CN114188503A - 电池组 - Google Patents
电池组 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114188503A CN114188503A CN202111469955.8A CN202111469955A CN114188503A CN 114188503 A CN114188503 A CN 114188503A CN 202111469955 A CN202111469955 A CN 202111469955A CN 114188503 A CN114188503 A CN 114188503A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current collector
- positive electrode
- battery
- battery pack
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本发明提供一种电池组。电池组包括电芯本体,电芯本体包括隔膜和两个极片,隔膜位于两个极片之间;极片包括绝缘集流体和多个导电部,导电部设置在绝缘集流体相对的两个表面上,绝缘集流体不同表面的导电部相对设置,绝缘集流体相同表面的导电部间隔设置,导电部上具有活性物质层;两个极片的活性物质层对应设置,对应的活性物质层及其所覆盖的极片和隔膜共同形成电芯单体。本发明提供的电池组,可以满足电子设备中不同功率器件或不同电压器件的供电。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域,尤其涉及一种电池组。
背景技术
随着社会的快速发展,锂离子电池技术也得到迅速发展。
由于不同的电子设备对锂离子电池的尺寸、厚度、电压、能量密度等要求不同,而单体锂离子电池的电压一般在3.8~4.48V之间,且为兼顾锂离子电池的安全性能和厚度等因素,单体锂离子电池的容量一般设置6000mAh以内,因此就会导致一些功率较大的电子设备需要通过将多个单体锂离子电池进行串联或者联以组装成电池组,以此来满足自身对工作电压和续航能力的需求。在锂离子电池串并/联过程中需要对单体电池进行粘结、套壳、极耳焊接等工序,将多个单体锂离子电池组装成特定尺寸、厚度、电压、能量密度的电池组来满足电子设备的供电需求。
但是,组装后的电池组无法满足电子设备中不同功率器件或不同电压器件的供电。
发明内容
本发明提供了一种电池组,该电池组可以满足电子设备中不同功率器件或不同电压器件的供电。
本发明提供一种电池组,包括电芯本体,电芯本体包括隔膜和两个极片,隔膜位于两个极片之间;
极片包括绝缘集流体和多个导电部,导电部设置在绝缘集流体相对的两个表面上,绝缘集流体不同表面的导电部相对设置,绝缘集流体相同表面的导电部间隔设置,导电部上具有活性物质层;
两个极片的活性物质层对应设置,对应的活性物质层及其所覆盖的极片和隔膜共同形成电芯单体。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,相邻的电芯单体之间可折叠。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,两个极片包括正极片和负极片,正极片的导电部包括镀铝层,负极片的导电部包括镀铜层。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,镀铝层的厚度为1μm~5μm,镀铜层的厚度为1μm~5μm;
和/或,间隔设置的镀铝层之间的间距为5mm~10mm,间隔设置的镀铜层之间的间距为3mm~8mm。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,绝缘集流体的厚度为3μm~9μm。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,间隔设置的导电部之间的绝缘集流体上具有缺口,缺口位于绝缘集流体的至少一侧。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,正极片上的缺口的顶端与缺口的开口端之间的距离为10mm~15mm;负极片上的缺口的顶端与缺口的开口端之间的距离为6mm~12mm;
和/或,缺口的开口端的宽度和与缺口相邻的导电部之间的间距相等。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,正极片的边缘在负极片上的投影位于负极片内,正极片的边缘与负极片的边缘之间的间距为1mm~3mm。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,极片还包括多个极耳,极耳与导电部一一对应设置,极耳位于绝缘集流体的外侧,两个极片的极耳错开设置。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,极耳与电芯单体一一对应设置,电芯单体通过极耳并联。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,极耳与电芯单体一一对应设置,电芯单体通过极耳串联。
在一种可能的实施方式中,本发明提供的电池组,还包括塑封膜和电解液,电芯本体和电解液位于塑封膜内。
