CN111211285A - 一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，涉及锂电池技术领域，其包括充有电解液的壳体以及安装于壳体内的电池芯体，电池芯体由两块以上矩形片状正极片、负极片以及若干片第一隔膜交替叠摞构成，电池芯体的正极片和负极片的无涂层基半面端以相反方向布排，电池芯体的各片正极片和各片负极片分别通过带极柱束头装订，壳体包括一侧开口设置的电池壳和用于盖设电池壳开口的盖板，壳体上设置有若干道贯穿孔，各带极柱束头的极柱的轴线沿着壳体的厚度方向设置且分别通过各道贯穿孔伸出壳体外。本发明具有新型锂电池提供高能量密度材料时占用空间小达到可以承受大电流输入输出的效果。

Description

一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池。

背景技术

锂电池，又称锂离子电池，目前，为增加锂电池的储电能力以延长锂电池的放电时间，制造商提出了很多可提高锂电池容量的技术方案，如中国专利CN1307376A《一种可反复充放电的铬氟锂固体动力电池》、CN2615878Y《结构改进之可反复充放电大容量动力锂电池》、CN2615877Y《可反复充放电之高电压锂离子电池》等，为制造大容量锂电池提供了切实可行的技术方案，从公开的专利文献可看到，现有大容量锂电池都采用多层正负极板叠摞结构，即：在充满电解液的壳体内设置有两正、负极板和隔膜叠摞构成的锂电池芯，壳体的一端或两端分别设有单一的正极输出极柱和负极输出极柱。大容量锂电池大大延长了其工作能力，能满足电能长时间输出之需要，随着锂电池能量密度的提升解决了普通锂电池储电量小不可以大电流输出的缺陷。但受其结构上的限制，现有单一正负极输出的锂电池在为一些特殊需要瞬间启动之大功率设备供电时，需要配备多组单一输出之大容量锂电池，多组大容量锂电池的配备不仅会增加设备的运行费用，同时会因为多组锂电池的设置而增加设备的重量，给设备的移动、运输、安装和使用都会带来不便。

为解决上述问题，现有的技术如授权公告为CN100359749C的中国专利所公开的一种多极柱大功率输出之锂离子电池，包括：充有电解液的壳体、由两块以上矩形片状锂离子电池正负极片和隔膜交替叠摞构成的电池芯体；电池芯体的正、负极片的无涂层基板面端以相反方向布排，正、负极片无涂层基板面端分别由带极柱束头装订连接，两端束头上分别至少设有两只输出极柱；电池芯体两端设置的多只正、负极柱分别从壳体的两端引出。

又如授权公告为CN103427111B的中国专利所公开的一种锂离子储能电池，包括带有电池盖板的电池壳，其内部有电芯和填充的电解液，其特征在于：电芯包括有多个正极片和负极片，正极片和负极片的正反两面涂布正负极材料时分别在正极片和负极片的两个对边留有空白区域作为极耳，正极片和负极片以十字交错叠加排列，保持正极片的极耳分布在电芯的两个对边、负极片的极耳分布在电芯的另外两个对边，每个正极片和负极片之间分布有隔膜；电池壳的侧边有多个金属极柱，金属极柱通过连接片与极耳连接；所述极耳上有凹槽，相对应的电池壳的内部侧边有用于电芯定位的定位销；所述电池壳和盖板的表面都设有加强筋。

现有技术如上所述，通过在束头上增加输出极柱之方法，增加同一电池的输出量，以满足大功率设备运行供电之需要；亦适用于小功率设备，它可根据需要择选输出，能适应各种不同负载条件设备的供电需求。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：因为锂电池工作时会发热，因此，多件锂电池一起使用时，任意相邻设置的两件锂电池之间需要隔开以确保通风，基于上述理由，多件锂电池在使用时不能够采用层叠放置的方式放在一起，因此，多件锂电池在使用时一般采用立起的方式，而锂电池的极柱分别从壳体的两对称边引出，导致锂电池的总长度较长，从而使得并排放置锂电池时需要占有更多的空间，因此需要改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种使用时高能量密度多极柱结构大容量锂电池。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，包括充有电解液的壳体以及安装于壳体内的电池芯体，所述电池芯体由两块以上矩形片状正极片、负极片以及若干片第一隔膜交替叠摞构成，所述电池芯体的正极片和负极片的无涂层基半面端以相反方向布排，所述电池芯体的各片正极片和各片负极片分别通过带极柱束头装订，所述壳体包括一侧开口设置的电池壳和用于盖设电池壳开口的盖板，所述壳体上设置有若干道贯穿孔，各所述带极柱束头的极柱的轴线沿着壳体的厚度方向设置且分别通过各道贯穿孔伸出壳体外。

