CN113871690A - 电池单元、锂电池及无模组电池包结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池单元、锂电池及无模组电池包结构，包括铜箔、铝箔；所述铜箔和所述铝箔彼此贴合并连接为一体以形成为铜铝复合箔结构；所述电池单元还包括第一隔膜以及第二隔膜；所述第一隔膜与所述铝箔之间形成为第一容纳腔，该第一容纳腔内具有正极材料；所述第二隔膜与所述铜箔之间形成为第二容纳腔，该第二容纳腔内具有负极材料。本发明的电池单元通过铝箔和铜箔焊接形成为铜铝复合箔，电荷流动沿着铜铝复合箔截面直接流过，流动路径变短，内阻变小，电荷通过铜铝复合箔时会产生较小的压降，有效解决了现有技术中锂电池发热严重、温度高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池单元、锂电池及具有该锂电池的无模组电池包结构。
背景技术
现有技术中，锂离子电池内部设置有小电芯，通常小电芯包括一层隔膜，并在该隔膜的两侧设置了铜箔和铝箔，铜箔朝向隔膜的一侧设置有负极材料，铝箔朝向隔膜的另一侧设置有正极材料，铜箔的一端设置负极引出，铝箔的一端设置有正极引出。经层叠或者卷绕后，装入铝壳中，注入电解液封装以形成为锂离子电池。当充放电时，电荷流动需要沿着铜箔和铝箔平面走到正极引出和负极引出，电流流动路径较长，内阻变大，电荷通过铜箔和铝箔时会产生较大的压降，导致铜箔和铝箔发热严重，造成电池温度升高。
对于超大电流或者超大倍率放电系统的锂电池运用场合，由于需要沿铜箔和铝箔流动的电流特别大，就会在铜箔和铝箔上面形成非常大的压降，并产生很大的热量，从而导致现阶段的锂离子电池应用场合受限。
因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种新型电池单元和锂电池结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种确保电流流动路径变短、内阻变小、电荷通过铜铝复合箔产生较小的压降以解决锂电池发热问题的电池单元、锂电池及具有该锂电池的无模组电池包结构。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的电池单元，该电池单元包括：
铜箔；
铝箔；
所述铜箔和所述铝箔彼此贴合并连接为一体以形成为铜铝复合箔结构；
所述电池单元还包括：
靠近所述铜铝复合箔的铝箔一侧的第一隔膜；以及
靠近所述铜铝复合箔的铜箔一侧的第二隔膜；
所述第一隔膜与所述铝箔之间形成为第一容纳腔，该第一容纳腔内具有正极材料；
所述第二隔膜与所述铜箔之间形成为第二容纳腔，该第二容纳腔内具有负极材料。
进一步的，所述铜铝复合箔结构的边缘朝向所述第一隔膜和所述第二隔膜的边缘延伸、并与所述第一隔膜和所述第二隔膜连接；
所述第一隔膜的中部位置朝向远离所述铝箔一侧凸出以与所述铝箔之间形成为所述第一容纳腔；
所述第二隔膜的中部位置朝向远离所述铜箔一侧凸出以与所述铜箔之间形成为所述第二容纳腔；
所述第一容纳腔和所述第二容纳腔内均填充有电解液。
本发明公开了一种锂电池，该锂电池包括：
总正组件；
总负组件；以及
集成于所述总正组件和所述总负组件之间的至少一个如上所述的电池单元。
进一步的，所述总正组件和所述总负组件之间集成有多组所述电池单元；
相邻的所述电池单元的所述第一隔膜和所述第二隔膜抵接
进一步的，所述总正组件包括：
锂电池铝板；以及
第三隔膜；
所述第三隔膜的边缘与所述锂电池铝板连接，所述第三隔膜的中部位置朝向与其靠近的所述电池单元的第二隔膜凸出并与该第二隔膜抵接；
所述第三隔膜与所述锂电池铝板之间形成为第三容纳腔；
所述第三容纳腔内具有正极材料；
所述第三容纳腔内填充有电解液。
进一步的，所述总负组件包括：
锂电池铜板；以及
第四隔膜；
所述第四隔膜的边缘与所述锂电池铜板连接，所述第四隔膜的中部位置朝向与其靠近的所述电池单元的第一隔膜凸出并与该第一隔膜抵接；
所述第四隔膜与所述锂电池铜板之间形成为第四容纳腔；
所述第四容纳腔内具有负极材料；
所述第四容纳腔内填充有电解液。
进一步的，所述锂电池铝板和所述锂电池铜板之间通过支撑柱绝缘连接并保持所述锂电池铝板和所述锂电池铜板之间的距离；