本发明提供的电池组,电池组通过设置电芯本体,电芯本体包括隔膜和两个极片,隔膜位于两个极片之间;极片包括绝缘集流体和多个导电部,导电部上具有活性物质层,对应的活性物质层及其所覆盖的绝缘集流体、导电部和隔膜共同形成电芯单体。相邻的电芯单体之间的间距即为相邻的导电部之间的间距,各电芯单体通过同一绝缘集流体连接。由于绝缘集流体本身不具有导电能力,而各电芯单体之间被绝缘集流体的未设置导电部和活性物质层的区域间隔开,各电芯单体之间不导电。在电池组用于电子产品时,可以根据电子产品中器件的不同功率或不同电压,灵活的选择电芯单体的数量进行供电,以满足电子设备中不同功率器件或不同电压器件的供电。
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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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为本发明实施例提供的电池组的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的电池组中电芯本体的结构示意图;
图3为图2中的A-A剖面的剖视图;
图4为本发明实施例提供的电池组中正极片的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的电池组中负极片的结构示意图;
图6为图4中B向的结构示意图;
图7为图5中C向的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的电池组的制备方法的流程图。
附图标记说明
1-电池组;
10-电芯本体;
11-极片;11a-正极片;11b-负极片;111-绝缘集流体;111a-正极绝缘集流体;111b-负极绝缘集流体;112-导电部;112a-正极导电部;112b-负极导电部;113-活性物质层;113a-正极活性物质层;113b-负极活性物质层;114-极耳;114a-正极极耳;114b-负极极耳;
12-隔膜;
13-电芯单体;
14-缺口;14a-正极片缺口;14b-负极片缺口;
15-塑封膜;
La-正极片长度方向;
Wa-正极片宽度方向;
Lb-负极片长度方向;
Wb-负极片宽度方向。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以使固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。
锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间来回移动进行工作。作为一种新型储能电池,由于具有高能量、长寿命、低耗能、无公害、无记忆效应以及自放电小、内阻小、性价比高、污染少等优点,锂离子电池逐步在应用中显示出巨大的优势,其广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机以及数码相机等各个领域。
由于不同的电子设备对锂离子电池的尺寸、厚度、电压、能量密度等要求不同。而单体锂离子电池的电压一般在3.8~4.48V之间,且为兼顾锂离子电池的安全性能和厚度等因素,单体锂离子电池的容量一般设置6000mAh以内,因此就会导致一些功率较大的电子设备需要通过将多个单体锂离子电池进行串联或者并联以组装成电池组,以此来满足自身对工作电压和续航能力的需求。在锂离子电池串联或者并联过程中需要对单体电池进行粘结、套壳、极耳焊接等工序,将多个锂离子电池组装成特定尺寸、厚度、电压、能量密度的电池组来满足电子设备的供电需求。
但是,组装后的电池组无法满足电子设备中不同功率器件或不同电压器件的供电。
基于此,本发明提供了一种电池组,电池组可以满足电子设备中不同功率器件或不同电压器件的供电。
图1为本发明实施例提供的电池组的结构示意图;图2为本发明实施例提供的电池组中电芯本体的结构示意图;图3为图2中的A-A剖面的剖视图;
图4为本发明实施例提供的电池组中正极片的结构示意图;图5为本发明实施例提供的电池组中负极片的结构示意图。
如图1至图5所示,本发明提供的电池组1包括电芯本体10,电芯本体10包括隔膜12和两个极片11,隔膜12位于两个极片11之间;极片11包括绝缘集流体111和多个导电部112,导电部112设置在绝缘集流体111相对的两个表面上,绝缘集流体111不同表面的导电部112相对设置,绝缘集流体111相同表面的导电部112间隔设置,导电部112上具有活性物质层113;两个极片11的活性物质层113对应设置,对应的活性物质层113及其所覆盖的极片11和隔膜12共同形成电芯单体13。
具体的,电芯本体10中的两个极片11可以分别为正极片11a和负极片11b。隔膜12在正极片11a与负极片12b之间起电子绝缘、提供锂离子迁移微孔通道的作用。正极片11a和负极片11b为电芯本体10的核心部件,分别用作电芯本体10的正极和负极。在组装电芯本体10时,隔膜12被放置在正极片11a与负极片11b之间,通过叠片工艺形成电芯本体10。
请继续参见图2至图5所示,极片11包括绝缘集流体111和多个导电部112。绝缘集流体111作为极片11的基体材料,用于支撑导电部112。绝缘集流体111可以选用聚酰胺、聚对苯二甲酸酯(PET膜)、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚丙乙烯、聚甲醛、环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚碳酸酯中的至少一种。例如,绝缘集流体111可以为PET膜。
其中,用于正极片11a的绝缘集流体111可以称为正极绝缘集流体111a,用于负极片11b的绝缘集流体111可以称为负极绝缘集流体111b。导电部112用于汇集电流以便形成较大的电流对外输出。用于正极片11a的导电部112可以称为正极导电部112a,用于负极片11b的导电部112可以称为负极导电部112b。