通过采用上述技术方案，通过两块以上矩形片状正极片、负极片以及若干片第一隔膜交替叠摞能够构成大储电量的电池芯体，通过内部充有电解液的壳体与电池芯体之间的配合能够形成锂电池，通过将设置于电池芯体上的各件带极柱束头的极柱从壳体的侧面上贯穿孔引出，使得多件锂电池立起并排时，只需要将各件锂电池的极柱朝向同一方向摆放即可，此时，各件锂电池的极柱会处于任意相邻设置的两件锂电池预留下的散热空间中，从而使得多件锂电池配合使用时，所占用的空间会大幅度减小，且将用电设备的接电线与极柱连接时，用电设备的接电线也会处于任意相邻设置的两件锂电池预留下的散热空间中，进一步达到节省空间的效果；并且，现有技术中，极柱位于锂电池的两长边端上（锂电池的储电量与正、负极片的数量和面积成正比，并且，为了避免输出电流过大烧坏设备，正、负极柱的设置数量与锂离子的储电量呈正比，因此一般将正、负极柱设置在锂电池的两长边端），在放置锂电池时，锂电池的其中一长边端抵在底面上，因此，锂电池在水平方向上的占用空间会进一步增加，而将极柱设置于锂电池侧面上后，锂离子电子的两短边端和两长边端均可以直接抵在底面上。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述带极柱束头均包括与电池芯体的各片正极片或负极片的无涂层基半面端重合的束头体、设置于束头体的侧面上且与束头体互相垂直的极柱以及设置在电池芯体两侧面且通过螺栓螺母固定的压板，所述压板上设置有若干道用于供各件极柱伸出压板外的通孔。

通过采用上述技术方案，通过两片压板能够将束头体夹紧固定在电池芯体的各片正极片或负极片的无涂层基半面端内，通过通孔使得与压板垂直的极柱能够穿设出压板外。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电池芯体主要由若干件子芯体组合形成，任意相邻设置的两件子芯体之间通过第二隔膜隔开设置，所述带极柱束头设置有若干件且分别设置于各件子芯体的两端上。

通过采用上述技术方案，通过将电池芯体分为多件子芯体能够实现电池芯体的模块化伸出，当需要根据客户需要生产不同容量的多极柱锂电池时，只需要生产相对应容积的壳体，然后将模块化的预生产完成后的子芯体安装进壳体内，并利用第二隔膜将相邻设置的两件电池芯体隔开以防止短路，最后在壳体内充入点解液即可；采用上述方案后，在接受订单后进行锂电池的生产时，只需要生产壳体和安装由若干件子芯体组成的电池芯体即可，节省了电池芯体的生产时间，并且，现有电池芯体的各片正极片、负极片和第一隔膜均是通过剪切形成的，模块化的电池芯体可以统一裁切设备，且无需调试，能够进一步提高生产效率，并且能够节省成本；同时，各件电池芯体在长期使用后发生膨胀时，电池芯体的厚度会增加，各件电池芯体对壳体的挤压主要集中在壳体的四个侧边上，而对壳体的两个侧面上挤压力较小，因此壳体不易发生变形，能够起到良好的防膨胀变形能力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述第二隔膜分别粘贴于各件电池芯体的其中一侧面上，各所述第二隔膜远离电池芯体的一侧面上均设置有离型膜。

通过采用上述技术方案，当需要利用第二隔膜将相邻的两件电池芯体隔开时，只需要将粘贴于其中一件电池芯体上的第二隔膜上的离型膜撕掉，然后将另外一件电池芯体未设置于第二隔膜的一侧面与撕除离型膜后的第二隔膜粘贴在一起即可。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述带极柱束体上的极柱均设置有一件，各所述贯穿孔均布于盖板的两端，且设置于所述盖板同一端上的各道贯穿孔沿着盖板的宽度方向排布设置。

通过采用上述技术方案，使得安装电池芯体时，工作人员可以轻易的将子芯体直接放进电池壳，且不会导致电池芯体与电池壳方式较大的摩擦，均布于盖板两端上的各道贯穿孔能够用于供设置于电池芯体两端上的各件极柱从壳体的同一侧面伸出。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述带极柱束体上的极柱均设置有一件，各所述贯穿孔均布于盖板和壳体上，设置于所述盖板上的各道贯穿孔均布于盖板的两端且沿着盖板的宽度方向排布，设置于所述电池壳上的各道贯穿孔位于电池壳远离开口的一侧上且均布于电池壳的两端，位于电池壳两端的各道贯穿孔沿电池壳的宽度方向排布且与设置于盖板上的各道贯穿孔互相交错排布设置。

通过采用上述技术方案，安装电池芯体时，只需要将电池芯体摆放进电池壳内，再降盖板盖在电池壳上，并使得部分电池芯体的极柱从设置于电池壳上的贯穿孔伸出，同时使得剩余电池芯体的极柱从设置于盖板上的贯穿孔伸出即可，此时，位于锂电池同一端且同一侧上的任意相邻设置的两件极柱之间的间距相当于位于锂电池同一端且任意相邻设置的两件极柱之间的间距的两倍，使得用电设备的接电线与极柱之间的连接空间更大、更安全；并且，随着电极材料、隔膜、电解质的升级，正极片和负极片的储电量会大幅度增加，此时，电池芯体会更薄（相同储电量，使用的正极片和负极片数量减少），锂电池所用的极柱数量需要更多，将壳体两侧均设置贯穿孔还能够满足极柱的数量需求。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述带极柱束体上的极柱均对称设置有两件，各所述贯穿孔均布于盖板和壳体上，设置于所述盖板上的各道贯穿孔均布于盖板的两端且沿着盖板的宽度方向排布，设置于所述电池壳上的各道贯穿孔位于电池壳远离开口的一侧上且与设置于盖板上的各道贯穿孔互相镜像设置。

通过采用上述技术方案，安装电池芯体时，只需要将电池芯体摆放进电池壳内，再降盖板盖在电池壳上，使得位于电池芯体同一端上的两件极柱能够分别从电池壳和盖板上伸出，有效提高极柱的布置数量，随着材料的升级，正极片和负极片的储电量会大幅度增加，此时，电池芯体会更薄（相同储电量，使用的正极片和负极片数量减少），锂电池所用的极柱数量需要更多，将壳体两侧均设置贯穿孔能够满足极柱的数量需求。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述正极片和负极片以第一隔膜的中心线为轴线轴向旋转排布，各所述正极片的无涂层基半面端均布于电池芯体的其中两侧边以形成两个正极耳，各所述负极片的无涂层基半面端均布于电池芯体的另外两侧边上以形成两个负极耳，各所述带极柱束头分别设置于各件正极耳和各件负极耳上，所述盖板的四个周侧均设置有若干道用于供各道带极柱束头的极柱伸出壳体外的贯穿孔。

通过采用上述技术方案，通过使电池芯体能够同时具有两个正极耳和两个负极耳，使得该锂电池的壳体的四个周边均能够用于供极柱伸出，在确保相邻设置的两个极柱的安全间距为前提，该锂电池结构能够布置更多数量的极柱，且使用时占用空间不会发生变化。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述正极片和负极片以第一隔膜的中心线为轴线轴向旋转排布，各所述正极片的无涂层基半面端均布于电池芯体的其中两侧边以形成两个正极耳，各所述负极片的无涂层基半面端均布于电池芯体的另外两侧边上以形成两个负极耳，各所述带极柱束头分别设置于各件正极耳和各件负极耳上，所述盖板的四个周侧以及电池壳远离开口的一面的四个周侧均设置有若干道贯穿孔，各所述带极柱束头上均对称设置有若干件极柱。

通过采用上述技术方案，通过使电池芯体能够同时具有两个正极耳和两个负极耳，并使得安装于电池芯体的正极耳和负极耳上的带极柱束头能够对称设置有两排极柱，同时使盖板的四个周侧和电池壳的四个周侧均能够用于供极柱伸出，从而在确保相邻设置的两个极柱的安全间距为前提，该锂电池结构能够进一步的布置更多数量的极柱，且使用时占用空间不会发生变化。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述正极片和负极片设置有无涂层基半面端的部位上均设置有若干道让位槽，组成其中一个正极耳上的各道让位槽与组成另外一个正极耳的各道让位槽相互交错，组成其中一个负极耳上的各道让位槽与组成另外一个负极耳的各道让位槽相互交错。

通过采用上述技术方案，正极片或负极片均是通过裁切的方式从带电极材料上裁切加工形成，在正极片和负极片设置有无涂层基半面端的部位上均设置上若干道让位槽，使得用于组成其中一个正极耳（或负极耳）的各片正极片（或负极片）与组成另外一个正极耳（或负极耳）的各片正极片（或负极片）能够在裁切前共用无涂层基半面端，从而达到节省材料的效果。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

当多件锂电池配合使用时，各件锂电池上的极柱能够伸至相邻设置的两件锂电池之间的散热空间内，并且各件锂电池可以采用沿高度方向立起的方式排布，水平方向上的使用时占用空间更小；

电池壳是面开口设置，开口的俯视面积与电池芯体的俯视面积相同，在放置电池芯体时可以直接将电池芯体轻易的放进电池壳内，而不会造成电池芯体与电池壳摩擦，能够确保电池芯体的使用安全；

锂电池的电池芯体可以模块化生产，在接受订单后进行锂电池的生产时，只需要生产壳体和安装电池芯体即可，节省了电池芯体的生产时间，并且，现有电池芯体的各片正极片、负极片和第一隔膜均是通过剪切形成的，模块化的电池芯体可以统一裁切设备，且无需调试，能够进一步提高生产效率，并且能够节省成本；

电池芯体在长期时候后发生膨胀时，电池芯体不会对壳体的两侧面造成挤压，只会对壳体的两长边端进行挤压，而电池芯体的长边端面积较小，变形能力较差，因此具有较强的抗变形能力；

带极柱束头对正极片、负极片和第一隔膜的夹紧数量有限，因此不宜夹持较厚的电池芯体，但在本技术方案中，锂电池的厚度不在由正极片、负极片和第一隔膜的数量限定，而是由正极片、负极片或第一隔膜的宽度限定，因此能够设置更加厚的锂电池，使得锂电池的储电量得到进一步提高；

壳体的四个周侧均可设置极柱，使得该锂电池能够达到现有技术两倍以上的输出端，经济效益更加明显，但生产成本增加有限。

附图说明

图1是本实施例一电池芯体的结构示意图；

图2是图1中A-A剖面示意图；

图3是本实施例二电池芯体的结构示意图；

图4是图3中B-B剖面示意图；

图5是本实施例三电池芯体的结构示意图；

图6是图5中C-C剖面示意图；

图7是本实施例四电池芯体的结构示意图；

图8是图3中D-D剖面示意图；

图9是本实施例五电池芯体的结构示意图；

图10是本实施例五电池芯体的组装示意图；

图11是图9中E-E剖面示意图；

图12是本实施例六电池芯体的结构示意图；

图13是图12中F-F剖面示意图；

图14是本实施例七电池芯体的组装示意图。

附图标记：1、电池芯体；11、正极片；12、负极片；13、第一隔膜；14、无涂层基半面端；15、子芯体；16、第二隔膜；161、离型膜；17、正极耳；18、负极耳；19、让位槽；2、带极柱束头；21、束头体；22、压板；221、通孔；23、极柱；24、紧固螺母；3、壳体；31、电池壳；32、盖板；321、贯穿孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

结合图1和图2所示，为本发明公开的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，包括内部充有电解液的壳体3以及安装于壳体3内的电池芯体1；其中，电池芯体1上设置有若干件用于与用电设备的接电线接线用的带极柱束头2，且各件带极柱束头2与用电设备的接电线接线的一端均从壳体3的侧面伸出。

结合图1和图2所示，电池芯体1由两块以上矩形片状正极片11、负极片12以及若干片第一隔膜13交替叠摞构成，带极柱束头2均包括与电池芯体1的各片正极片11或负极片12的无涂层基半面端14重合以实现电池芯体1与带极柱束头2电连接的束头体21、两片通过螺栓螺母夹紧固定在子芯体15左右两侧面上以用于实现束头体21和电池芯体1固定连接的压板22以及设置于束头体21上且伸出壳体3外以用于供用电设备的接电线连接的极柱23，带极柱束头2伸出壳体3外的一端螺纹连接有紧固螺母24，极柱23均位于电池芯体1的侧面上且轴线与电池芯体1的长度方向互相垂直设置，压板22上设置有用于供极柱23穿设过压板22的通孔221。

结合图1和图2所示，壳体3包括一侧面开口设置的电池壳31以及用于盖住电池壳31开口的盖板32，在盖板32的两端上均设置有若干道沿盖板32宽体方向排布的贯穿孔321。

当需要将电池芯体1与壳体3组装在一起时，只需要将电池芯体1从电池壳31的开口放进壳体3内以形成电池芯体1即可，此时，设置于电池芯体1两端上的极柱23均会从电池壳31的开口处伸出电池壳31外，最后，只需要盖上盖板32，并使得均布于电池芯体1两端上的各件极柱23分别从设置于盖板32两端上的各道贯穿孔321伸出即可。

实施例二：

结合图3和图4所示，与实施例一的区别在于，电池芯体1由若干件子芯体15组合形成，带极柱束头2设置有若干件且均布于各件子芯体15的两端，设置于子芯体15其中一端的带极柱束头2与子芯体15的各片正极片11的无涂层基半面端14连接，设置于子芯体15另外一端的带极柱束头2与子芯体15的各片负极片12的无涂层基半面端14连接；其中，在各件子芯体15的其中一侧面上均粘贴有用于将任意相邻设置的两件电池芯体1隔开的第二隔膜16，各片第二隔膜16远离子芯体15的一侧面上粘贴有离型膜161。

当需要将任意相邻设置的两件子芯体15连接在一起时，只需要将粘贴在其中一件子芯体15上的第二隔膜16上粘贴的离型膜161撕除，然后将另外一件子芯体15未粘贴有离型膜161的一侧面粘贴在第一件子芯体15的第二隔膜16上即可。

各件子芯体15同向设置，当各件子芯体15层叠的放置于壳体3内时，各件子芯体15的正极片11的无涂层基半面端14同向设置。

当需要将各件子芯体15与壳体3组装在一起时，只需要将各件子芯体15依次从电池壳31的开口放进壳体3内以形成电池芯体1即可，放置时，需要使各件子芯体15的长度方向沿着电池壳31的长度方向设置，并使得各件子芯体15的宽度方向沿着电池壳31的厚度方向设置，且使得各件子芯体15沿着电池壳31的宽度方向排布设置，此时，设置于各件子芯体15两端上的极柱23均会从电池壳31的开口处伸出电池壳31外，最后，只需要盖上盖板32，并使得均布于各件子芯体15两端上的各件极柱23分别从设置于盖板32两端上的各道贯穿孔321伸出即可。

实施例三：

结合图5和图6所示，与实施例一的区别在于，电池芯体1由若干件子芯体15组合形成，壳体3包括一侧面开口设置的电池壳31以及用于盖住电池壳31开口的盖板32，在盖板32的两端上以及电池壳31远离开口的一侧面的两端上均设置有若干道沿盖板32宽体方向排布的贯穿孔321，并且，设置于盖板32上的各道贯穿孔321与设置于电池壳31上的各道贯穿孔321位置相互交错设置。

当需要将各件子芯体15与壳体3组装在一起时，首先将其中一件子芯体15安装在电池壳31的一侧边上，并使得该件子芯体15的宽度方向沿着电池壳31的厚度方向，且使得该件子芯体15的长度方向沿着电池壳31的长度方向，同时使得该件子芯体15的第一隔膜13层叠方向沿着电池壳31的宽度方向，此时，设置于该件子芯体15两端上的极柱23会从电池壳31的开口处伸出电池壳31外；安装下一件子芯体15时，首先将该件子芯体15放置在上一件子芯体15的其中一侧上，并使得该件子芯体15的宽度方向沿着电池壳31的厚度方向，且使得该件子芯体15的长度方向沿着电池壳31的长度方向，同时使得该件子芯体15的第一隔膜13层叠方向沿着电池壳31的宽度方向，此时，设置于该件子芯体15两端上的极柱23会通过设置于电池壳31远离的开口的一侧上的贯穿孔321伸出电池壳31外；重复上述两个步骤以达到将各件子芯体15均安装进电池壳31内的效果，最后盖上盖板32，使得从电池壳31开口处伸出电池壳31外的各根极柱23会分别穿设过设置于盖板32上的各道贯穿孔321即可。

