CN202495534U - 一种卷绕结构的电池 - Google Patents

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刘凯
罗丹
周铁刚
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Abstract

本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种具有防过流功能的卷绕结构的电池，包括电芯和容纳所述电芯的包装壳，所述电芯包括电池正极极片、电池负极极片和间隔于电池正极极片和电池负极极片之间的隔膜，所述包装壳内还包括与所述电芯并联连接的电容。相对于现有技术，本实用新型包括相互并联的电池和电容两部分结构，在电池工作时，电容能对电池产生分流作用，削弱大电流对电池的影响，从而具备过电流保护的功能；而当外部无过流保护设备时，本实用新型的卷绕结构电池内部的电容自身发挥过流保护的特性，从而进一步提升电池的安全特性。此外，卷绕结构电池内部的电容自身也具备一定的能量存储特性，也可以在一定程度上提升电池的储能能力。

Description

一种卷绕结构的电池
技术领域
本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种具有防过流功能的卷绕结构电池。
背景技术
电池作为储能电源使用时，当充电的输入电流或放电的输出电流过大时，均会对电池的内部结构造成不同程度的损伤，所以需要对其进行过流保护。
现有的过流保护均是采用在电池外额外安装具有电流缓冲作用的电容设备，以达到过流保护的作用。这些过流保护设备通常体积较大，安装不方便，同时一旦保护设备在工作中失效，将失去对电池自身的保护作用。
有鉴于此，确有必要提供一种自身具备过流保护功能的卷绕结构的电池，以进一步提升电池的安全性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种自身具备过流保护功能的卷绕结构的电池，以进一步提升电池的安全性能。
为了实现上述目的，本实用新型所采用如下技术方案：
一种卷绕结构的电池，包括电芯和容纳所述电芯的包装壳，所述电芯包括电池正极极片、电池负极极片和间隔于电池正极极片和电池负极极片之间的隔膜，所述包装壳内还包括与所述电芯并联连接的电容。
相对于现有技术，本实用新型包括相互并联的电池和电容两部分结构，在电池工作时，电容和电池均发生功效：电容能对电池产生分流作用，削弱大电流对电池的影响，从而具备过电流保护的功能；电池外部可以连接过电流保护设备，当设备失效时本实用新型的卷绕结构电池内部的电容也能起到过流保护的作用，而当外部无过流保护设备时，本实用新型的卷绕结构电池内部的电容自身发挥过流保护的特性，从而进一步提升电池的安全特性。此外，卷绕结构电池内部的电容自身也具备一定的能量存储特性，也可以在一定程度上提升电池的储能能力。
作为本实用新型卷绕结构的电池的一种改进，所述电容包括电容正极片和电容负极片。其中，电容正极片上的正极材料应与电池正极极片材料具有相同的抗高电位氧化还原特性，电容负极片上的负极材料应与电池负极极片材料具有相同的抗低电位氧化还原特性，电容正负极片同时具有强的物理和化学稳定特性。
作为本实用新型卷绕结构的电池的一种改进，所述电容正极片和电容负极片之间设置有绝缘材料层充当阻隔层。该绝缘材料层具有粘接性，可以将电容正极片和电容负极片紧密的黏合在一起，该绝缘材料既不导通电子也不具备离子导通能力，电容极片与绝缘体的长宽应与卷绕电池最内圈极片的长宽相当，其用材厚度取决于电池能量密度的空间余量。
作为本实用新型卷绕结构的电池的一种改进，所述电容正极片和电池正极片焊接在正极极耳上，所述电容负极片和电池负极片焊接在负极极耳上。正负极耳用于将电池与外接电路导通。
作为本实用新型卷绕结构的电池的一种改进，所述电容正极片和电池正极片为连续的整体，所述电容负极片和电池负极片为连续的整体，也就是电容正极片1与电池正极极片5的集流体材料相同，并且电容负极片6与电池负极极片7的集流体材料相同。正极极耳和负极极耳分别由电容正极片和电容负极片引出。
作为本实用新型卷绕结构的电池的一种改进，所述电容正极片、电容负极片及绝缘材料层的尺寸小于等于卷绕结构电池最内圈的极片尺寸。
作为本实用新型卷绕结构的电池的一种改进，所述电池外焊接有过流保护设备。
附图说明
图1为本实用新型具体实施方式1的结构示意图；
图2为本实用新型的工作电路图；
图3为本实用新型具体实施方式2的结构示意图；
图4为图3中A-A’方向的剖面图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
请参见图1和图2，本实用新型一种卷绕结构的电池，包括电芯11和容纳所述电芯11的包装壳9，所述电芯11包括电池正极极片5、电池负极极片7和间隔于电池正极极片5和电池负极极片7之间的隔膜2，所述包装壳8内还包括与所述电芯11并联连接的电容10。
当外电路对电池进行充电时，电容10会分担部分电流，使对电芯11充电的电流变小，削弱电流对电芯11的危害；当外电路的充电结束时，存储于电容10中的电能亦可继续对电芯11进行补充，有助于减小极化作用在充电过程中对电芯11的作用，最终达到电位平衡的状态。在充电结束的状态，电芯11和电容10均可存储一定大小的容量。
当电池对外电路进行放电时，电容10与电芯11对外电路共同提供电流，由于电容10对外电路的电流补充，也可以减小电芯11的放电电流大小。
本实用新型的电池由电容10和电芯11并联组成统一整体，在电池工作过程中，由电容10和电芯11共同分担电流，从而达到削弱过大电流对电芯11的影响，使电池自身具备过流保护的功能。
其中，电容10包括电容正极片1和电容负极片6。其中，电容正极片1上的正极材料应与电池正极极片5材料具有相同的抗高电位氧化还原特性，电容负极片6上的负极材料应与电池负极极片7材料具有相同的抗低电位氧化还原特性，电容正负极片同时具有强的物理和化学稳定特性。
例如，电容正极片1所选用的材料可以与电池正极极片5集流体相同，如同为金属铝，也可以不同，如分别为不锈钢和金属铝；电容负极极片6所选用的材料可以与电池负极极片7的集流体相同，如同为金属铜，也可以不同，如分别为金属镍和金属铜。
所述电容正极片1和电容负极片6之间设置有绝缘材料层4充当阻隔层。该绝缘材料层4具有粘接性，可以将电容正极片1和电容负极片6紧密的黏合在一起，该绝缘材料既不导通电子也不具备离子导通能力，其厚度小于100um，可以根据电池自身容量空间进行调整，电容极片与绝缘体的长宽应与卷绕电池最内圈极片的长宽相当，其用材厚度取决于电池能量密度的空间余量。
具体实施方式1
如图1所示，电容正极片1与电池正极极片5共同焊接在正极极耳3上，同时电容负极片6与电池负极极片7共同焊接在负极极耳8上，电容正极片1与电容负极片6由绝缘材料层4阻隔并黏合在一起，并且电池正极极片5与电池负极极片7之间以隔膜2阻隔，再通过如图1所示的卷绕方式将电容极片和电池极片组合成统一的整体电芯结构，并由正极极耳5和负极极耳8完成电芯与外电路的导通。
将得到的整体电芯结构置于包装壳9中，即得到本实用新型的卷绕结构电池。
具体实施方式2
如图3和图4所示，电容正极片1与电池正极极片5为整体，同时电容负极片6与电池负极极片7为整体，即电容正极片1与电池正极极片5的集流体材料相同，并且电容负极片6与电池负极极片7的集流体材料相同，然后通过如图3所示的卷绕结构，将电容10和电芯11组合成统一整体的电芯结构，极耳由电容10上引出。
将得到的整体电芯结构置于包装壳9中，即得到本实用新型的卷绕结构电池。
在具体实施方式1和2的基础上，还可以在得到的电池外焊接过流保护设备，从而起到“双重保护”的作用。
相对于现有技术，本实用新型包括相互并联的电池和电容两部分结构，在电池工作时，电容和电池均发生功效：电容能对电池产生分流作用，削弱大电流对电池的影响，从而具备过电流保护的功能；电池外部可以连接过电流保护设备，当设备失效时本实用新型的卷绕结构电池内部的电容也能起到过流保护的作用，而当外部无过流保护设备时，本实用新型的卷绕结构电池内部的电容自身发挥过流保护的特性，从而进一步提升电池的安全特性。此外，卷绕结构电池内部的电容自身也具备一定的能量存储特性，也可以在一定程度上提升电池的储能能力。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (7)

1.一种卷绕结构的电池，包括电芯和容纳所述电芯的包装壳，所述电芯包括电池正极极片、电池负极极片和间隔于电池正极极片和电池负极极片之间的隔膜，其特征在于：所述包装壳内还包括与所述电芯并联连接的电容。
2.根据权利要求1所述的卷绕结构的电池，其特征在于：所述电容包括电容正极片和电容负极片。
3.根据权利要求2所述的卷绕结构的电池，其特征在于：所述电容正极片和电容负极片之间设置有绝缘材料层。
4.根据权利要求2所述的卷绕结构的电池，其特征在于：所述电容正极片和电池正极片焊接在正极极耳上，所述电容负极片和电池负极片焊接在负极极耳上。
5.根据权利要求2所述的卷绕结构的电池，其特征在于：所述电容正极片和电池正极片为连续的整体，所述电容负极片和电池负极片为连续的整体，正极极耳和负极极耳分别由电容正极片和电容负极片引出。
6.根据权利要求3所述的卷绕结构的电池，其特征在于：所述电容正极片、电容负极片及绝缘材料层的尺寸小于等于卷绕结构电池最内圈的极片尺寸。
7.根据权利要求1所述的卷绕结构的电池，其特征在于：所述电池外焊接有过流保护设备。
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