在具体实现时,负极导电部112b的设置方式与正极导电部112的设置方式相同,负极导电部112b的数量与正极导电部112a的数量相同。为了便于描述,下面,以正极导电部112a为例来对导电部112的设置方式进行说明。
请继续参见图3所示,多个正极导电部112a设置在正极绝缘集流体111a相对的两个面上。其中,正极导电部112a的数量根据需求进行设置,正极导电部112a的数量可以是两个或者两个以上,例如三个或四个,只要设置在正极绝缘集流体111a相对的两个面上的正极导电部112a的数量相同即可。此外,位于正极绝缘集流体111a同一面上的正极导电部112a间隔设置且不同面上的正极导电部112a两两相对设置。
由于活性物质层113位于导电部112上,则各活性物质层113之间间隔设置。设置在正极导电部112a上的活性物质层113可以称为正极活性物质层113a,设置在负极导电部112b上的活性物质层113可以称为负极活性物质层113b。其中,活性物质层113可以采用刮刀涂布、狭缝挤压涂布等本领域技术人员所熟知的方式涂覆形成。
在电池组1组装时,隔膜12被放置在正极片11a与负极片11b之间,且相对的正极活性物质层113a和负极活性物质层113b对应摆放使其重叠,重叠的活性物质层113及其所覆盖的绝缘集流体111、导电部112和隔膜12共同形成电芯单体13。相邻的电芯单体13之间的间距即为相邻的导电部112之间的间距,各电芯单体13通过同一绝缘集流体111连接。需要说明的是,电芯单体13的数量可以根据需求设置为多个,例如可以设置三个或者三个以上的电芯单体13。
由于绝缘集流体111本身不具有导电能力,而各电芯单体13之间被绝缘集流体111的未设置导电部112和活性物质层113的区域间隔开,各电芯单体13之间不导电。在电池组1用于电子产品时,可以根据电子产品中器件的不同功率或不同电压,灵活的选择电芯单体13的数量进行供电,以满足电子设备中不同功率器件或不同电压器件的供电。
在本实施例中,相邻的电芯单体13之间可折叠。
由于导电部112间隔的设置在绝缘集流体111,因此,绝缘集流体111未设置导电部112的区域的厚度小于绝缘集流体111上设置导电部的区域的厚度,并且绝缘集流体111具有柔性,因此,相邻的电芯单体13可以进行折叠,这样,电池组可以折叠为不同的形状,例如,可以折叠成Z字形或者圆弧形,以灵活适应各种电池仓(如异形电池仓)的使用。
请继续参见图2至图5所示,两个极片11包括正极片11a和负极片11b,正极片11a的导电部112包括镀铝层,负极片11b的导电部112包括镀铜层。
金属铝和金属铜由于导电性好,质地软,价格便宜因此分别作为锂离子电池正极导电部112a和负极导电部112b的首选材料。
锂电池正极电位高,铜在高电位下很容易被氧化,而铝的氧化电位高,并且铝表层有致密的氧化膜,对内部的铝也有较好的保护作用。因此,正极导电部112a为镀铝层,负极导电部112b为镀铜层。
在具体实现时镀铝层的厚度为1μm~5μm,镀铜层的厚度为1μm~5μm。正极导电部112a和负极导电部112b的厚度小于1μm时,镀层不均匀,导电性较差。正极导电部112a和负极导电部112b的厚度大于5μm时,影响电池的整体厚度,且不利于节省成本。
间隔设置的镀铝层之间的间距为5mm~10mm,间隔设置的镀铜层之间的间距为3mm~8mm。可以看出,负极导电部112b的面积大于正极导电部112a的面积,通过这样的设置方式,可以减小叠片时由于叠放位置误差而导致的负极导电部112b与正极导电部112a不完全重合的情况。此外,镀铝层之间的间距和镀铜层之间的间距较小时,不便于电池组1的折叠,镀铝层之间的间距为5mm~10mm,镀铜层之间的间距为3mm~8mm,这样,电池组1可以在进行15°~345°之间进行折叠。
绝缘集流体111的厚度为3μm~9μm。绝缘集流体111的材料选用和合适的厚度选择可以保证电池组具有一定强度的同时能够按照需要进行折叠。
在本实施例中,导电部112的厚度和绝缘集流体111的厚度的选择需要在满足电池组1强度的同时使得电池组1的重量和体积尽量小,以满足越来越小的电子设备的使用需求。
请继续参见图2、图4和图5所示,间隔设置的导电部112之间的绝缘集流体111上具有缺口14,缺口14位于绝缘集流体111的至少一侧。
间隔设置的导电部112之间的绝缘集流体111上具有缺口14,也就是说,在绝缘集流体111的未设置导电部112和活性物质层113的区域中设置缺口14。在一些实施例中,极片11中相邻的两个导电部112之间均设置有缺口14,而在另一些实施例中,可以每隔两个导电部112设置一个缺口14。
在具体实现时,正极片11a上的缺口14的顶端与正极片11a上的缺口14的开口端之间的距离为10mm~15mm;负极片11b上的缺口14的顶端与负极片11b上的缺口14的开口端之间的距离为6mm~12mm;和/或,缺口14的开口端的宽度和与缺口14相邻的导电部112之间的间距相等。
具体的,设置在正极片11a上的缺口14为正极片缺口14a,而设置在负极片11b上的缺口14为负极片缺口14b。正极片缺口14a的顶端与正极片缺口14a的开口端之间的距离为D1,D1可以为10mm~15mm,负极片缺口14b的顶端与负极片缺口14b的开口端之间的距离为D2,D2可以为6mm~12mm。
正极片缺口14a的形状可以是半椭圆形、半圆形或者矩形。正极片11a的长度方向称为正极片长度方向La,正极片11a的宽度方向称为正极片宽度方向Wa。正极片缺口14a可以沿正极片长度方向La设置在正极片11a的两端侧,或者,正极片缺口14a可以沿正极片长度方向La设置在正极片11a的一侧。负极片缺口14b的形状可以是半椭圆形、半圆形或者矩形。负极片11b的长度方向称为负极片长度方向Lb,负极片11b的宽度方向称为负极片宽度方向Wb。负极片缺口14b可以沿负极片长度方向Lb设置在负极片11b的两端侧,或者,负极片缺口14b可以沿负极片长度方向Lb设置在负极片11b的一侧。
正极片缺口14a的开口端的宽度和与正极片缺口14a相邻的正极导电部112a之间的间距相等,即为5mm~10mm。负极片缺口14b的开口端的宽度和与负极片缺口14b相邻的负极导电部112b之间的间距相等,即为3mm~8mm。通过设置正极片缺口14a和负极片缺口14b,这样,在电芯封装时,在正极片缺口14a和负极片缺口14b的位置进行压角,从而进行各电芯单体13的区分和固定。
在一些实施例中,正极片11a的边缘在负极片11b上的投影位于负极片11b内,11a正极片的边缘与负极片11b的边缘之间的间距为1mm~3mm。
在本实施例中,正极片11a的尺寸小于负极片11b的尺寸,通过将正极片11a的边缘与负极片11b的边缘之间的间距设置为1mm~3mm。由此,减小由于叠放位置误差而导致的正极片11a与负极片11b不完全重合的情况。
图6为图4中B向的结构示意图;图7为图5中C向的结构示意图。参见图1和图2、图4至图7所示,极片11还包括多个极耳114,极耳114与导电部112一一对应设置,极耳114位于绝缘集流体111的外侧,两个极片11的极耳114错开设置。
在实施例中,正极片11a的极耳为正极极耳114a,负极片11b的极耳为负极极耳114b。极耳114是从电芯本体10中将正负极引出来的金属导体,极耳114作为电池在充放电时的接触点。
正极片11a包括多个正极极耳114a,正极极耳114a与正极导电部112a一一对应设置。在具体实现时,正极极耳可以与正极导电部112a一体形成,正极极耳114a位于正极绝缘集流体111a的外侧。
可以理解的是,负极片11b包括多个负极极耳114b,负极极耳114b与负极导电部112b一一对应设置。在具体实现时,负极极耳114b可以与负极导电部112b一体形成,负极极耳114b位于负极绝缘集流体111b的外侧。
需要注意的是,位于同一电芯单体13的正极片11a上的正极极耳114a和负极片11b上的负极极耳114b需要错开设置,由此,避免正极极耳114a和负极极耳114b相互接触。
请继续参见图2所示,极耳114与电芯单体13一一对应设置,电芯单体13通过极耳114并联。
各电芯单体13可以通过与其对应的极耳114进行并联,以满足电子设备中同电压不同功率的电子器件的需求。以电池组1包括四个电芯单体13为例,将四个电芯单体13分别称为第一电芯单体、第二电芯单体、第三电芯单体和第四电芯单体,例如,第一电芯单体的正极极耳114a与第二电芯单体的正极极耳114a连接,作为第一正极;第一电芯单体的负极极耳114b与第二电芯单体的负极极耳114b连接,作为第一负极;第一正极与第一负极可以组装成同电压更高功率的锂离子电池双体。再例如,第三电芯单体的正极极耳114a与第四电芯单体的正极极耳114a连接,作为第二正极;第三电芯单体的负极极耳114b与第四电芯单体的负极极耳114b连接,作为第二负极;第二正极与第二负极可以组装成同电压更高功率的锂离子电池双体。又例如,第一电芯单体的负极极耳144b、第二电芯单体的负极极耳144b、第三电芯单体的负极极耳144b连接,作为第三负极;第一电芯单体的正极极耳114a、第二电芯单体的正极极耳114a、第三电芯单体的正极极耳114a连接,作为第三正极;第三正极与第三负极可以组装成同电压更高功率的锂离子电池三体。再例如,第一电芯单体的负极极耳144b、第二电芯单体的负极极耳144b、第三电芯单体的负极极耳144b、第四电芯单体的负极极耳144b,作为第四负极;第一电芯单体的正极极耳144a、第二电芯单体的正极极耳144a、第三电芯单体的正极极耳144a、第四电芯单体的正极极耳144a连接,作为第四正极;第四正极与第四负极可以组装成同电压更高功率的锂离子电池四体,用于电子设备中同电压更高功率元件的供电。
在另一些实施例中,极耳114与电芯单体13一一对应设置,电芯单体13通过极耳114串联。
各电芯单体13可以通过与其对应的极耳114进行串联,以满足电子设备中不同电压的电子器件的需求。以电池组1包括四个电芯单体13为例,将四个电芯单体13分别称为第一电芯单体、第二电芯单体、第三电芯单体和第四电芯单体,例如第一电芯单体的正极极耳114a与第二电芯单体的负极极耳114b连接,作为第一正极;第一电芯单体的负极极耳114b与第二电芯单体的正极极耳114a连接,作为第一负极;第一正极与第一负极可以组装成高电压高能量密度的锂离子电池双体。又例如,第三电芯单体的正极极耳114a与第四电芯单体的负极极耳114b连接,作为第二正极;第三电芯单体的负极极耳114b与第四电芯单体的正极极耳114a连接,作为第二负极;第二正极与第二负极可以组装成高电压高能量密度的锂离子电池双体。再例如,第一电芯单体的负极极耳114b、第二电芯单体的正极极耳114a、第三电芯单体的负极极耳114b连接,作为第三负极;第一电芯单体的正极极耳114a、第二电芯单体的负极极耳114b、第三电芯单体的正极极耳114a连接,作为第三正极,第三正极与第三负极可以组装成高电压高能量密度的锂离子电池三体,为电子设备内高电压元件供电;剩余的第四电芯单体可以单独作为一个电池为电子设备内其他元件(例如不需要高电压,耗电量小的元件)供电。
请继续参见图1所示,本实施例提供的电池组1还包括塑封膜15和电解液,电芯本体10和电解液位于塑封膜15内。
为了便于电池组1折叠,通过塑封膜15塑封电芯本体10。塑封膜15内注入电解液以形成用于充电和放电的电池组1。
