CN202495547U - 卷绕结构锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种能够同时进行充电和放电的卷绕结构锂离子电池，包括电芯和容纳所述电芯的包装壳，所述电芯内包括两组互相卷绕的极片隔膜组，所述极片隔膜组包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和负极片的隔膜。相对于现有技术，本实用新型在保持锂离子电池原有的高安全性、长循环寿命和大能量密度的前提下，使锂离子电池能够同时进行充电与放电操作。两组极片隔离组可以在同一电池中各自独立工作，两组极片隔膜组通过对应的极耳，连接外部电路，可以同时对电池进行充电，也可以同时对用电器供电，并可以在其中一组极片隔膜组充电的同时，另外一组极片隔膜组对外部用电器放电。为锂离子电池的更为宽广范围的应用提供了保证。

Description

卷绕结构锂离子电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种能够同时进行充电和放电的卷绕结构电池。

背景技术

锂离子电池在我们的生活中已经被广泛应用。日益繁忙的生活，需要消耗大量的电能。虽然锂离子电池具有很高的能量密度，但是局限于电池在用电器中的有效空间，所以在电池的使用过程中，也会需要外电路对其电能的补充。

传统的锂离子电池，由于其自身结构的限制，在充电过程中无法进行放电，又或是在放电过程中无法充电。导致我们在对锂离子电池充电时，需要切断电池对用电器的供电电路。这一动作通常需要与电池相接的外部工作元器件协助完成，而无法通过电池自身能力解决。

有鉴于此，确有必要提供一种能够同时进行充放电操作的卷绕结构电池。

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，而提供一种能够同时进行充放电操作的卷绕结构电池。

为了实现上述目的，本实用新型所采用如下技术方案：

一种卷绕结构电池，包括电芯和容纳所述电芯的包装壳，所述电芯内包括两组互相卷绕的极片隔膜组，所述极片隔膜组包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和负极片的隔膜。

相对于现有技术，本实用新型在保持锂离子电池原有的高安全性、长循环寿命和大能量密度的前提下，使锂离子电池能够同时进行充电与放电操作。两组极片隔离组可以在同一电池中各自独立工作，两组极片隔膜组通过对应的极耳，连接外部电路，可以同时对电池进行充电，也可以同时对用电器供电，并可以在其中一组极片隔膜组充电的同时，另外一组极片隔膜组对外部用电器放电。为锂离子电池的更为宽广范围的应用提供了保证。

本实用新型通过使单电池在具有充电与放电能够同时进行的能力，可以简化外接工作电路板的设计结构，使电池应用体系的成本降低；同时，两组极片隔膜组的工作只需要两组外接极耳工作状态的转换即可完成，使电池的使用操作更为简便；在同一电池中同时进行充电和放电时，可以削弱电池体系中由于电解液受到离子单向迁移而造成的极化，使电池体系更加均匀，进一步提升电池的稳定性与安全性。

作为本实用新型卷绕结构电池的一种改进，所述两组极片隔膜组具有各自独立的极耳。

作为本实用新型卷绕结构电池的一种改进，所述两组极片隔膜组的极耳位于电芯的同侧。

作为本实用新型卷绕结构电池的一种改进，所述两组极片隔膜组的极耳位于电芯的两侧。

作为本实用新型卷绕结构电池的一种改进，电芯的最内圈为对应的两组极片隔膜组的负极片，所述负极片之间间隔有隔膜。

作为本实用新型卷绕结构电池的一种改进，电芯的最内圈为对应的两组极片隔膜组的正极片，所述正极片之间间隔有隔膜。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式1的卷绕结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式1的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式2的卷绕结构示意图；

图4为本实用新型具体实施方式2的结构示意图。

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。

具体实施方式1

请参见图1和图2，一种卷绕结构电池，包括电芯4和容纳所述电芯4的包装壳5，所述电芯4内包括两组互相卷绕的极片隔膜1组，所述极片隔膜1组包括正极片2、负极片3和间隔于所述正极片2和负极片3的隔膜1。所述两组极片隔膜1组具有各自独立的极耳。所述两组极片隔膜组的极耳位于电芯4的同侧。

具体实施方式2

请参见图3和图4，一种卷绕结构电池，包括电芯4和容纳所述电芯4的包装壳5，所述电芯4内包括两组互相卷绕的极片隔膜组，所述极片隔膜组包括正极片2、负极片3和间隔于所述正极片2和负极片3的隔膜1。所述两组极片隔膜组具有各自独立的极耳。所述两组极片隔膜组的极耳位于电芯4的两侧。

为了使电池具备能够同时充电和同时放电的能力，两组极片隔膜组需要独立工作，下面将结合附图对该电池的制备和充电方式作进一步的阐述：

制备时，包括以下几个步骤：

第一，使用传统的搅拌、涂布、压制和裁切等工艺制备锂离子电池所需的正极片2和负极片3，并在正极片2与负极片3上分别焊接具有导电功能的极耳；然后通过贴胶或者刷胶等技术处理，将极片中可能产生毛刺的危险部位保护起来，防止隔膜1被刺穿，即制得所需的正极片2与负极片3；

第二，取一条隔膜1对折，将一片负极片3插入其中间，隔膜1完全包裹负极片3。再取一片正极片2按照一定的极耳间距，与用隔膜1包裹的负极片3进行固定，以确保在卷绕过程中正极片2、隔膜1及负极片3之间的相对位置不发生改变。由此正极片2、负极片3与隔膜1组成的一组组合，以下均称为极片隔膜组；

第三，取两组上述的极片隔膜组，按照图1所示的结构进行卷绕。在此卷绕过程中与除最内圈意外，正极片2中的膜片相对的位置均有负极片3的膜片对应，并且它们之间均有隔膜1阻隔，保证在电芯4中不出现短路的结构部分，而电芯4的最内圈可以为对应的两组极片隔膜组的负极片3，也可以为对应的两组极片隔膜组的正极片2，所述正极片2或负极片3之间间隔有隔膜1，所得电池的两组极耳位于电芯4的两侧，为了避免两组极片隔膜组在工作中产生分组混乱，所以同一组的极片隔膜组所带的正、负极耳应在同侧。

第四，将第三步所得电芯4装入包装壳5内，灌注电解液后，再经过化成、容量等得到锂离子电池。

本实用新型的锂离子电池具有两组导出极耳，每组极耳对应于内部一组极片隔膜组。两组极片隔膜组相互组成统一的电池体系，但是其工作可以相互独立运行。所以本实用新型的电池可能存在的三种工作方式为：

一是两组极耳同时连接在充电器上，通过外部电源对同一电池进行充电。应用此方式对电池进行充电，对比相同容量大小的传统电池，在相同的充电条件下，该电池能够更加快速达到相同的充电深度。

二是两组极耳同时连接在用电器上，对外部用电器进行供电工作。使用此方式对本实用新型电池进行放电，对比相同容量大小的传统电池，在相同的放电条件下，该电池能够提供更大的放电电流或者放电电压。

三是一组极耳连接在充电器上，另外一组极耳连接在用电器上，充电行为和放电行为在同一电池上同时进行。传统的锂离子电池无法按照此操作工作，其充电过程和放电过程需分别进行，即传统的锂离子电池在充电过程无法对用电器进行供电，在对用电器放电过程无法对其进行充电。本实用新型电池具备充电与放电同时进行的能力，并且因为充电动作和放电动作在电池中的同时进行，可以避免电解液定向移动造成的离子极化问题发生。

综上所述，本实用新型的电池，具备两组分别能够独立工作的极片隔膜组，通过各自的极耳与外部电路连接，可以同时对电池进行充电或者放电，也可以使电池同时进行充电和放电工作。使用本实用新型的电池，不需要外部工作元器件的切换即能使用电器在使用电池供电的同时，也可以利用外部电源对电池进行电能补充。由于使用的材料和制备技术与传统工艺相同，所以保持了锂离子电池相同的高安全性、长循环寿命、高比容量等优点特性，同时也拓展了锂离子电池能够使用的方式。

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 (6)

1.一种卷绕结构锂离子电池，包括电芯和容纳所述电芯的包装壳，其特征在于：所述电芯内包括两组互相卷绕的极片隔膜组，所述极片隔膜组包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和负极片的隔膜。

2.根据权利要求1所述的卷绕结构锂离子电池，其特征在于：所述两组极片隔膜组具有各自独立的极耳。

3.根据权利要求2所述的卷绕结构锂离子电池，其特征在于：所述两组极片隔膜组的极耳位于电芯的同侧。

4.根据权利要求2所述的卷绕结构锂离子电池，其特征在于：所述两组极片隔膜组的极耳位于电芯的两侧。

5.根据权利要求1所述的卷绕结构锂离子电池，其特征在于：电芯的最内圈为对应的两组极片隔膜组的负极片，所述负极片之间间隔有隔膜。

6.根据权利要求1所述的卷绕结构锂离子电池，其特征在于：电芯的最内圈为对应的两组极片隔膜组的正极片，所述正极片之间间隔有隔膜。

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