CN202523812U - 一种锂离子电池 - Google Patents

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张华农
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衣守忠
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Abstract

本实用新型提供了一种锂离子电池，包括一卷针、环绕卷针设置的电芯以及套设于电芯之外的外壳，外壳的两端通过盖板件密封，在卷针和外壳上均设置有供电芯散热的第一散热鳍片，在盖板件上还设置有供电芯散热的第一散热鳍片。通过在盖板件上设置供电芯散热的第一散热鳍片，以对锂离子电池工作时所述电芯散热，解决了现有技术中锂离子电池不能及时有效的将瞬间产生的热量传递至电池表面，造成电池内部温度过高引起电解液分解、负极SEI膜破裂等一系列不良反应之问题，并有效降低了所述锂离子电池在大电流或高倍率放电时其电芯的内部温度，提高了所述锂离子电池的循环寿命、安全性能比较好。

Description

一种锂离子电池
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池。
背景技术
目前锂离子电池在制作中，是将正极片、隔膜和负极片以内圆柱壳体为卷针，经过卷绕得到锂离子电池的电芯，将其放入外圆柱壳体中，然后将上盖板、下盖板与内、外圆柱壳体通过激光焊接使之密封在一起。目前的锂离子电池虽然可能通过内外通孔散热的方法可以缓解锂离子电池放电时的热失控问题，但是锂离子电池在高倍率或大电流放电时，其内部产生的热量要远远高于电池本身的散热速度，因此锂离子电池在使用时还是会引发热量失控的潜在危险。
为了解决锂离子电池的散热问题，现通过在内圆柱壳体的内表面、外圆柱壳体的外表面设置散热鳍片来加快电池的散热速度，在一定程度上，可有效降低电池在大电流或高倍率放电时电芯的内部温度，但是，仅仅在内圆柱壳体的内表面、外圆柱壳体的外表面增加散热鳍片的锂离子电池的散热速度还是会受到锂离子电池电芯的厚度限制，当电芯的厚度大于一定值时，电芯内部中心的温度传递至电池表面需要一定的时间限制，还是不能及时有效的将瞬间产生的热量传递至电池表面，造成电池内部温度过高引起电解液分解、负极SEI膜(一种由烷基碳酸锂，碳酸锂等形成的膜)破裂等一系列不良反应，使得锂离子电池的循环寿命比较短、安全性能比较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种散热性能更好、可延长循环寿命、增强安全性能的锂离子电池。
本实用新型是这样实现的，一种锂离子电池，包括一卷针、环绕所述卷针设置的电芯以及套设于所述电芯之外的外壳，所述外壳的两端通过盖板件密封，在所述盖板件上设置有供所述电芯散热的第一散热鳍片。
进一步地，在所述卷针和所述外壳上均设置有供所述电芯散热的第二散热鳍片，所述盖板件包括上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板分别与所述外壳的上端和下端通过激光焊接以密封。
具体地，所述卷针呈圆柱状，所述第一散热鳍片设置于所述下盖板，所述第二散热鳍片设置于所述卷针的内表面和所述外壳的外表面。
具体地，所述下盖板与所述卷针为一体结构。
进一步地，所述电芯由相互叠合的正极片、隔膜和负极片环绕所述卷针卷绕而成，所述正极片设有至少一正极极耳，所述负极片设有至少一负极极耳；所述上盖板贯穿设置有正极极柱和负极极柱；所述正极极耳和负极极耳分别与所述正极极柱和负极极柱相连接。
具体地，所述正极极耳由不同层的正极片引出且并合为一体结构；所述负极极耳由不同层的负极片引出且并合为一体结构。
进一步地，还包括用于固定所述正极极耳和负极极耳以避免所述正极极耳和负极极耳在外力作用下发生弯折或倾斜的固定件，所述固定件与所述卷针相连接。
具体地，所述固定件包括至少3个同心的绝缘隔圈，所述绝缘隔圈通过自所述卷针延伸出的至少一个连接杆固定，且相邻的绝缘隔圈之间具有间隙，所述正极极耳和负极极耳的两端均插入不同的间隙中。
进一步地，所述上盖板具有一防爆孔，所述防爆孔被一防爆盖覆盖；所述下盖板设有环形的防爆槽。
进一步地，所述外壳为不锈钢或铝材质制成。
本实用新型通过在所述盖板件上设置供所述电芯散热的第一散热鳍片，以对所述锂离子电池工作时所述电芯散热，解决了现有技术中锂离子电池不能及时有效的将瞬间产生的热量传递至电池表面，造成电池内部温度过高引起电解液分解、负极SEI膜破裂等一系列不良反应之问题，并有效降低了所述锂离子电池在大电流或高倍率放电时其电芯的内部温度，提高了所述锂离子电池的循环寿命、安全性能比较好。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供锂离子电池的分解结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供锂离子电池的组装结构示意图；