在具体实现时,塑封膜15使用铝塑膜,铝塑膜具有变形空间较大、重量轻、容量更大等优点。另外,铝塑膜壳体强度低,循环过程中对内部结构产生的机械应力小,进而有利于按照使用需求进行折叠。
锂电池中的电解液是有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体,是电池中离子传输的载体,在电池的正负极之间起到传导输送能量的作用。在本发明提供的电池组1中,每两个电芯单体13之间的区域(即绝缘集流体111的未设置导电部112和活性物质层113的区域)可以提供电解液储存空间,增加残液量,为锂离子电池的长循环寿命提供更多的血液。另外,电池组1内的电解互通,每个电芯单体13的残液量一致,可以改善传统电池组电线单体之间因电解液残液量差异导致的极化差异,改善电池组一致性,延长循环寿命,进而提高锂离子电池的充电速度和安全性能。
图8为本发明实施例提供的电池组的制备方法的流程图。参见图8所示,下面对本发明实施例提供的电池组1的制备方法进行说明。
该方法包括以下步骤:
S101、在绝缘集流体111相对的两个表面上制作多个导电部112,其中,导电部112设置在绝缘集流体111相对的两个表面上,绝缘集流体111不同表面的导电部112相对设置,绝缘集流体111相同表面的导电部112间隔设置。
S102、在导电部112上涂覆活性物质层113,形成极片11。
具体的,极片11的数量为两个,两个极片11分别为正极片11a和负极片11b。下面,分别对正极片11a和负极片11b的制备方法进行说明。
正极片11a的制备方法如下:
首先,选用聚酰胺、聚对苯二甲酸酯(PET膜)、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚丙乙烯、聚甲醛、环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚碳酸酯中的至少一种集流体基材,集流体基材的厚度为3μm~9μm。
其次,在集流体基材的相对的两个表面上镀铝,形成正极导电部112a。其中,正极导电部112a的厚度为1μm~5μm。集流体基材同一表面的正极导电部112a间隔设置,且间距为5mm~10mm。集流体基材不同表面的正极导电部112a相对设置。采用真空镀铝或蒸发镀铝等方式在集流体基材上镀铝,形成正极导电部112a。
然后,在正极导电部112a上涂覆正极活性物质层113a。其中,相邻正极活性物质层113a之间的间距为5mm~10mm。正极活性物质层113a的材质为正极浆料。需要注意的是,在涂覆正极活性物质层113a之前,需要在正极片宽度方向Wa上预留出正极极耳114a的区域。
正极浆料包括正极活性材料、正极导电剂和正极粘结剂,正极活性材料、正极导电剂和正极粘结剂混合加入到搅拌罐中,加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂,进行充分搅拌,过200目的筛网,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%~75%。
正极活性材料、正极导电剂和正极粘结剂三者的质量比为94wt%~99wt%:0.5wt%~5wt%:0.5wt%~3.5wt%,具体的,正极活性材料、正极导电剂和正极粘结剂三者的质量比为96wt%~98wt%:0.5wt%~32.5wt%:0.5wt%~2.5wt%。
正极活性材料为钴酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、磷酸铁锂、钛酸锂和含锂锰基材料中的至少一者。正极导电剂包含导电碳黑、碳纤维、科琴黑、乙炔黑、碳纳米管和石墨烯中的一者或多者。正极粘结剂为聚偏氟乙烯,聚氧化乙烯的一者或多者。
然后,在预留出的未涂覆正极活性物质层113a的区域冲出正极极耳114a,正极极耳114a的位置与正极活性物质层113a的位置相对应。
最后,在集流体基材上未覆盖正极导电部112a和正极活性物质层113a的位置上裁切正极片缺口14a。
负极片11b的制备方法如下:
首先,负极片11b的集流体基材与正极片11a的集流体基材材质和厚度相同,具体参照上述正极片11a的集流体基材材质,此处不再赘述。负极片11b的集流体基材的尺寸可以大于正极片11a的集流体基材的尺寸2mm-6mm,即负极片11b的集流体基材的边缘与正极片11a的集流体基材的边缘之间具有1mm-3mm的间距。
其次,在集流体基材的相对的两个表面上镀铜,形成负极导电部112b。其中,负极导电部112b的厚度为1μm~5μm。集流体基材同一表面的负极导电部112b间隔设置,且间距为3mm~8mm。集流体基材不同表面的负极导电部112b相对设置。采用真空镀铜或蒸发镀铜等方式在集流体基材上镀铜,形成负极导电部112b。
然后,在负极导电部112b上涂覆负极活性物质层113b。其中,相邻负极活性物质层113b之间的间距为3mm~8mm。负极活性物质层113b的材质为负极浆料。需要注意的是,在涂覆负极活性物质层113b之前,需要在负极片宽度方向Wb上预留出负极极耳114b的区域。
负极浆料包括负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂和增稠剂,负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂和增稠剂混合加入到搅拌罐中,加入去离子水,进行充分搅拌,配成负极浆料,负极浆料固含量为40%~45%。