进一步的，所述第三容纳腔和第二容纳腔的外周侧、第四容纳腔和第一容纳腔的外周侧、以及相邻的所述电池单元的第一容纳腔和所述第二容纳腔的外周侧均安装有密封结构；
所述密封结构选用橡胶密封圈。
本发明公开了一种无模组电池包结构，该电池包结构包括：
箱体；以及
与所述箱体连接的如上所述的锂电池。
进一步的，所述锂电池与所述箱体绝缘连接。
在上述技术方案中，本发明提供的一种电池单元、锂电池及无模组电池包结构，具有以下有益效果：
本发明的电池单元通过铝箔和铜箔焊接形成为铜铝复合箔，电荷流动沿着铜铝复合箔截面直接流过，流动路径变短，内阻变小，电荷通过铜铝复合箔时会产生较小的压降，有效解决了现有技术中锂电池发热严重、温度高的问题。
本发明的锂电池具有至少一组电池单元，且铜铝复合箔均只有部分面接触电解液，至少部分裸露在空气中；此外，锂电池铜板和锂电池铝板相比现有技术的电极而言，面积较大，散热效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电池单元的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的锂电池的结构示意图。
附图标记说明：
1、电池单元；2、正极材料；3、负极材料；4、总正组件；5、总负组件；6、支撑柱；7、密封结构；
101、铜箔；102、铝箔；103、第一隔膜；104、第二隔膜；105、第一容纳腔；106、第二容纳腔；
401、锂电池铝板；402、第三隔膜；403、第三容纳腔；
501、锂电池铜板；502、第四隔膜；503、第四容纳腔。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1所示；
实施例一；
本实施例的电池单元，该电池单元1包括：
铜箔101；
铝箔102；
铜箔101和铝箔102彼此贴合并连接为一体以形成为铜铝复合箔结构；
电池单元1还包括：
靠近铜铝复合箔的铝箔102一侧的第一隔膜103；以及
靠近铜铝复合箔的铜箔101一侧的第二隔膜104；
第一隔膜103与铝箔102之间形成为第一容纳腔105，该第一容纳腔105内具有正极材料2；
第二隔膜104与铜箔101之间形成为第二容纳腔106，该第二容纳腔106内具有负极材料3。
优选的，本实施例一的铜铝复合箔结构的边缘朝向第一隔膜103和第二隔膜104的边缘延伸、并与第一隔膜103和第二隔膜104连接；
第一隔膜103的中部位置朝向远离铝箔102一侧凸出以与铝箔102之间形成为第一容纳腔105；
第二隔膜104的中部位置朝向远离铜箔101一侧凸出以与铜箔101之间形成为第二容纳腔106；
第一容纳腔105和第二容纳腔106内均填充有电解液。
首先，本申请的实施例一公开了一种新型电池单元1，该电池单元1包括通过铜箔101和铝箔102焊接成为一体的铜铝复合箔，并在靠近铝箔102一侧布置了第一隔膜103，靠近铜箔101一侧布置了第二隔膜104；本实施例一的铝箔102和第一隔膜103之间形成为能够容纳正极材料2的第一容纳腔105，铜箔101和第二隔膜104之间形成为能够容纳负极材料3的第二容纳腔106。为了解决现有技术中锂电池的正极引出和负极引出均在铜箔和铝箔的侧面，导致电荷流动需要沿着铜箔和铝箔平面走到正极引出和负极引出，最终导致的发热严重的问题，本实施例一公开的新型电池单元1在充放电时，电荷流动沿着铜铝复合箔截面直接流过，流动路径变短、内阻变小，电荷通过铜铝复合箔时会产生较小的压降，有效解决了锂电池发热严重、温度高的问题。
实施例二，参见图2所示。
本实施例二公开了一种锂电池，该锂电池包括：
总正组件4；
总负组件5；以及
集成于总正组件4和总负组件5之间的至少一个如上所述的电池单元1。
更为优先的是，本实施例的总正组件4和总负组件5之间集成有多组电池单元1；
相邻的电池单元1的第一隔膜103和第二隔膜104抵接。
优选的，本实施例二的总正组件4包括：
锂电池铝板401；以及
第三隔膜402；
第三隔膜402的边缘与锂电池铝板401连接，第三隔膜402的中部位置朝向与其靠近的电池单元1的第二隔膜104凸出并与该第二隔膜104抵接；