图3为本实用新型实施例锂离子电池的下盖板与卷针的结构示意图；
图4为本实用新型实施例锂离子电池的上盖板结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1-图2，本实用新型实施例提供了一种锂离子电池1，包括一卷针11、环绕所述卷针11所设置的电芯12以及套设于所述电芯12之外的外壳13，所述卷针11可以是圆柱型或空心壳体，所述外壳13可以是圆柱形壳体，所述卷针11和所述外壳13的中心轴可以是重合的，所述外壳13的两端通过盖板件14密封；在所述盖板件14上还设置有供所述电芯12散热的第一散热鳍片16，其作为所述盖板件14的一部分，以增大散热面积；用以对所述锂离子电池1工作时其内的所述电芯12散热，解决了现有技术中锂离子电池不能及时有效的将瞬间产生的热量传递至电池表面，造成电池内部温度过高引起电解液分解、负极SEI膜(一种由烷基碳酸锂，碳酸锂等形成的膜)破裂等一系列不良反应之问题，并有效降低了所述锂离子电池1在大电流或高倍率放电时所述电芯12的内部温度，提高了所述锂离子电池1的循环寿命、安全性能比较好。
请参见图1，作为本实用新型提供的锂离子电池的一种具体实施方式，在所述卷针11和所述外壳13上均设置有供所述电芯12散热的第二散热鳍片15，其分别作为所述卷针11和所述外壳13的一部分，以增大散热面积；所述盖板件14包括上盖板141和下盖板142，配合图2，所述上盖板141和所述下盖板142分别与所述外壳13的上端131和下端132通过激光焊接以密封，还可以是以螺钉或卡配的方式以密封，本实施例优选为激光焊接，其密封性最好。配合图3、图4，其中，所述上盖板141为环形，具有同心圆形的第一内缘143和第一外缘144，所述第一内缘143与所述卷针11的上端111密封连接，所述第一外缘144与所述外壳13的上端131密封连接；保证了所述锂离子电池1上端的密封性。
参见图3，具体地，所述下盖板142与所述卷针11为一体结构，所述下盖板142具有一圆形的第二外缘145，配合图2，所述第二外缘145与所述外壳13的下端132密封连接，保证了所述锂离子电池1下端的密封性。在组装所述锂离子电池1时，先将所述下盖板142和所述卷针11制成一个整体，然后再环绕所述卷针11制作所述电芯12，再将所述外壳13套设于所述电芯12之外，最后将所述上盖板141安装于所述外壳13的上端131，通过激光焊接的方式将所述上盖板141的第一内缘143与所述卷针11的上端111焊接在一起，将所述上盖板141的第一外缘144与所述外壳13的上端131焊接在一起，并将所述下盖板142的第二外缘145与所述外壳13的下端132焊接在一起，即完成了所述锂离子电池1的安装、密封工序，安装方便、焊接简单。在本实施例中，由于所述下盖板142和所述卷针11制成一体，使得整个装配制程节省了所述下盖板142和所述卷针11之间的一道焊接工序，可以减少焊接不良的情况发生，有效提高锂离子电池的良品率，并且在批量生产时，可以有效提高生产效率，节约成本。
参见图1、图3，作为本实用新型提供的锂离子电池的一种具体实施方式，具体地，所述卷针11是由铝合金制成的呈圆柱状结构，所述第二散热鳍片15设置于所述卷针11的内表面和所述外壳13的外表面，其等间隔的分布于所述卷针11内表面的圆周、所述外壳13的外表面圆周，以方便所述电芯12从四周处散热，其一，制作方便；其二，美观。具体制作中，所述第二散热鳍片15分别自所述卷针11、所述外壳冲压成型。制作快捷、方便，可量产；所述第一散热鳍片16设置于所述下盖板142。其等间隔的分布于所述下盖板142底部的整个圆周，以方便所述电芯12从下部处散热，与所述第二散热鳍片15成型一样，所述第一散热鳍片16自所述下盖板142冲压成型，制作快捷、方便，需要说明的是，在所述上盖板141上也可成型第一散热鳍片16，以方便所述电芯12从上部处散热。
进一步参见图1，作为本实用新型提供的锂离子电池的一种具体实施方式，所述电芯12是由正极片121、隔膜122和负极片123叠合在一起并环绕所述卷针11卷绕形成的多层结构。并且，所述正极片121可设有至少一正极极耳124，所述负极片123设有至少一负极极耳125，具体的，所述正极极耳124可以由自两个不同层的所述正极片121引出且并合为一体结构，所述负极极耳125也同样。与之相应的，配合图4，所述锂离子电池1的上盖板141可以贯穿设置正极极柱17和负极极柱18，所述正极极柱17和所述负极极柱18分别与所述正极极耳124和所述负极极耳125相连接，用于向外输电。
进一步的，参见图1，还可以在所述外壳13内部设置用于固定所述正极极耳124和所述负极极耳125避免其在外力作用下发生弯折或倾斜的固定件19。具体的，所述固定件19可以固定设于所述卷针11之上，具体可以包括环绕所述卷针11设置的至少三个同心的环形构件191，相邻的所述环形构件191之间具有间隙，所述环形构件191通过自所述卷针11延伸出的至少一个连接杆192固定。所述正极极耳124的两端插入不同的间隙中，所述负极极耳125通过同样的方式固定，这样可以避免所述正极极耳124和所述负极极耳125被所述上盖板141压到时发生倾斜或弯折，进而避免二者相互接触而导致短路，同时避免任一极耳被压倒时将所述正极片121和所述负极片123连通而导致短路。
可以理解，所述固定件19还可以不采用圆环形结构，也可以为扇形或其它形状，只要能够对极耳进行固定、避免其弯折或倾斜即可。
参见图2、图4，作为本实用新型提供的锂离子电池的一种具体实施方式，由于所述锂离子电池1是由化学材料组成的，其在工作时产生热量，如散热不及时造成所述锂离子电池1内部热量过高时，可能发生爆炸，因此，所述锂离子电池1在所述上盖板141或所述下盖板142上还设置有防爆装置，防爆装置的位置根据所述外壳13的材质而定。当所述外壳13采用不锈钢材质时，可以在所述上盖板141上开设防爆孔146以及与防爆孔146相配合连接(粘接)的防爆盖(图未示)，通过控制所述防爆盖与所述防爆孔146之间的结合力来控制爆破力，这种防爆装置可承受较高的压力，适合不锈钢材质的外壳，当所述锂离子电池1内部压力过大时，气体冲开所述防爆盖，避免所述锂离子电池1爆破；当所述外壳13材质为铝材质时，可以在所述下盖板142的底部设置防爆槽(图未示)，具体可以是非闭合环形的防爆槽。所述防爆槽可以在所述下盖板142的内表面设置，在所述下盖板142的外表面则视为没有闭合的环形突起，所述防爆槽所在区域厚度较薄，当所述锂离子电池1内部压力过大时，所述防爆槽首先被气体冲破，将气体释放，避免所述锂离子电池1爆破。上述防爆装置结构简单易制作，可有效的避免电池爆炸、起火或燃烧，提高锂离子电池的安全性。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括一卷针、环绕所述卷针设置的电芯以及套设于所述电芯之外的外壳，所述外壳的两端通过盖板件密封，在所述盖板件上设置有供所述电芯散热的第一散热鳍片。
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：在所述卷针和所述外壳上均设置有供所述电芯散热的第二散热鳍片，所述盖板件包括上盖板和下盖板，所述上盖板和所述下盖板分别与所述外壳的上端和下端通过激光焊接以密封。
3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述卷针呈圆柱状，所述第一散热鳍片设置于所述下盖板，所述第二散热鳍片设置于所述卷针的内表面和所述外壳的外表面。
4.如权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于：所述下盖板与所述卷针为一体结构。
5.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述电芯由相互叠合的正极片、隔膜和负极片环绕所述卷针卷绕而成，所述正极片设有至少一正极极耳，所述负极片设有至少一负极极耳；所述上盖板贯穿设置有正极极柱和负极极柱；所述正极极耳和负极极耳分别与所述正极极柱和负极极柱相连接。
6.如权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极极耳由不同层的正极片引出且并合为一体结构；所述负极极耳由不同层的负极片引出且并合为一体结构。
7.如权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于：还包括用于固定所述正极极耳和负极极耳以避免所述正极极耳和负极极耳在外力作用下发生弯折或倾斜的固定件，所述固定件与所述卷针相连接。
8.如权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于：所述固定件包括至少3个同心的绝缘隔圈，所述绝缘隔圈通过自所述卷针延伸出的至少一个连接杆固定，且相邻的绝缘隔圈之间具有间隙，所述正极极耳和负极极耳的两端均插入不同的间隙中。 
9.如权利要求1至8任一项所述的锂离子电池，其特征在于：所述上盖板具有一防爆孔，所述防爆孔被一防爆盖覆盖；所述下盖板设有环形的防爆槽。
10.如权利要求1至8任一项所述的锂离子电池，其特征在于：所述外壳为不锈钢或铝材质制成。 
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