负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂和增稠剂四者的质量比为75wt%~99wt%:0.1wt%~5wt%:0.5wt%~5wt%:0.5wt%~5wt%,具体的,负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂和增稠剂四者的质量比为80wt%~98wt%:0.1wt%~3wt%:0.3wt%~4wt%:0.3wt%~4wt%。
负极活性材料包括:人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、和有机聚合物化合物碳中的至少一者。负极粘结剂为选自丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、苯丙乳液、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、和聚氨酯中的一种或几种。负极导电剂包括导电碳黑、碳纤维、科琴黑、乙炔黑、碳纳米管和石墨烯中的一者或多者。增稠剂为羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素锂中的一者或多者。
然后,在预留出的未涂覆负极活性物质层113b的区域冲出负极极耳114b,负极极耳114b的位置与负极活性物质层113b的位置相对应。
最后,在集流体基材上未覆盖负极导电部112b和负极活性物质层113b的位置上裁切负极片缺口14b。
S103、在两个极片11之间放置隔膜12,两个极片11的活性物质层113对应摆放使其重叠,重叠的活性物质层113及其所覆盖的极片11和隔膜12共同形成电芯单体13。
在正极片11a与负极片11b之间放置隔膜12,通过叠片工艺形成电芯本体10。具体地,正极片11a上的正极活性物质层113a与负极片11b上的负极活性物质层113b对应摆放使其重叠,重叠的正极活性物质层113a和负极活性物质层113b及其所覆盖的正极片11a、负极片11b和隔膜12共同形成电芯单体13。因此,电芯单体13的数量与正极导电部112a或负极导电部112b的数量相同,具体数量依据需求而定。
S104、对相邻的电芯单体13之间进行压角。
具体地,对相邻的电芯单体13之间进行压角,以区分和固定每个电芯单体13,然后用塑封膜15进行封装,再注入电解液,以完成电池组1的制备。
下面,以电芯本体10中包括四个电芯单体13,电芯单体13的正极导电部112a的宽度为60mm,长度为80mm,电芯单体13的负极导电部112b的宽度为64mm,长度为84mm为例,对电池组1的具体制备过程进行说明。
首先,在绝缘集流体111相对的两个表面上均制作四个导电部112。其中,正极绝缘集流体111a选用厚度为5μm的聚乙烯膜(PE膜),在正极绝缘集流体111a相对的两个面上(例如上表面和下表面)镀铝,形成八个正极导电部112a,正极绝缘集流体111a上表面的四个正极导电部112a和正极绝缘集流体111a下表面的四个正极导电部112a相对设置。每个正极导电部112a宽60mm,长80mm,相同表面上的正极导电部112a之间间距为7mm,镀铝形成的正极导电部112a的厚度为2μm。
在预留出的未涂覆正极活性物质层113a的区域冲出四个正极极耳114a,四个正极极耳114a的位置分别与正极绝缘集流体111a上表面的四个正极活性物质层113a(或者正极绝缘集流体111a下表面的四个正极活性物质层113a)的位置相对应。负极绝缘集流体111b选用厚度为5μm的聚乙烯膜(PE膜),在负极绝缘集流体111b相对的两个面上(例如上表面和下表面)镀铜,形成八个负极导电部112b,负极绝缘集流体111b上表面的四个负极导电部112b和负极绝缘集流体111b下表面的四个负极导电部112b相对设置。每个负极导电部112b宽64mm,长84mm,相同表面上的负极导电部112b之间间距为5mm,镀铜形成的负极导电部112b的厚度为2μm。
在预留出的未涂覆fu极活性物质层113b的区域冲出四个负极极耳114b,四个负极极耳114b的位置分别与负极绝缘集流体111b上表面的四个负极活性物质层113b(或者负极绝缘集流体111b下表面的四个负极活性物质层113b)的位置相对应。需要注意的是,正极极耳114a与负极极耳114b需要错开放置。
然后,以钴酸锂为正极活性材料,正极活性材料、导电剂和聚偏氟乙烯按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,加入NMP溶剂,进行充分搅拌,过200目的筛网,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%~75%。将正极浆料涂覆在正极导电部112a上,涂覆的位置和大小与正极导电部112a的位置和大小一致,从而形成正极活性物质层113a。
在正极绝缘集流体111a上的两个正极导电部112a之间冲压形成正极片缺口14a,正极片缺口14a的顶端与正极片缺口14a的开口端之间的距离为12mm,正极片缺口14a的开口端的宽度和与正极片缺口14a相邻的正极导电部112a之间的间距相等,即为7mm。
以人造石墨作为负极活性材料、导电碳炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂,按照96.9:1.5:1.3:13的质量比加入到搅拌罐中,加入去离子水溶剂,进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极涂层浆料,负极浆料固含量为40%~45%。将负极浆料涂覆在负极导电部112b上,涂覆的位置和大小与负极导电部112b的位置和大小一致,从而形成负极活性物质层113b。