第三隔膜402与锂电池铝板401之间形成为第三容纳腔403；
第三容纳腔403内具有正极材料2；
第三容纳腔403内填充有电解液。
优选的，本实施例二的总负组件5包括：
锂电池铜板501；以及
第四隔膜502；
第四隔膜502的边缘与锂电池铜板501连接，第四隔膜502的中部位置朝向与其靠近的电池单元1的第一隔膜103凸出并与该第一隔膜103抵接；
第四隔膜502与锂电池铜板501之间形成为第四容纳腔503；
第四容纳腔503内具有负极材料3；
第四容纳腔503内填充有电解液。
本实施例二进一步公开了一种具有至少一组实施例一公开的电池单元1的锂电池；其包括总正组件4、总负组件5和电池单元1。详细结构见上述限定，该处不再赘述。首先在总正组件4和总负组件5之间嵌入多组电池单元1。
其次，上述的锂电池铝板401和锂电池铜板501之间通过支撑柱6连接并保持锂电池铝板401和锂电池铜板501之间的距离；
支撑柱6与锂电池铝板401和锂电池铜板501均绝缘连接，更为优选的是该支撑柱6选用绝缘子。
最后，本实施例二的第三容纳腔403和第二容纳腔106的外周侧、第四容纳腔503和第一容纳腔105的外周侧、以及相邻的电池单元1的第一容纳腔105和第二容纳腔106的外周侧均安装有密封结构7；
密封结构7选用橡胶密封圈。
为了实现总正组件4、总负组件5和电池单元1的连接，总正组件4和总负组件5之间通过支撑柱6连为一体，并在支撑柱6的作用下保持总正组件4和总负组件5的距离，以此来将电池单元1夹持在内部，从而形成为一个锂电池整体。而本实施例的支撑柱6可以选用绝缘子，通过组装后，第三隔膜402与第二隔膜104中部抵接，第四隔膜502与第一隔膜103中部抵接，以确保充放电时，电荷流动，采用本实施例二提出的方案彻底改变了现有的层叠或卷绕的工艺，其工艺更为简单。
而本实施例二的锂电池内部可以是多组电池单元1，多个电池单元1以此排布在总正组件4和总负组件5之间。相邻的电池单元1的第一隔膜103和第二隔膜104相互抵接，并设计了上述的密封结构7，本实施例二涉及的密封结构7位于相邻电池单元1的第一容纳腔105和第二容纳腔106的外周侧，密封结构7的两面分别抵接对应的第一隔膜103和第二隔膜104，以通过该密封结构7增强相应的连接部位。而第三容纳腔403和第二容纳腔106的外周侧，以及第四容纳腔503与第一容纳腔105的外周侧处的密封结构7原理也是如此，该处不再赘述。
实施例三：
本实施例三公开了一种无模组电池包结构，该电池包结构包括：
箱体；以及
与箱体连接的如上所述的锂电池。
其中，上述的锂电池与箱体通过绝缘子实现绝缘连接。
该处的锂电池可以看做是一个大电池，无需成组成电池模组即可使用，省略了大量的成组所需物料以及工艺，降低了成本。
在上述技术方案中，本发明提供的一种电池单元、锂电池及无模组电池包结构，具有以下有益效果：
本发明的电池单元1通过铝箔102和铜箔101焊接形成为铜铝复合箔，电荷流动沿着铜铝复合箔截面直接流过，流动路径变短，内阻变小，电荷通过铜铝复合箔时会产生较小的压降，有效解决了现有技术中锂电池发热严重、温度高的问题。
本发明的锂电池具有至少一组电池单元1，且铜铝复合箔均只有部分面接触电解液，至少部分裸露在空气中；此外，锂电池铜板501和锂电池铝板401相比现有技术的电极而言，面积较大，散热效果更好。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.电池单元，其特征在于，该电池单元(1)包括：
铜箔(101)；
铝箔(102)；
所述铜箔(101)和所述铝箔(102)彼此贴合并连接为一体以形成为铜铝复合箔结构；
所述电池单元(1)还包括：
靠近所述铜铝复合箔的铝箔(102)一侧的第一隔膜(103)；以及
靠近所述铜铝复合箔的铜箔(101)一侧的第二隔膜(104)；
所述第一隔膜(103)与所述铝箔(102)之间形成为第一容纳腔(105)，该第一容纳腔(105)内具有正极材料(2)；
所述第二隔膜(104)与所述铜箔(101)之间形成为第二容纳腔(106)，该第二容纳腔(106)内具有负极材料(3)。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述铜铝复合箔结构的边缘朝向所述第一隔膜(103)和所述第二隔膜(104)的边缘延伸、并与所述第一隔膜(103)和所述第二隔膜(104)连接；
所述第一隔膜(103)的中部位置朝向远离所述铝箔(102)一侧凸出以与所述铝箔(102)之间形成为所述第一容纳腔(105)；
所述第二隔膜(104)的中部位置朝向远离所述铜箔(101)一侧凸出以与所述铜箔(101)之间形成为所述第二容纳腔(106)；
所述第一容纳腔(105)和所述第二容纳腔(106)内均填充有电解液。
3.锂电池，其特征在于，该锂电池包括：
总正组件(4)；
总负组件(5)；以及
集成于所述总正组件(4)和所述总负组件(5)之间的至少一个如权利要求1至2中任一项所述的电池单元(1)。
4.根据权利要求3所述的锂电池，其特征在于，所述总正组件(4)和所述总负组件(5)之间集成有多组所述电池单元(1)；
相邻的所述电池单元(1)的所述第一隔膜(103)和所述第二隔膜(104)抵接。
5.根据权利要求4所述的锂电池，其特征在于，所述总正组件(4)包括：
锂电池铝板(401)；以及
第三隔膜(402)；
所述第三隔膜(402)的边缘与所述锂电池铝板(401)连接，所述第三隔膜(402)的中部位置朝向与其靠近的所述电池单元(1)的第二隔膜(104)凸出并与该第二隔膜(104)抵接；
所述第三隔膜(402)与所述锂电池铝板(401)之间形成为第三容纳腔(403)；
所述第三容纳腔(403)内具有正极材料(2)；
所述第三容纳腔(403)内填充有电解液。
6.根据权利要求5所述的锂电池，其特征在于，所述总负组件(5)包括：
锂电池铜板(501)；以及
第四隔膜(502)；
所述第四隔膜(502)的边缘与所述锂电池铜板(501)连接，所述第四隔膜(502)的中部位置朝向与其靠近的所述电池单元(1)的第一隔膜(103)凸出并与该第一隔膜(103)抵接；
所述第四隔膜(502)与所述锂电池铜板(501)之间形成为第四容纳腔(503)；
所述第四容纳腔(503)内具有负极材料(3)；
所述第四容纳腔(503)内填充有电解液。
7.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述锂电池铝板(401)和所述锂电池铜板(501)之间通过支撑柱(6)绝缘连接并保持所述锂电池铝板(401)和所述锂电池铜板(502)之间的距离。
8.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述第三容纳腔(403)和第二容纳腔(106)的外周侧、第四容纳腔(503)和第一容纳腔(105)的外周侧、以及相邻的所述电池单元(1)的第一容纳腔(105)和所述第二容纳腔(106)的外周侧均安装有密封结构(7)。
9.无模组电池包结构，其特征在于，该电池包结构包括：
箱体；以及
与所述箱体连接的如权利要求3至8中任一项所述的锂电池。
10.根据权利要求9所述的无模组电池包结构，其特征在于，所述锂电池与所述箱体绝缘连接。
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| CN104916864A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-09-16 | 曾碚凯 | 一种铜铝双金属双极板型过渡性单元锂电池及其串联形成的高压低内阻电池堆和封装方法 |
| CN212571273U (zh) * | 2020-07-08 | 2021-02-19 | 东莞市能优能源科技有限公司 | 一种可快充的纽扣式锂电池 |
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2021
- 2021-09-29 CN CN202111149419.XA patent/CN113871690A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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