CN202103128U - 一种方形超级电容器或电池的电芯结构 - Google Patents

一种方形超级电容器或电池的电芯结构 Download PDF

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卢海
李劼
赖延清
张治安
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Abstract

一种方形超级电容器或电池的电芯结构，包括涂有正极活性物质的正极片、隔膜和涂有负极活性物质的负极片，正、负极片的一侧边缘均预留有一定宽度的未涂活性物质的空白，经叠片或卷绕后分别外露于电芯本体的两侧，将多层正极空白与正极耳连接，多层负极空白与负极耳连接；将多层正、负极空白同时朝电芯本体中部对折。这种独特的电芯结构，可以根据使用需要任意调整引出极耳的尺寸、位置、数量及引出朝向，设计合理、操作简单、易于实现，对于大电流充放电、高功率场合尤其适用。同时，正、负极空白对折后，在电芯本体中部留出的一部分未被填塞空间，既可作为气囊使用，又方便散热，提高了超级电容器或电池的安全可靠性。

Description

一种方形超级电容器或电池的电芯结构
技术领域
本实用新型涉及一种超级电容器或电池的电芯结构，特别涉及一种方形超级电容器或锂离子电池的电芯结构，属于电子元器件领域。
背景技术
随着环境的日益恶化，环保呼声日益高涨，资源和能源日渐短缺，人类将更加依赖洁净的和可以再生的新能源成为大势所趋。电池和电容器是两类最为常用的储能元件，特别是超级电容器和锂离子电池，由于各自的性能特点优势，在民用、工业、交通、军事、国防等众多领域具有广泛应用。
传统方形特别是卷绕式结构的超级电容器或电池，需要在极片两头或中间留出特定宽度及数量的空白间歇位以方便极耳焊接引出，间歇位设计不好则很容易导致卷绕后的电芯极耳错位，从而影响后续的焊接效果和电芯整体外观，多极耳引出的电芯尤其存在这种问题。同时，此种电芯在极耳的尺寸、位置、数量及引出朝向等方面，均不方便根据需要灵活调整，影响了器件的大电流放电和倍率性能。另外，方形超级电容器或电池的壳体内部一般被电芯所填满，基本没有为气体释放、热量扩散留出空间(特别在模块成组时，外壳正面之间贴合紧密，不便散热)，这一定程度上存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有方形超级电容器或电池结构上的缺陷，公开一种操作简单、极耳调整便利、适合大电流充放电，同时散热性好、安全可靠性强的电芯结构。
本实用新型是这样实现的：
一种方形超级电容器或电池的电芯结构，包括涂有正极活性物质的正极片、隔膜和涂有负极活性物质的负极片。其特征在于：所述正极片、负极片的一侧边缘均预留有一定宽度的未涂活性物质的空白；按照正极片-隔膜-负极片-隔膜的顺序不断叠片形成多层结构的电芯本体；或者将正极片、隔膜、负极片依次层叠后进行卷绕形成电芯本体；在所述电芯本体两侧分别形成外露于电芯本体的多层正极空白区和多层负极空白区；所述多层正极空白区与至少一个正极耳连接，多层负极空白区与至少一个负极耳连接。
本实用新型中，所述多层正极空白区、多层负极空白区分别与正、负极耳连接后朝电芯本体中部对折。
本实用新型中，所述多层正极空白区、多层负极空白区分别与正、负极耳连接后朝电芯本体中部的同一平面上或相对平面上对折。在同一平面上对折时，需控制正、负极空白宽度，使之对折后在电芯本体中部不会发生接触。
本实用新型中，所述多层正极空白区、多层负极空白区分别与正、负极耳连接后，再在其一面或两面粘贴耐高温绝缘胶纸或胶布，以防止充放电工作时，对折后的正、负极空白因持续发热升温而影响到电芯本体或外壳等部件，同时避免正负极在异常情况下接触短路。
本实用新型中，所述多层正极空白区、多层负极空白区与正、负极耳采用超声焊、激光焊、电阻焊、乙炔焊、电弧焊或机械刺铆中的一种方式实现连接。
本实用新型中，所述正、负极耳从电芯一端或相对端引出。
本实用新型中所述的电池包括锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池、锂硫电池、锌锰电池、锂锰电池、锌银电池、锌空气电池、锌汞电池等一次或二次电池。
本实用新型由于采用以上技术方案，可以不必在极片设计时过多考虑极耳位置预留和对位等问题，因此大大简化了设计工作、降低了设计难度；同时，可以根据使用需要任意调整引出极耳的尺寸、位置、数量及引出朝向，有利于改善电池或电容器的倍率性能发挥，适合高功率场合应用。另外，正、负极空白对折后，在电芯中部留出的一部分未被填塞空间，既可作为气囊使用，又方便散热(特别是软包装电容器或电池在模块成组时，外壳正面之间留有空隙，非常便于散热)，提高了超级电容器或电池的安全可靠性。
附图说明
附图1为本实用新型叠片式超级电容器或电池的正、负极片结构示意图。
附图2为本实用新型卷绕式超级电容器或电池的正、负极片结构示意图。
附图3、4为本实用新型方形超级电容器或电池的电芯两侧空白区的两种不同对折方式示意图。
图中：1正极片；2正极空白；3负极空白；4负极片；5正极极耳；6负极极耳；7电芯本体
具体实施方式
实施例1：
参见附图1和3，将超级电容器的正极片1、负极片4的一侧边缘均预留出一定宽度且未涂料的空白区2、3，按正极-隔膜-负极-隔膜的顺序进行多层叠片，确保正、负极的空白区分别外露于电芯本体的两侧。将多层正极空白区2与一根正极耳5超声焊接，多层负极空白区3与一根负极耳6超声焊接，保持两根极耳同时从电芯顶端引出。在正、负极空白区的两面贴耐高温绝缘胶纸，然后同时朝电芯本体7中部的同一平面上对折。
实施例2：
参见附图2和4，将锂离子电池的正极片1、负极片4的一侧边缘分别预留出一定宽度且未涂料的空白区2、3，依次层叠正极片、隔膜和负极片并完成卷绕，确保正、负极的空白区分别外露于电芯本体的两侧。将多层正极空白区2与两根正极耳5机械刺铆连接，多层负极空白区3与两根负极耳6机械刺铆连接，保持正、负极耳分别从电芯顶端和底端引出。在正、负极空白区的两面贴耐高温绝缘胶纸，然后分别朝电芯本体7中部的相对平面上对折。

Claims (6)

1.一种方形超级电容器或电池的电芯结构，包括涂有正极活性物质的正极片、隔膜和涂有负极活性物质的负极片。其特征在于：所述正极片、负极片的一侧边缘均预留有一定宽度的未涂活性物质的空白；按照正极片-隔膜-负极片-隔膜的顺序不断叠片形成多层结构的电芯本体；或者将正极片、隔膜、负极片依次层叠后进行卷绕形成电芯本体；在所述电芯本体两侧分别形成外露于电芯本体的多层正极空白区和多层负极空白区；所述多层正极空白区与至少一个正极耳连接，多层负极空白区与至少一个负极耳连接。
2.根据权利要求1所述的一种方形超级电容器或电池的电芯结构，其特征在于：所述多层正极空白区、多层负极空白区分别与正、负极耳连接后朝电芯本体中部对折。
3.根据权利要求2所述的一种方形超级电容器或电池的电芯结构，其特征在于：所述多层正极空白区、多层负极空白区分别与正、负极耳连接后朝电芯本体中部的同一平面上或相对平面上对折。
4.根据权利要求3所述的一种方形超级电容器或电池的电芯结构，其特征在于：所述多层正极空白区、多层负极空白区分别与正、负极耳连接后，再在其一面或两面粘贴耐高温绝缘胶纸或胶布。
5.根据权利要求4所述的一种方形超级电容器或电池的电芯结构，其特征在于：所述多层正极空白区、多层负极空白区与正、负极耳采用超声焊、激光焊、电阻焊、乙炔焊、电弧焊或机械刺铆中的一种方式实现连接。
6.根据权利要求5所述的一种方形超级电容器或电池的电芯结构，其特征在于：所述正、负极耳从电芯一端或相对端引出。
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