CN111916646B - 一种动力电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种动力电池，包括：卷芯，连接有正极极耳和负极极耳，所述卷芯的卷绕方向为其长度方向；壳体，用于容置所述卷芯，相对的两侧均设置有开口，所述开口的方向与所述卷芯的长度方向一致；正极盖板，盖设于所述壳体一侧的所述开口；负极盖板，盖设于所述壳体另一侧的所述开口；正极极柱，设置于所述正极盖板上；负极极柱，设置于所述负极盖板上；其中，所述正极极耳通过第一连接片与所述正极极柱连接，所述负极极耳通过所述第二连接片与所述负极极柱连接。另外，本发明还涉及一种动力电池的制备方法。相比于现有技术，本发明有效地解决电芯侧放姿态下电解液分布不均匀的问题，提升电池循环寿命。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种动力电池。
背景技术
锂离子动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池。锂离子动力电池具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽等优点。一般锂离子动力电池的结构为：以叠片或卷绕形式，将正极片、隔膜、负极片相间而形成的电芯，然后连接外部端子，放入硬壳(例如塑壳、钢壳、铝壳)或者铝塑膜中，注入电解液。其中，卷绕工艺因为速度快产能高广泛用于锂离子动力电池生产。
对于富液锂离子电池，电芯成型后，壳体底部存在较多的电解液，随着充放电电芯内部电解液逐渐消耗，底部富余的电解液受到隔膜和极片的毛细作用沿着卷芯开口方向传输，补充卷芯上端消耗的电解液。然而，对于两侧出极耳的锂离子电池，其一般呈狭长形，集成系统时，其正常的放置状态为侧放姿态，卷绕开口(即极片的上边缘和下边缘)位于两侧(参考图1～2)，不利于电解液传输到电池较高位置，从而使得循环中较高处电解液缺失，进而恶化电池的循环寿命。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种动力电池，有效地解决电芯电解液分布不均匀的问题，提升电池循环寿命。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种动力电池，包括：
卷芯，其上下方向引出有正极极耳和负极极耳；
壳体，所述卷芯容置于所述壳体，所述壳体相对的两侧均设置有开口；
正极盖板，盖设于所述壳体一侧的所述开口；
负极盖板，盖设于所述壳体另一侧的所述开口；
正极极柱，设置于所述正极盖板上；
负极极柱，设置于所述负极盖板上；
其中，所述正极极耳通过第一连接片与所述正极极柱电连接，所述负极极耳通过第二连接片与所述负极极柱电连接。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，所述壳体包括第一端板、第二端板、第一侧板和第二侧板，所述第一端板和所述第二端板分别设置于所述卷芯的顶部和底部，所述第一侧板和所述第二侧板分别设置于所述卷芯的前侧和后侧，或者所述第一侧板和所述第二侧板分别设置于所述卷芯的左侧和右侧。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，所述正极极耳和所述负极极耳设置于所述卷芯的同一端，或者所述正极极耳和所述负极极耳设置于所述卷芯相对的两端。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，所述卷芯设置有多个，多个所述卷芯沿其厚度方向叠置，多个所述卷芯并联。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，每相邻的两个所述卷芯作为一组，两个所述卷芯的正极极耳焊接为一体后再通过所述第一连接片与所述正极极柱电连接，两个所述卷芯的负极极耳焊接为一体后再通过所述第二连接片与所述负极极柱电连接。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，所述第一连接片设置有第一引出口，所述正极极耳穿过所述第一引出口并焊接于所述第一连接片上；所述第二连接片设置有第二引出口，所述负极极耳穿过所述第二引出口并焊接于所述第二连接片上。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，所述第一引出口和所述第二引出口均设置有多个，多个所述第一引出口并列设置，多个所述第二引出口并列设置。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，所述第一连接片和/或所述第二连接片的截面为“一”字型。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，所述第一连接片和/或所述第二连接片包括极耳连接部、过渡连接部和极柱连接部，所述极耳连接部与所述过渡连接部垂直连接，所述过渡连接部与所述极柱连接部垂直连接。
作为本发明所述的动力电池的一种改进，所述正极盖板上设置有注液孔和防爆阀。
相比于现有技术，本发明的有益效果包括但不限于：在本发明的动力电池中，正常放置状态时，正极极耳和负极极耳沿卷芯的上下方向引出，正极极柱和负极极柱从相对的两侧引出，从而使得卷芯的开口端(卷芯中极片的上边缘或下边缘)位于动力电池的底部，进而使得卷芯能将动力电池底部的电解液通过毛细作用传输到洞里电池顶部，补充卷芯上端消耗的电解液，从而改善电池的循环寿命。
附图说明
图1是对比例1中电池侧放时的主视图。
图2是对比例1中电池侧放时卷芯的侧视图。
图3是实施例1中动力电池侧放时的主视图。
图4是实施例1中动力电池侧放时卷芯的俯视图。
图5是实施例1中极耳连接部的结构示意图。
图6是实施例1中正极极耳与第一连接片的连接示意图。
图7是实施例2中动力电池侧放时的主视图。
图8是实施例2中动力电池侧放时卷芯的俯视图。
图9是实施例2中动力电池侧放时卷芯的仰视图。
图10是实施例2中第一连接片或第二连接片的结构示意图。
其中：1-卷芯，2-壳体，3-正极盖板，4-负极盖板，5-正极极柱，6-负极极柱，7-第一连接片，8-第二连接片，11-正极极耳，12-负极极耳，70-第一引出口，71-极耳连接部，72-过渡连接部，73-极柱连接部，80-第二引出口，81-极耳连接部，82-过渡连接部，83-极柱连接部。
箭头所指X方向为左右方向，Y方向为上下方向，Z方向为前后方向。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
本发明的提供一种动力电池。动力电池包括：卷芯，其上下方向引出有正极极耳和负极极耳；壳体，卷芯容置于壳体，壳体相对的两侧均设置有开口；正极盖板，盖设于壳体一侧的所述开口；负极盖板，盖设于壳体另一侧的开口；正极极柱，设置于正极盖板上；负极极柱，设置于负极盖板上；其中，正极极耳通过第一连接片与正极极柱电连接，负极极耳通过第二连接片与负极极柱电连接。
发明人发现，由于本发明具有上述结构，当将动力电池正常放置时，卷芯的开口端(极片的上边缘或下边缘)是位于动力电池底部的，从而能将动力电池底部的电解液通过毛细作用传输到电池顶部，补充卷芯上端消耗的电解液，从而改善电池的循环寿命。
在本发明的动力电池中，壳体包括第一端板、第二端板、第一侧板和第二侧板，第一端板和第二端板分别设置于卷芯的顶部和底部，在一些实施例中，第一侧板和第二侧板分别设置于卷芯的前侧和后侧；在一些实施例中，第一侧板和第二侧板分别设置于卷芯的左侧和右侧。在以上实施例中，壳体形成为“口”字型结构。
在一些实施例中，正极极耳和负极极耳设置于卷芯的同一端。在一些实施例中，正极极耳和负极极耳设置于卷芯相对的两端。正极极耳和负极极耳只要满足设置在卷芯的上下方向，不管是位于同一端还是位于相对的两端均可。
在一些实施例中，卷芯设置有多个，多个卷芯沿其厚度方向叠置，多个卷芯并联。每相邻的两个卷芯作为一组，两个卷芯的正极极耳焊接为一体后再通过第一连接片与正极极柱电连接，两个卷芯的负极极耳焊接为一体后再通过第二连接片与负极极柱电连接。
在本发明的动力电池中，第一连接片设置有第一引出口，正极极耳穿过第一引出口并焊接于第一连接片上。在一些实施例中，第一引出口设置有多个，多个第一引出口并列设置。
在本发明的动力电池中，第二连接片设置有第二引出口，负极极耳穿过第二引出口并焊接于第二连接片上。在一些实施例中，第二引出口设置有多个，多个第二引出口并列设置。
在本发明的动力电池中，第一连接片和/或第二连接片的截面为“一”字型，第一连接片的一端用于焊接正极极耳，第一连接片的另一端用于连接正极极柱，第二连接片的一端用于焊接负极极耳，第二连接片的另一端用于连接所述负极极柱。
或者，在本发明的动力电池中，第一连接片和/或第二连接片包括极耳连接部、过渡连接部和极柱连接部，极耳连接部与过渡连接部垂直连接，过渡连接部与极柱连接部垂直连接。极耳连接部与正极极耳或负极极耳连接，极柱连接部与正极极柱或负极极柱连接。
具体的，在一些实施例中，第一连接片和第二连接片的截面均为“一”字型，第一连接片的一端用于焊接正极极耳，第一连接片的另一端用于连接正极极柱，第二连接片的一端用于焊接负极极耳，第二连接片的另一端用于连接所述负极极柱。
在一些实施例中，第一连接片和第二连接片均包括极耳连接部、过渡连接部和极柱连接部，极耳连接部与过渡连接部垂直连接，过渡连接部与极柱连接部垂直连接，极耳连接部与正极极耳或负极极耳连接，极柱连接部与正极极柱或负极极柱连接。
在一些实施例中，第一连接片的截面为“一”字型，第一连接片的一端用于焊接正极极耳，第一连接片的另一端用于连接正极极柱，第二连接片均包括极耳连接部、过渡连接部和极柱连接部，极耳连接部与过渡连接部垂直连接，过渡连接部与极柱连接部垂直连接，极耳连接部与负极极耳连接，极柱连接部与负极极柱连接。
在一些实施例中，第二连接片的截面为“一”字型，第二连接片的一端用于焊接负极极耳，第二连接片的另一端用于连接负极极柱，第一连接片均包括极耳连接部、过渡连接部和极柱连接部，极耳连接部与过渡连接部垂直连接，过渡连接部与极柱连接部垂直连接，极耳连接部与正极极耳连接，极柱连接部与正极极柱连接。
在本发明的动力电池中，正极盖板上设置有注液孔和防爆阀。
下面说明本发明的动力电池的实施例、对比例、测试过程以及测试结果。需要说明的是，以下动力电池均为富液类型，成型后具有大于1g的游离电解液，以满足后续电解液消耗。
实施例1
参考图3～6，一种动力电池，包括：卷芯，其上下方向引出有正极极耳和负极极耳；壳体，卷芯容置于壳体，壳体相对的两侧均设置有开口；正极盖板，盖设于壳体一侧的所述开口；负极盖板，盖设于壳体另一侧的开口；正极极柱，设置于正极盖板上；负极极柱，设置于负极盖板上；其中，正极极耳通过第一连接片与正极极柱电连接，负极极耳通过第二连接片与负极极柱电连接。
其中，壳体包括第一端板、第二端板、第一侧板和第二侧板，第一端板和第二端板分别设置于卷芯的顶部和底部，第一侧板和第二侧板分别设置于卷芯的前侧和后侧。正极极耳11和负极极耳12设置于卷芯1的同一端。第一连接片7设置有多个并列的第一引出口70，正极极耳11穿过第一引出口70并焊接于第一连接片7上。第二连接片8设置有多个并列的第二引出口80，负极极耳12穿过第二引出口80并焊接于第二连接片8上。卷芯1设置有多个，每两个相邻的卷芯1的正极极耳先预焊在一起，再穿过第一连接片7并焊接于第一连接片7上，且每两个相邻的卷芯1的负极极耳12先预焊在一起，再穿过第二连接片8并焊接于第二连接片8上。第一连接片7和第二连接片8均包括极耳连接部71/81、过渡连接部72/82和极柱连接部73/83，极耳连接部71/81与过渡连接部72/82垂直连接，过渡连接部72/82与极柱连接部73/83垂直连接，极耳连接部71/81与正极极耳11或负极极耳12连接，极柱连接部73/83与正极极柱5或负极极柱6连接。
实施例2
参考图7～10，一种动力电池，该动力电池与实施例1不同的是：壳体包括第一端板、第二端板、第一侧板和第二侧板，第一端板和第二端板分别设置于卷芯的顶部和底部，第一侧板和第二侧板分别设置于卷芯的左侧和右侧。正极极耳11和负极极耳12设置于卷芯1相对的两端。第一连接片7和第二连接片8的截面均为“一”字型，第一连接片7的一端用于焊接正极极耳11，第一连接片7的另一端用于连接正极极柱5，第二连接片8的一端用于焊接负极极耳12，第二连接片8的另一端用于连接所述负极极柱6。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例1
参考图1～2，一种锂离子电池，包括：卷芯1，其两侧分别引出有正极极耳11和负极极耳12；壳体2，卷芯1容置于壳体2，壳体2在与正极极耳11和负极极耳12引出方向相同的两侧设置有开口；正极盖板，盖设于壳体2一侧的开口；负极盖板，盖设于壳体2另一侧的开口；正极极柱5，设置于正极盖板上；负极极柱6，设置于负极盖板上；其中，正极极耳11与正极极柱5电连接，负极极耳12与负极极柱6电连接。
性能测试
对实施例1和2以及对比例1制得的电池进行循环性能测试，具体测试条件为：室温，2.75V～4.2V，0.5C充/放电。测试结果如表1所示。
表1测试结果
由表1的数据可以看出，实施例1和2的电池其容量保持率明显高于对比例1的电池，而且实施例1和2的电池，容量保持率较为接近。由此可见，本发明将动力电池设置为上述结构确实能改善动力电池的循环性能，而且，不管卷芯是同侧出极耳还是两侧出极耳，都能实现很好的改善效果。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (8)
1.一种动力电池，其特征在于，包括：
卷芯，沿Y轴方向引出有正极极耳和负极极耳；
壳体，所述卷芯容置于所述壳体，所述壳体相对的两侧均设置有开口，两个所述开口沿X轴方向排布；
正极盖板，盖设于所述壳体一侧的所述开口；
负极盖板，盖设于所述壳体另一侧的所述开口；
正极极柱，设置于所述正极盖板上；
负极极柱，设置于所述负极盖板上；
其中，所述正极极耳通过第一连接片与所述正极极柱电连接，所述负极极耳通过第二连接片与所述负极极柱电连接，所述正极极耳和所述负极极耳设置于所述卷芯开口端的同一端，位于所述壳体的上部，所述卷芯未设极耳的开口端位于所述壳体的底部；所述第一连接片和/或所述第二连接片包括极耳连接部、过渡连接部和极柱连接部，所述极耳连接部与所述过渡连接部垂直连接，所述过渡连接部与所述极柱连接部垂直连接。
2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述壳体包括第一端板、第二端板、第一侧板和第二侧板，所述第一端板和所述第二端板分别设置于所述卷芯的顶部和底部，所述第一侧板和所述第二侧板分别设置于所述卷芯的前侧和后侧，或者所述第一侧板和所述第二侧板分别设置于所述卷芯的左侧和右侧。
3.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述卷芯设置有多个，多个所述卷芯沿其厚度方向叠置，多个所述卷芯并联。
4.根据权利要求3所述的动力电池，其特征在于：每相邻的两个所述卷芯作为一组，两个所述卷芯的正极极耳焊接为一体后再通过所述第一连接片与所述正极极柱电连接，两个所述卷芯的负极极耳焊接为一体后再通过所述第二连接片与所述负极极柱电连接。
5.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述第一连接片设置有第一引出口，所述正极极耳穿过所述第一引出口并焊接于所述第一连接片上；所述第二连接片设置有第二引出口，所述负极极耳穿过所述第二引出口并焊接于所述第二连接片上。
6.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于：所述第一引出口和所述第二引出口均设置有多个，多个所述第一引出口并列设置，多个所述第二引出口并列设置。
7.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述第一连接片和/或所述第二连接片的截面为“一”字型。
8.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述正极盖板上设置有注液孔和防爆阀。
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- 2020-07-08 CN CN202010649141.1A patent/CN111916646B/zh active Active
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