在负极绝缘集流体111b上的两个负极导电部112b之间冲压形成负极片缺口14b,负极片缺口14b的顶端与负极片缺口14b的开口端之间的距离为10mm,负极片缺口14b的开口端的宽度和与负极片缺口14b相邻的负极导电部112b之间的间距相等,即为5mm。
在两个极片11之间放置隔膜12。在正极片11a与负极片11b之间放置隔膜12,通过叠片工艺形成包括四个电芯单体13的电芯本体10。具体地,正极片11a上的四个正极活性物质层113a与负极片11b上的相对面上四个负极活性物质层113b对应摆放使其重叠,重叠的正极活性物质层113a和负极活性物质层113b及其所覆盖的正极片11a、负极片11b和隔膜12共同形成电芯单体13。因此,电芯单体13的数量与正极导电部112a及负极导电部112b的数量相同,均为四个,也就是说一个电芯本体10包括四个电芯单体13。
最后,对相邻的电芯单体13之间进行压角。具体地,对相邻的电芯单体13之间进行压角,区分和固定每个电芯单体13,然后用塑封膜15进行封装,再注入电解液,最终完成电池组1的制备。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种电池组,其特征在于,包括电芯本体,所述电芯本体包括隔膜和两个极片,所述隔膜位于两个所述极片之间;
所述极片包括绝缘集流体和多个导电部,所述导电部设置在所述绝缘集流体相对的两个表面上,所述绝缘集流体不同表面的所述导电部相对设置,所述绝缘集流体相同表面的所述导电部间隔设置,所述导电部上具有活性物质层;
两个所述极片的所述活性物质层对应设置,对应的所述活性物质层及其所覆盖的所述极片和所述隔膜共同形成电芯单体。
2.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,相邻的所述电芯单体之间可折叠。
3.根据权利要求2所述的电池组,其特征在于,两个所述极片包括正极片和负极片,所述正极片的所述导电部包括镀铝层,所述负极片的所述导电部包括镀铜层。
4.根据权利要求3所述的电池组,其特征在于,所述镀铝层的厚度为1μm~5μm,所述镀铜层的厚度为1μm~5μm;
和/或,间隔设置的所述镀铝层之间的间距为5mm~10mm,间隔设置的所述镀铜层之间的间距为3mm~8mm。
5.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,所述绝缘集流体的厚度为3μm~9μm。
6.根据权利要求3所述的电池组,其特征在于,间隔设置的所述导电部之间的所述绝缘集流体上具有缺口,所述缺口位于所述绝缘集流体的至少一侧。
7.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,所述正极片上的所述缺口的顶端与所述缺口的开口端之间的距离为10mm~15mm;所述负极片上的所述缺口的顶端与所述缺口的开口端之间的距离为6mm~12mm;
和/或,所述缺口的开口端的宽度和与所述缺口相邻的所述导电部之间的间距相等。
8.根据权利要求3所述的电池组,其特征在于,所述正极片的边缘在所述负极片上的投影位于所述负极片内,所述正极片的边缘与所述负极片的边缘之间的间距为1mm~3mm。
9.根据权利要求1至8任一项所述的电池组,其特征在于,所述极片还包括多个极耳,所述极耳与所述导电部一一对应设置,所述极耳位于所述绝缘集流体的外侧,两个所述极片的所述极耳错开设置。
10.根据权利要求9所述的电池组,其特征在于,所述极耳与所述电芯单体一一对应设置,所述电芯单体通过所述极耳并联。
11.根据权利要求9所述的电池组,其特征在于,所述极耳与所述电芯单体一一对应设置,所述电芯单体通过所述极耳串联。
12.根据权利要求1至8任一项所述的电池组,其特征在于,还包括塑封膜和电解液,所述电芯本体和所述电解液位于所述塑封膜内。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111469955.8A CN114188503A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 电池组 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111469955.8A CN114188503A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 电池组 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114188503A true CN114188503A (zh) | 2022-03-15 |
Family
ID=80603360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111469955.8A Pending CN114188503A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 电池组 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114188503A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024046190A1 (zh) * | 2022-09-02 | 2024-03-07 | 华为技术有限公司 | 裸电芯、电芯、电池及电子设备 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07169453A (ja) * | 1993-12-16 | 1995-07-04 | Yuasa Corp | 電 池 |
JP2004253353A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気化学素子の製造方法 |
JP2015118788A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | 折り畳み式電池 |
CN105895853A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-24 | 清华大学深圳研究生院 | 一种储能器件及其制备方法 |
US20200220163A1 (en) * | 2019-01-08 | 2020-07-09 | Ningde Amperex Technology Limited | Electrode with scaffold-structured composite layer and protection layer for improved battery performance |
-
2021
- 2021-12-03 CN CN202111469955.8A patent/CN114188503A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07169453A (ja) * | 1993-12-16 | 1995-07-04 | Yuasa Corp | 電 池 |
JP2004253353A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-09-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気化学素子の製造方法 |
JP2015118788A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | 折り畳み式電池 |
CN105895853A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-24 | 清华大学深圳研究生院 | 一种储能器件及其制备方法 |
US20200220163A1 (en) * | 2019-01-08 | 2020-07-09 | Ningde Amperex Technology Limited | Electrode with scaffold-structured composite layer and protection layer for improved battery performance |
CN111416103A (zh) * | 2019-01-08 | 2020-07-14 | 宁德新能源科技有限公司 | 用于提高电池性能的具有支架结构的复合层和保护层的电极 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024046190A1 (zh) * | 2022-09-02 | 2024-03-07 | 华为技术有限公司 | 裸电芯、电芯、电池及电子设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10777782B2 (en) | Thin electrochemical cell | |
JP4594590B2 (ja) | 電気化学素子 | |
US9142811B2 (en) | Current collector having built-in sealing means, and bipolar battery including such a collector | |
CN103003992B (zh) | 集电体及其制造方法以及电池及其制造方法 | |
CN105374977A (zh) | 包括纤维形状结构的电极组件 | |
CN108604667A (zh) | 包括电极保护层的用于二次电池的电极 | |
CN114188503A (zh) | 电池组 | |
CN113922002A (zh) | 一种电池 | |
KR101135492B1 (ko) | 전극군과 이를 적용한 이차 전지 | |
KR20180017934A (ko) | 이차 전지 | |
JP5429304B2 (ja) | 固体電池モジュール | |
JP4252821B2 (ja) | 電気化学素子 | |
JP2004253356A (ja) | 非水電解質二次電池用集電体シートおよび非水電解質二次電池 | |
JP4297711B2 (ja) | 電気化学素子 | |
JP4594598B2 (ja) | 電気化学素子 | |
CN112164830A (zh) | 一种含固态电解质的扣式锂电池及其制造方法 | |
JP4594591B2 (ja) | 電気化学素子 | |
CN114156529A (zh) | 电池组 | |
JP4249527B2 (ja) | 電気化学素子の製造方法 | |
JP6334361B2 (ja) | 蓄電モジュール | |
KR20130055045A (ko) | 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 전지 | |
CN217405464U (zh) | 电池正极组件、电芯及电池 | |
CN217788487U (zh) | 一种电芯及二次电池 | |
JP4594592B2 (ja) | 電気化学素子 | |
JP4522084B2 (ja) | 電気化学素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |