CN201766132U - 大容量聚合物锂离子电池结构 - Google Patents
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Abstract
一种大容量聚合物锂离子电池结构，通过将电池长度和宽度尺寸加大，减少电池厚度来完成，做成大容量电池。电池内部结构是将形状尺寸相同的正极片、负极片和隔膜层叠而成。正极片和负极片极耳组合在一起分别焊接上铜片、铝片或镍片上引出，采用三层铝塑复合膜热封完成。本制备方法的优点是将电池宽度电池厚度薄，大电流放电时发热少，电极片与隔膜之间聚合在一起，界面接触平整稳固，电池性能可靠.铝塑膜软包装，电池不会爆炸，使用时，减少了并联，只通过串联就可以满足目前电动自行车，电动汽车等大型用电产品的需要.安全可靠，具有广泛的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型属于清洁能源装置领域，尤其涉及电池的正负极片组组合方式的一种大容量聚合物锂离子电池结构。
背景技术
高速发展的现代社会中，特别是在石油、煤、天然气等传统能源不断开采、资源日益枯竭、生态负荷逼近极限的今天，人类急需开发可再生、高比能量、环境友好型的可替代能源.锂离子电池具有高比能量，转换效率高，环境友好，循环寿命长，自放电小等优点，是一种理想的储能装置，具有广阔的应用空间，但目前锂离子电池的应用大多只是局限于通讯和IT等电子行业，其生产制造方法皆属于电池容量小于5Ah的小电池工艺体系.虽然从理论上来讲，对于大型动力装置和储能系统，如各种电动车，电动汽车，UPS等，皆可以通过小电池并联成大容量电池满足用电需求，很多公司也是以此种方式去开发大容量电池运用市场，但从实际情况来看，通过小电池并联对单体电池一致要求很高，并联电池组中任何一只出现问题，将会影响到整组电池的性能发挥，而且，锂离子电池的应用必需要加上电池管理系统，当今的电池管理技术也只能对串联进行管理，并无电池并联管理的电子技术，从技术和产业化角度来看，小电池并联的方案都难以满足大容量电池的需求。
从国内外现状来看，大容量单体电池有采用金属硬壳包装的和塑料包装的，金属硬壳结构优点是耐压性好，电池难鼓胀，其缺点是循环寿命差，安全性差；塑料壳结构是电池厚度厚，电池内部散热差，稳定性差.而且上述两种结构同属液态锂离子电池，电解液可以在壳体内自由流动，容易泄漏，正负极之间也容易在 日后长期使用过程受热和外力等的作用发生位移，造成性能失效或安全事故。
实用新型内容
本实用新型目的是针对现有技术中通过小电池并联对单体电池一致要求很高，并联电池组中任何一只出现问题，将会影响到整组电池的性能发挥，而且，锂离子电池的应用必需要加上电池管理系统，当今的电池管理技术也只能对串联进行管理，并无电池并联管理的电子技术，从技术和产业化角度来看，小电池并联的方案都难以满足大容量电池的需求；和采用金属硬壳包装的具有是耐压性好，电池难鼓胀等优点，其缺点是循环寿命差，安全性差；塑料壳结构是电池厚度厚，电池内部散热差，稳定性差.而且上述两种结构同属液态锂离子电池，电解液可以在壳体内自由流动，容易泄漏，正负极之间也容易在日后长期使用过程受热和外力等的作用发生位移，造成性能失效或安全事故的不足；而提供一种大容量聚合物锂离子电池结构，其特征在于，将正极片、隔膜、负极片、隔膜和正极片依次层叠起来热复合组成一只电池单元，多只电池单元并联，正极片的极耳并接后连接至电池外壳的正极，负极片的极耳并接后连接至电池外壳的负极，并密封在电池外壳内。
一种大容量聚合物锂离子电池结构，其特征在于，按正极片、隔膜连续折叠包裹N个负极片和正极片构成的电池单元组层叠结构；两片正极片的极耳并接后连接至电池外壳的正极，N个负极片的极耳并接后连接至电池外壳的负极，并密封在电池外壳内。
所述隔膜裁成尺寸大于正极片和负极片的单个极片的尺寸；或隔膜连续折叠成方形片尺寸大于正极片和负极片的单个极片的尺寸。
所述N为2-35。
所述电池容量在50Ah～2000Ah之间，电池长度尺寸为200～700mm，电池宽 度尺寸为200～1000mm，电池厚度不超过20mm。
本实用新型的优点是：整个电池极片组处于相同的电解液环境中，电化学体系稳定有效，电池性能发挥稳定；电池芯是通过正极片和负极片小片层叠而成，极片界面电阻小，电池发热少；电极片通过聚合物技术聚合在一起，相互之间不会受机械震动移位，电池性能可靠稳定；另外，将大容量电池所用的极片长度只局限在1000mm以内，避免了其他大容量电池极片长达10多米的缺陷.本实用新型结构电池容量可电池适合于大容量锂离子电池的大规模工业化生产，工艺简单，工作效率高，电池一致性好，性能稳定可靠，安全性高。
附图说明
图1单体电池单元结构示意图。
图2电池的正负极片连续折叠组合结构示意图。
图3正极片示意图。
图4负极片示意图。
图5隔膜示意图。
图6大容量锂离子电池外形示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种大容量聚合物锂离子电池结构，下面结合附图予以说明。将正极片1、隔膜3、负极片5、隔膜3和正极片1依次层叠起来热复合组成一只单体电池单元(如图1所示)，多只单体电池单元并联，正极片1的极耳2并接后连接至电池外壳6的正极8，负极片5的极耳4并接后连接至电池外壳6的负极，并密封在电池外壳内(如图6所示)；或按正极片1、隔膜3连续折叠包裹N个负极片5和正极片1构成的电池单元组层叠结构；两片正极片1的极耳2并接后连接至电池外壳6的正极8，N个负极片5的极耳4并接后连接至电池外 壳6的负极7。
所述隔膜裁成或连续折叠的方形片的尺寸大于正极片和负极片的单个尺寸。
所述N为2-35。
所述电池容量在50Ah～2000Ah之间，电池长度尺寸为200～700mm，电池宽度尺寸为200～1000mm，电池厚度不超过20mm。
例1
通过搅拌涂布，将正极集流体铝箔单面涂覆上正极活性材料，并裁成如图3型状；将负极集流体铜箔双面覆上负极活性材料，并裁成如图4型状，将隔膜裁成尺寸大于正极片和负极片的方形片(如图5所示)，取厚度均为0.3-0.6mm的正极片2张、隔膜2张、负极1张，然后按图1结构，依次将正极片1，隔膜3，负极片4，隔膜3，正极片1依次层叠起来热复合成一只电池单元，再将根据电池的体积比能量计算出来的单元电池数在极耳处并联，并与厚度和宽度合适的引出极耳焊接起来，正极采用铝材，负极采用铜材或镍材，然后用铝塑复合包装膜热封装，注液后即得大容量聚合物锂电子电池。此结构采用如图6.采用本例中的极片尺寸，层叠23个单元电池，正负极分别焊接上宽度为280mm，厚度为0.3mm的铝极耳和铜极耳，封装后则得500Ah大容量聚合物锂离子电池.电池成型后的厚度为13mm，宽度为770mm，长度为430mm。
例2
将正负极片切成小片，隔膜不切断，采用如图2的折叠结构，负极片是双面涂布，叠30层，正极片也是双面涂布，最外两层正极片采用单层，以节省用料.极片组合后正负极分别焊接上宽度为280mm，厚度为0.2mm的铝极耳和铜极耳，封装后则得250Ah大容量聚合物锂离子电池.电池成型后的厚度为6.8mm，宽度为770mm，长度为430mm。
以上两种组合方式的电池采用铝塑复合膜包装，电池正极引出端基材采用铝带或者铝镍复合带，负极耳基材采用镍带或者铜带.极片大小可以根据厂家的涂布能力决定，采用本实用新型，将极片裁成便于组装的小片，极片与极片之间是平面接触，电池输出极耳可以根据电池容量大小灵活设计，既方便生产操作，电池性能也稳定可靠，是一种理想大容量电池结构。
Claims (5)
1.一种大容量聚合物锂离子电池结构，其特征在于，将正极片、隔膜、负极片、隔膜和正极片依次层叠起来热复合组成一只电池单元，多只电池单元并联，正极片的极耳并接后连接至电池外壳的正极，负极片的极耳并接后连接至电池外壳的负极，并密封在电池外壳内。
2.一种大容量聚合物锂离子电池结构，其特征在于，按正极片、隔膜连续折叠包裹N个负极片和正极片构成的电池单元组层叠结构；两片正极片的极耳并接后连接至电池外壳的正极，N个负极片的极耳并接后连接至电池外壳的负极，并密封在电池外壳内。
3.根据权利要求1和2中任意一项所述的一种大容量聚合物锂离子电池结构，其特征在于，所述隔膜裁成尺寸大于正极片和负极片的单个极片的尺寸；或隔膜连续折叠成方形片尺寸大于正极片和负极片的单个极片的尺寸。
4.根据权利要求1和2中任意一项所述的一种大容量聚合物锂离子电池结构，其特征在于，所述N为2-35。
5.根据权利要求1和2中任意一项所述的一种大容量聚合物锂离子电池结构，其特征在于，所述电池容量在50Ah～2000Ah之间，电池长度尺寸为200～700mm，电池宽度尺寸为200～1000mm，电池厚度不超过20mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HEBEI GLOBE SUPER POWER NEW ENERGY TECHNOLOGY DEVE Free format text: FORMER OWNER: BEIJING GLOBE SUPER POWER NEW ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. Effective date: 20110802 Free format text: FORMER OWNER: HEBEI GLOBE SUPER POWER NEW ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100085 HAIDIAN, BEIJING TO: 055250 XINGTAI, HEBEI PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20110802 Address after: 055250 Julu County Industrial Zone Patentee after: Hebei Shenzhou Super Power New Energy Technology Development Co., Ltd. Address before: 100085, E, building 9, Ka Wah building, 206 3rd Street, Beijing, Haidian District Co-patentee before: Hebei Shenzhou Super Power New Energy Technology Development Co., Ltd. Patentee before: Beijing Globe Super Power New Energy Technology Development Corp. |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: BEIJING SHENZHOU SUPER POWER NEW ENERGY TECHNOLOGY Free format text: FORMER OWNER: HEBEI SHENZHOU SUPER POWER NEW ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. Effective date: 20120104 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 055250 XINGTAI, HEBEI PROVINCE TO: 100085 HAIDIAN, BEIJING |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120104 Address after: 100085, E, building 9, Ka Wah building, 206 3rd Street, Beijing, Haidian District Patentee after: Beijing Globe Super Power New Energy Technology Development Corp. Address before: 055250 Julu County Industrial Zone Patentee before: Hebei Shenzhou Super Power New Energy Technology Development Co., Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110316 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |