CN201655918U - 一种锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池，包括壳体、盖板、电解液及电芯，所述电芯和电解液封装在所述壳体与盖板形成的密封空间内；所述电芯包括正极片、隔膜、负极片，正极片、负极片和极耳连接；所述锂离子电池还包括软连接片，所述盖板上设有电极端子，所述电极端子穿过所述盖板，一端通过软连接片与所述极耳连接，另一端引出作为正极、负极，所述软连接片是由软质金属箔卷绕形成的卷绕状结构。本实用新型的软连接片制作简单，不易散开、不会产生金属屑、使用该软连接片的电池安全性很高。

Description

一种锂离子电池

【技术领域】

本实用新型涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种含有卷绕式软连接片的电池，属于电池技术领域。

【背景技术】

在锂离子电池的制作过程中，通常需要用连接片来作为电池极芯与电极的桥梁，常规电池由于电流不大，可以用单层、较薄的金属片即能满足需求，所以，连接片在实现折弯等技术时不存在工艺问题。而在某些应用领域需要大电流充放电，如果动力电池。传统单层、较薄的金属片就不能满足要求，所以需要较厚的金属片，但是折弯又比较困难，因此采用多层柔性的软连接片结构可以很好的解决上面的问题。通常车载电池的软连接片采用叠片式结构，如图1所示，制作方法通常采用模具冲裁成型，但是上述软连接片制作及使用过程中金属容易散开，冲裁过程中也容易产生金属屑，对电池不利，很难在线制作，而且在电池装配的套隔圈工序中无法导向，容易使软连接片打皱报废，甚至可能造成整个电池的不良报废。

【发明内容】

本实用新型解决的技术问题是传统叠片式软连接片存在容易散开，冲裁过程中容易产生金属屑的问题，从而提供一种制作简单，不易散开、不会产生金属屑、安全可靠的多层一体的软连接片。

本实用新型提供一种锂离子电池，包括壳体、盖板、电解液及电芯，所述电芯和电解液封装在所述壳体与盖板形成的密封空间内；所述电芯包括正极片、隔膜、负极片，正极和负极片和极耳连接；所述锂离子电池还包括软连接片，所述盖板上设有电极端子，所述电极端子穿过所述盖板，一端通过软连接片与所述极耳连接，另一端引出作为正极、负极，所述软连接片是由软质金属箔卷绕形成的卷绕状结构。

与传统叠片式软连接片相比，本卷绕式结构的软连接片具有如下优点：(1)安全可靠，叠片式软连接片在制作及使用过程中容易散开，而卷绕式软连接片不会有这种情况产生；(2)不会产生金属屑，在卷绕加工过程中，避免了层叠式的模具冲切，可以避免制作过程中产生金属屑；(3)结构简单，只由一整条金属箔卷绕而成；(4)操作方便，采用卷绕方式制作软连接片可以实现在线制作，可以用于自动生产线，而采用叠片式，需要重叠多层金属，不方便在线制作，相对于叠片式的软连接片，卷绕的由于其边缘的圆弧具有导向作用，因而更容易套隔圈。

【附图说明】

图1为传统叠片式软连接片的截面示意图。

图2为本实用新型卷绕式软连接片的截面示意图。

图3为锂离子电池整体结构示意图。

图4为本实用新型软连接片和盖板与极耳的连接示意图。

图5为本实用新型具体实施方式中密封结构及有软连接片连接的示意图；

图6为本实用新型提供的电极端子一形状示意图；

图7为图6提供的电极端子的剖示图的示意图；

图8为本实用新型提供的电极端子另一形状示意图；

图9为图8提供的电极端子的剖示图的示意图；

图10为本实用新型锂离子电池折弯部件的示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。

本实用新型以锂离子电池为例。主要描述为汽车等提供动力的动力电池。

实施例1

本实用新型公开了一种锂离子电池，如图3-4所示，包括壳体3、盖板1、电解液及电芯4，电芯4和电解液封装在所述壳体3与盖板1形成的密封空间内；电芯4包括正极片、隔膜、负极片，正极或负极片和极耳2连接；锂离子电池还包括软连接片5，盖板1上设有电极端子6，电极端子6穿过所述盖板1，一端通过软连接片5与极耳2连接，另一端引出作为正极、负极，软连接片5是由软质金属箔卷绕形成的卷绕状结构，如图2。

所述正极片、负极片具有敷料区和未敷料区，敷料区上均匀涂敷有活性材料，与极片长度方向平行的一端预留或刮出一块具有一定宽度的未敷料区，极耳2直接由至少一层未敷料区层叠或卷绕后压实而成。

