壳体上涂覆贴合物，通过压合方式将上壳体与下壳体压合密封。
9.根据权利要求8所述的一种电池制造工艺，其特征在于：所述步骤1中，准备上壳体金属板和下壳体金属板，该金属板为铝板、不锈钢板、碳钢板或铁板中的一种设置，其厚度为0.15mm～0.6mm。
10.根据权利要求8所述的一种电池制造工艺，其特征在于：所述步骤2中，在上壳体金属板和下壳体金属板上冲压形成容置腔，同时在侧沿冲压用于固定正极连接片和负极连接片的固定槽，同时还冲压形成有用于安装单向阀的通槽。
11.根据权利要求8所述的一种电池制造工艺，其特征在于：所述步骤4中，焊接采用的是超声波焊接。
12.根据权利要求8所述的一种电池制造工艺，其特征在于：所述步骤5中，所述贴合物为热熔性贴合物。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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