与实施例一相比，实施例三中，壳体3的左右两侧面上均能够用于供极柱23穿设，并且，因为相反设置的两件电池芯体1的极柱23方向相反设置，因此，位于壳体3同一侧面上（盖板32或电池壳31远离盖板32的一侧面）的同一端上且任意相邻设置的两件极柱23之间的间距会更大，随着材料的升级，在保持原有储电量的前提下，电池芯体1的厚度会变薄（正极片11、负极片12和第一隔膜13的使用数量减少），如果仍采用实施例一所提供的技术方案，则容易存在相邻设置的两件极柱23之间间距过小，导致该两件极柱23上的接电线容易发生触碰短路，因此，实施例三的使用更加安全。

实施例四：

结合图7和图8所示，与实施例一的区别在于，壳体3包括一侧面开口设置的电池壳31以及用于盖住电池壳31开口的盖板32，在盖板32的两端上以及电池壳31远离开口的一侧面的两端上均设置有若干道沿盖板32宽体方向排布的贯穿孔321，且设置于盖板32上的各道贯穿孔321与设置于电池壳31上的各道贯穿孔321互相镜像排布；其中，束头体21上的极柱23设置有两件，且两件极柱23对称设置于束头体21的左右两侧上。

当需要将各件子芯体15与壳体3组装在一起时，只需要将各件子芯体15依次从电池壳31的开口放进壳体3内，并使得各件子芯体15的长度方向沿着电池壳31的长度方向设置，且使得各件子芯体15的宽度方向沿着电池壳31的厚度方向设置，同时各件子芯体15沿着电池壳31的宽度方向排布设置，此时，设置于各件子芯体15两端上且位于子芯体15远离开口的一侧上的各根极柱23会从设置于上的各道贯穿孔321伸出电池壳31外，最后，只需要盖上盖板32，并使得设置于各件子芯体15两端上且位于子芯体15靠近开口的一侧上的各根极柱23从设置于盖板32上的各道贯穿孔321伸出即可。

与实施例一相比，实施例四中，壳体3的左右两侧面上均能够用于供极柱23穿设，因此该锂电池能够布置更多的极柱23，从而使得该锂电池能够与更多的接电线同时连接。

实施例五：

结合图9和图10所示，与实施例一的区别在于，电池芯体1的俯视呈“十”子形状设置，电池芯体1直接由两块以上矩形片状正极片11、负极片12以及若干片第一隔膜13交替叠摞构成，具体的，正极片11和负极片12以第一隔膜13的中心线为轴线轴向旋转排布，且任意相邻设置的正极片11和负极片12沿其长度方向上的夹角为90度。

其中，电池芯体1上的各片正极片11的无涂层基半面端14均布于电池芯体1的其中两侧边以分别形成两个正极耳17，电池芯体1上的各片负极片12的无涂层基半面端14均布于电池芯体1的另外两侧边上以分别形成两个负极耳18，电池芯体1的各道正极耳17和各道负极耳18上均设置有带极柱束头2，且各件带极柱束头2上均设置有若干件沿着正极耳17或负极耳18长度方向排布的极柱23；其中，盖板32的四个周侧均设置有若干道用于供各道带极柱束头2的极柱23伸出壳体3外的贯穿孔321。

结合图9和图11所示，当需要将电池芯体1与壳体3组装在一起时，只需要将电池芯体1从电池壳31的开口放进壳体3内，并使得设置于电池芯体1上的各件极柱23均通过电池壳31的开口伸出电池壳31外，最后，只需要盖上盖板32，并使得设置于电池上且位于电池芯体1靠近开口的一侧上的各根极柱23从设置于盖板32上的各道贯穿孔321伸出即可。

与实施例一相比，实施例五中，壳体3的四个周侧上均能够用于供极柱23穿设，因此该锂电池能够布置更多的极柱23，从而使得该锂电池能够与更多的接电线同时连接。

实施例六：

结合图12和图13所示，与实施例一的区别在于，电池芯体1的俯视呈“十”子形状设置，电池芯体1直接由两块以上矩形片状正极片11、负极片12以及若干片第一隔膜13交替叠摞构成，具体的，正极片11和负极片12以第一隔膜13的中心线为轴线轴向旋转排布，且任意相邻设置的正极片11和负极片12沿其长度方向上的夹角为90度。

其中，电池芯体1上的各片正极片11的无涂层基半面端14均布于电池芯体1的其中两侧边以分别形成两个正极耳17，电池芯体1上的各片负极片12的无涂层基半面端14均布于电池芯体1的另外两侧边上以分别形成两个负极耳18，电池芯体1的各道正极耳17和各道负极耳18上均设置有带极柱束头2，且各件带极柱束头2的两侧面上均设置有若干件沿着正极耳17或负极耳18长度方向排布的极柱23；其中，盖板32的四个周侧以及电池壳31远离开口的一侧面的四个周侧均设置有若干道用于供各道带极柱束头2的极柱23伸出壳体3外的贯穿孔321。

当需要将电池芯体1与壳体3组装在一起时，只需要将电池芯体1从电池壳31的开口放进壳体3内，并使得设置于电池芯体1其中一面上的各件极柱23均通过设置于电池壳31上的各道贯穿孔321穿设出电池壳31外，并使得设置于电池芯体1另外一面上的各件极柱23通过电池壳31的开口伸出电池壳31外，最后，只需要盖上盖板32，并使得设置于电池上且位于电池芯体1靠近开口的一侧上的各根极柱23从设置于盖板32上的各道贯穿孔321伸出即可。

实施例七：

如图14所示，与实施例一的区别在于，电池芯体1的俯视呈“十”子形状设置，电池芯体1直接由两块以上矩形片状正极片11、负极片12以及若干片第一隔膜13交替叠摞构成，具体的，正极片11和负极片12以第一隔膜13的中心线为轴线轴向旋转排布，且任意相邻设置的正极片11和负极片12沿其长度方向上的夹角为90度；其中，各片正极片11和各片负极片12设置有无涂层基半面端14的部位上均设置有若干道让位槽19，组成其中一个正极耳17上的各道让位槽19与组成另外一个正极耳17的各道让位槽19相互交错，组成其中一个负极耳18上的各道让位槽19与组成另外一个负极耳18的各道让位槽19相互交错。

当需要在同一带电极材料上裁切出两片分别组成两个相同电极且安装方向相反的电极耳（正极耳17或负极耳18）的电极片（正极片11或负极片12）时，只需要在相邻设置的两片电极片之间预留一道呈矩形状设置的无涂层基半面端14，然后在该道无涂层基半面端14上沿其长度做连续“己”字型裁切轨迹，使得该相邻设置的两片电极片分离时，位于该两片电极片之间的无涂层基半面端14会自动分为两道，且该分割完成的两道无涂层基半面端14会分别与两片电极连接。

本实施例的工作原理：

通过将设置于电池芯体1上的各件带极柱束头2的极柱23从壳体3的侧面上贯穿孔321引出，使得多件锂电池立起并排时，只需要将各件锂电池的极柱23朝向同一方向摆放即可，此时，各件锂电池的极柱23会处于任意相邻设置的两件锂电池预留下的散热空间中，从而使得多件锂电池配合使用时，所占用的空间会大幅度减小，且将用电设备的接电线与极柱23连接时，用电设备的接电线也会处于任意相邻设置的两件锂电池预留下的散热空间中，进一步达到节省空间的效果。

其中，本技术方案适用于液态锂离子电池，半固态锂离子电池， 固态锂离子电池，亦适用于固态聚合物锂离子电池。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，包括充有电解液的壳体（3）以及安装于壳体（3）内的电池芯体（1），所述电池芯体（1）由两块以上矩形片状正极片（11）、负极片（12）以及若干片第一隔膜（13）交替叠摞构成，所述电池芯体（1）的正极片（11）和负极片（12）的无涂层基半面端（14）以相反方向布排，所述电池芯体（1）的各片正极片（11）和各片负极片（12）分别通过带极柱束头（2）装订，其特征在于：所述壳体（3）包括一侧开口设置的电池壳（31）和用于盖设电池壳（31）开口的盖板（32），所述壳体（3）上设置有若干道贯穿孔（321），各所述带极柱束头（2）的极柱（23）的轴线沿着壳体（3）的厚度方向设置且分别通过各道贯穿孔（321）伸出壳体（3）外。

2.根据权利要求1所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：各所述带极柱束头（2）均包括与电池芯体（1）的各片正极片（11）或负极片（12）的无涂层基半面端（14）重合的束头体（21）、设置于束头体（21）的侧面上且与束头体（21）互相垂直的极柱（23）以及设置在电池芯体（1）两侧面且通过螺栓螺母固定的压板（22），所述压板（22）上设置有若干道用于供各件极柱（23）伸出压板（22）外的通孔（221）。

3.根据权利要求2所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：所述电池芯体（1）主要由若干件子芯体（15）组合形成，任意相邻设置的两件子芯体（15）之间通过第二隔膜（16）隔开设置，所述带极柱束头（2）设置有若干件且分别设置于各件子芯体（15）的两端上。

4.根据权利要求3所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：各所述第二隔膜（16）分别粘贴于各件电池芯体（1）的其中一侧面上，各所述第二隔膜（16）远离电池芯体（1）的一侧面上均设置有离型膜（161）。

5.根据权利要求3所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：各所述带极柱（23）束体上的极柱（23）均设置有一件，各所述贯穿孔（321）均布于盖板（32）的两端，且设置于所述盖板（32）同一端上的各道贯穿孔（321）沿着盖板（32）的宽度方向排布设置。

6.根据权利要求3所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：各所述带极柱（23）束体上的极柱（23）均设置有一件，各所述贯穿孔（321）均布于盖板（32）和壳体（3）上，设置于所述盖板（32）上的各道贯穿孔（321）均布于盖板（32）的两端且沿着盖板（32）的宽度方向排布，设置于所述电池壳（31）上的各道贯穿孔（321）位于电池壳（31）远离开口的一侧上且均布于电池壳（31）的两端，位于电池壳（31）两端的各道贯穿孔（321）沿电池壳（31）的宽度方向排布且与设置于盖板（32）上的各道贯穿孔（321）互相交错排布设置。

7.根据权利要求3所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：各所述带极柱（23）束体上的极柱（23）均对称设置有两件，各所述贯穿孔（321）均布于盖板（32）和壳体（3）上，设置于所述盖板（32）上的各道贯穿孔（321）均布于盖板（32）的两端且沿着盖板（32）的宽度方向排布，设置于所述电池壳（31）上的各道贯穿孔（321）位于电池壳（31）远离开口的一侧上且与设置于盖板（32）上的各道贯穿孔（321）互相镜像设置。

8.根据权利要求2所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：各所述正极片（11）和负极片（12）以第一隔膜（13）的中心线为轴线轴向旋转排布，各所述正极片（11）的无涂层基半面端（14）均布于电池芯体（1）的其中两侧边以形成两个正极耳（17），各所述负极片（12）的无涂层基半面端（14）均布于电池芯体（1）的另外两侧边上以形成两个负极耳（18），各所述带极柱束头（2）分别设置于各件正极耳（17）和各件负极耳（18）上，所述盖板（32）的四个周侧均设置有若干道用于供各道带极柱束头（2）的极柱（23）伸出壳体（3）外的贯穿孔（321）。

9.根据权利要求2所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：各所述正极片（11）和负极片（12）以第一隔膜（13）的中心线为轴线轴向旋转排布，各所述正极片（11）的无涂层基半面端（14）均布于电池芯体（1）的其中两侧边以形成两个正极耳（17），各所述负极片（12）的无涂层基半面端（14）均布于电池芯体（1）的另外两侧边上以形成两个负极耳（18），各所述带极柱束头（2）分别设置于各件正极耳（17）和各件负极耳（18）上，所述盖板（32）的四个周侧以及电池壳（31）远离开口的一面的四个周侧均设置有若干道贯穿孔（321），各所述带极柱束头（2）上均对称设置有若干件极柱（23）。

10.根据权利要求8或9任一所述的一种高能量密度多极柱结构大容量锂电池，其特征在于：各所述正极片（11）和负极片（12）设置有无涂层基半面端（14）的部位上均设置有若干道让位槽（19），组成其中一个正极耳（17）上的各道让位槽（19）与组成另外一个正极耳（17）的各道让位槽（19）相互交错，组成其中一个负极耳（18）上的各道让位槽（19）与组成另外一个负极耳（18）的各道让位槽（19）相互交错。

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