软连接片的厚度为极耳总厚度的1-2.5倍，发明人通过实验得出如果软连接片的厚度小于极耳总厚度的1倍的话，为了达到一定的电流密度，软连接片宽度将超过极耳宽度，极耳很难或不能进入壳内；如果软连接片的厚度大于极耳总厚度的2.5倍，则软连接片太厚，不易折弯或溶容易折断。本实施例选择软连接片的厚度和极耳总厚度一样厚。软质金属箔的厚度0.005-0.2mm，厚度小于0.005mm，软质金属箔容易破损，金属箔加工也比较困难，成本较高；厚度大于0.2mm，金属箔不易折弯，本实施例的软质金属箔的厚度为0.005mm，连接片的宽为极耳宽度的40％-60％，连接片的宽小于极耳宽度的40％，会影响电流通导面积，因为连接片的通导面积最少应该与极耳相等，如上软连接片最厚在2.5倍极耳厚度情况下，宽度应为40％；连接片的宽大于极耳宽度的40％，软连接片折弯比较困难，超过极耳宽度，本实施例的连接片的宽为极耳宽度的50％；软连接片的长为40-50mm，软连接片的长小于40mm，软连接片不易折弯，或者折弯后盖板压不下去，引起壳盖间有间隙，而的壳盖间有间隙会影响焊接；软连接片的长大于50mm，则软连接片折弯后过于突出隔圈，导致触壳短路，本实施例的软连接片的长度为40mm。软质金属箔是指可以卷绕的金属，可以是铝箔、铝合金箔、铜箔或镍箔，本实施例的软质金属箔是铜箔。软质金属箔和/或软连接片进行退火处理，经过退火处理的软连接片的韧性非常好，退火温度为本领域的技术人员所公知的退火温度，在此不再描述。卷绕状结构软连接片与电极端子6和极耳2的连接是通过焊接成一体的，焊接可以是本领域的技术人员所公知的焊接方式，如超声波焊、冷压焊、激光焊、钎焊、闪光对焊、摩擦焊、电阻焊。

电极端子6为铜、铝、镍等金属。壳体一般为钢壳或铝壳，根据需要选择材质，盖板1亦为金属材料。本例中盖板1选择不锈钢。盖板1上还设有注液孔，用于向壳体内通入电解液。

为保证电池的安全性能，可以在锂离子电池内设置温度保护器件、安全阀等，为本领域技术人员所公知，因此不多作描述。

实施例2

本实用新型公开了一种锂离子电池，如图3所示，包括外壳3，由正极片、隔膜、负极片组成的电芯4，电芯4设在外壳3内，该锂离子电池还包括软连接片5和盖板1，电芯4由极耳2引出，盖板1上设有电极端子6，电极端子6穿过盖板1，一端通过软连接片5与极耳2连接，另一端引出作为正极、负极，软连接片是由软质金属箔卷绕形成的卷绕状结构，如图2。

如图5所示，软连接片有折弯，软连接片的折弯处设有设有防折断部件，用于防止所述软连接片折弯处折断，其中，如图10所示，防折断部件10包括张力件101和连接件102，张力件101和连接件102连接或直接为一体；张力件101设在软连接片5的折弯处，连接件102与软连接片5一端层叠连接在电极端子6上，连接件102连接在软连接片5的最外层。所述张力件为一圆环，所述连接件为一长条，所述圆环和所述长条连接或直接为一体；所述圆环设在所述软连接片折弯处，所述长条与所述软连接片一端层叠连接在所述电极端子上，所述长条连接在所述软连接片的最外层。这种设置有防折断部件的软连接片可以克服多层软连接片在动力电池的长期使用中，由于电池的受到撞击、碰撞等因素，存在其折弯处容易断裂、与引出端子连接处脱落等问题。

软连接片的厚度和极耳总厚度一样厚。软质金属箔的厚度为0.005mm，连接片的宽为极耳宽度的50％；长为40mm。软质金属箔是指可以卷绕的金属，可以是铝箔、铝合金箔、铜箔或镍箔，本实施例的软质金属箔是铜箔。软质金属箔和/或软连接片进行退火处理，经过退火处理的软连接片的韧性非常好，退火温度为本领域的技术人员所公知的退火温度，在此不再描述。卷绕状结构软连接片与电极端子6和极耳2的连接是通过焊接成一体的，焊接可以是本领域的技术人员所公知的焊接方式，如超声波焊、冷压焊、激光焊、钎焊、闪光对焊、摩擦焊、电阻焊。

电极端子6为铜、铝、镍等金属。如图5所示，电极端子6表面上设有凹槽7，当受到机械外力后所述凹槽断裂起安全作用。电极端子的一端穿过盖板并且与电芯组件连接，另一端露出于电池外部，所述露出于电池外部电池连接片表面上设有凹槽。电极端子的形状为

或

形(如图6-9所示)，本实施例的电极端子的形状为形。当受到机械外力后所述凹槽断裂起安全作用，该锂离子电池电极端子上凹槽的设计，有效的降低了锂离子电池电极端子被挤入电池内部的机率，进而减少了电池内部短路的隐患，结构简单，加工方便，同时还解决了电池连接时内阻过大的问题及电池通导面积不足的问题。

壳体一般为钢壳或铝壳，根据需要选择材质，盖板1亦为金属材料。本例中盖板1选择不锈钢。盖板1上还设有注液孔，用于向壳体内通入电解液。

如图5所示，本实施例的盖板1上设有一通孔，一空心铆钉8与该通孔相通，另盖板1上还设有注液孔，用于向壳体内通入电解液。

如图5所示，密封结构中的密封件9为密封材料注塑成型，密封材料可以是塑料，如可采用但不限于PFA(注塑级全氟烷氧基共聚物)、PES(聚苯醚砜)、PPS(聚苯硫醚)、改性PP(改性聚丙稀)等，可以是橡胶，比如可选用但不限于三元乙丙，可选用树脂，比如可选用但不限于环氧树脂、酚醛改性环氧树脂等，或者选用粘合胶，可选用但不限于双组分环氧树脂胶、热熔胶等，必须具有绝缘特性、耐电解液和氢氟酸、可以与铜铝不锈钢金属粘合的材料。密封材料优选采用PPS(聚苯硫醚)。

空心铆钉8为中空结构，空心铆钉8的材料本例中选择不锈钢，也可根据需要选择其它材质。

注塑时，使得注塑后有部分密封材料在铆钉上部形成翻边结构90。不同材料之间的粘合力和结合力以及密封材料外包铆钉的结构，能够保证一定压力下的气密性、透水性要求；和原有机械密封相比，具有更高的密封可靠性。由于采用了密封材料外包铆钉的翻边结构90，所以当电池受到外力的冲击而致使电极端子6发生变形时，外露的密封材料可以很好的防止电极和空心铆钉8之间的短路，提升了电池的安全性能。本实用新型由于采用了密封件高出空心铆钉上部并包住空心铆钉上部形成翻边结构，以密封电极端子的方案，所以当电池受到外力的冲击而致使电极端子发生变形时，外露的密封材料可以很好的防止电极端子和铆钉之间的短路，提升了电池的安全性能。

一般盖板1下面设有绝缘的隔圈91，该各圈用于隔离极芯和盖板1。隔圈91可以与密封结构做成一体结构，成为密封结构的一部分。

为保证电池的安全性能，可以在单体电池1内设置温度保护器件、安全阀等，为本领域技术人员所公知，因此不多作描述。

Claims (11)

1.一种锂离子电池，包括壳体、盖板、电解液及电芯，所述电芯和电解液封装在所述壳体与盖板形成的密封空间内；所述电芯包括正极片、隔膜、负极片，正极片、负极片和极耳连接；其特征在于：所述锂离子电池还包括软连接片，所述盖板上设有电极端子，所述电极端子穿过所述盖板，一端通过软连接片与所述极耳连接，另一端引出作为正极、负极；所述软连接片是由软质金属箔卷绕形成的卷绕状结构。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极片、负极片分别具有敷料区和未敷料区，敷料区上均匀涂敷有活性材料，与极片长度方向平行的一端预留或刮出一块具有一定宽度的未敷料区，极耳直接由未敷料区层叠或卷绕后压实而成。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述软连接片的厚度为极耳总厚度的1-2.5倍。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：软质金属箔的厚度为0.005-0.2mm。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述软连接片的宽为极耳宽度的40％-100％，长为40-50mm。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述软质金属箔和/或软连接片进行退火处理。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述盖板上设有通孔，所述通孔内设有密封结构，所述电极端子通过该密封结构密封；所述密封结构包括一空心铆钉和密封件，密封件在空心铆钉内，电极端子从密封件中穿过，空心铆钉夹持所述密封件并形变挤压密封件以密封电极端子；密封件高出空心铆钉上部并包住空心铆钉上部形成翻边结构。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述电极端子表面上设有凹槽，当受到机械外力后所述凹槽断裂起安全作用。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于：电极端子的一端穿过盖板并且与电芯组件连接，另一端露出于电池外部，所述露出于电池外部电池连接片表面上设有凹槽。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述软连接片有折弯，所述软连接片的折弯处设有防折断部件，用于防止所述软连接片折弯处折断。

11.根据权利要求10所述的锂离子电池，其特征在于：所述防折断部件包括张力件和连接件，所述张力件与所述连接件相连接或者直接为一体，所述张力件提供所述软连接片折弯处撑开张力，所述连接件与电池壳体连接固定所述张力件。

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