CN202712358U - 锂离子电池的电芯 - Google Patents

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方振华
刘瑞瑞
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Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池的电芯，它包括并联的容量型电芯和功率型电芯，容量型电芯包括若干个第一正极片（1）、第一负极片（2）和第一隔膜（3），功率型电芯包括若干个第二正极片（4）、第二负极片（5）和第二隔膜（6），各个第一正极片（1）和第二正极片（4）上的阴极（7）均与同一个正极耳（8）电连接，各个第一负极片（2）和第二负极片（5）上的阳极（9）均与同一个负极耳（10）电连接。本实用新型既能大功率放电而且容量又高。

Description

锂离子电池的电芯
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体讲是一种兼顾容量和功率性能的锂离子电池的电芯。 
背景技术
目前有很多设备使用锂离子电池作为供电电源，设备启动时需要的电流比较大，因此要求电源既能够提供足够大的功率支持设备启动工作，又要储存有足够多的能量维持设备长期运行。 
锂离子电池包括电芯，现有技术的锂离子电池，其电芯包括容量型电芯和功率型电芯两类，容量型电芯具有高的容量，能够储存足够多的能量，容量型电芯可制成的容量型电池，用于维持设备长期运行，功率型电芯具有较大的充放电电流（即较大功率），功率型电芯可制成功率型电池，用于使设备启动，但无法使锂离子电池的电芯既能有足够大的功率支持设备瞬间启动工作，又有足够多的能量维持设备长期运行，这就会导致电源功率不足无法使设备启动或电源能量过早用完而导致设备无法运行，为解决这一问题，需要采用两个电池分别作为设备的启动电源和能量电源，这就需要设置专门的电路控制模块和转换开关，结构较复杂，并且在设备多次启动的情况下，启动电源容易出现电量不足导致设备无法启动。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供既能大功率放电而且容量又高的锂离子电池的电芯。 
为解决上述技术问题，本实用新型提供的锂离子电池的电芯，它包括并联的容量型电芯和功率型电芯，容量型电芯包括若干个交替叠置的第一正极片和第一负极片，或若干个交替叠置并卷绕的第一正极片和第一负极片，各个第一正极片的活性材料的面密度均落入范围187.12g/m2～220.54g/m2,相邻的第一正极片和第一负极片之间设有用于分隔所述的第一正极片和第一负极片的第一隔膜，功率型电芯包括若干个交替叠置的第二正极片和第二负极片，或若干个交替叠置并卷绕的第二正极片和第二负极片，各个第二正极片活性材料的面密度均落入范围106.93g/m2～187.12g/m2，相邻的第二正极片和第二负极片之间设有用于分隔所述的第二正极片和第二负极片的第二隔膜，各个 第一正极片和第二正极片上的阴极均与同一个正极耳电连接，各个第一负极片和第二负极片上的阳极均与同一个负极耳电连接。 
采用以上结构后，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点： 
功率型电芯能够大功率放电，容量型电芯容量比较高，能够储存较大的电能，在设备启动需要大倍率放电时，功率型电芯就可以提供大功率放电，而设备正常运行时容量型电芯就可以提供它的高电能，功率型电芯和容量型电芯二者的电能可以相互补充，使该电芯制成的锂离子电池既能使设备瞬间启动工作，又能长期运行，有效避免了电源能量过早用完而导致设备无法运行，并且不需要设置两个电池组，使供电回路结构简化。 
作为优选，所述的各个第一正极片的活性材料的面密度均为200.49g/m2。 
作为优选，所述的各个第二正极片的活性材料的面密度均为120.29g/m2。 
作为优选，所述的各个第一正极片和第二正极片的活性材料的面密度还可以呈阶梯状分布，活性材料分布比较均匀，可以更合理的利用大功率放电和高容量，使锂离子电池的使用寿命更长。 
作为优选，所述的第一正极片和第二正极片的活性材料由LiMn2O4、LiNiaCobMncO2和LiCoO2中的一种或几种组成，a、b和c满足以下条件：0<a<1,0<b<1,0<c<1,且a+b+c=1,所述的第一负极片和第二负极片的活性材料为石墨或Li4Ti5O12。 
附图说明
图1是本实用新型锂离子电池的电芯的极片叠置时的结构示意图； 
图2是本实用新型锂离子电池的电芯的极片叠置后卷绕时的结构示意图。 
其中，1、第一正极片；2、第一负极片；3、第一隔膜；4、第二正极片；5、第二负极片；6、第二隔膜；7、阴极；8、正极耳；9、阳极；10、负极耳。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。 
实施例一 
由图1所示本实用新型锂离子电池的电芯的结构示意图可知，它包括并联的容量型电芯和功率型电芯，容量型电芯包括若干个交替叠置的第一正极片1和第一负极片2，各个第一正极片1的活性材料的面密度均落入范围187.12g/m2～220.54g/m2,相邻的第一正极片1和第一负极片2之间设有用于分隔所述的第一正极片1和第一负极片2 的第一隔膜3，功率型电芯包括若干个交替叠置的第二正极片4和第二负极片5，各个第二正极片4活性材料的面密度均落入范围106.93g/m2～187.12g/m2，相邻的第二正极片4和第二负极片5之间设有用于分隔所述的第二正极片4和第二负极片5的第二隔膜6，各个第一正极片1和第二正极片4上的阴极7均与同一个正极耳8电连接，各个第一负极片2和第二负极片5上的阳极9均与同一个负极耳10电连接，容量型电芯和功率型电芯并联是指容量型电芯和功率型电芯叠置，各个第一正极片1和第二正极片4上的阴极7焊接在一起，并同时连接有一个正极耳8，各个第一负极片2和第二负极片5上的阳极9焊接在一起，并同时连接有一个负极耳10，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，也就是电池在进行充放电时的接触点。 
所述的各个第一正极片1的活性材料的面密度均为200.49g/m2，所述的各个第二正极片4的活性材料的面密度均为120.29g/m2。 
另一种情况，所述的各个第一正极片1和第二正极片4的活性材料的面密度呈阶梯状分布，活性材料分布比较均匀。 
所述的第一正极片1和第二正极片4的活性材料由LiMn2O4、LiNiaCobMncO2和LiCoO2中的一种或几种组成，a、b和c满足以下条件：0<a<1,0<b<1,0<c<1,且a+b+c=1,所述的第一负极片3和第二负极片5的活性材料为石墨或Li4Ti5O12。 
在设备启动时，功率型电芯就可以提供大功率放电，在设备正常运行时，容量型电芯就可以提供它的高能量，功率型电芯和容量型电芯二者的能量可以相互补充。 
实施例二 
由图2所示本实用新型锂离子电池的电芯的结构示意图可知，容量型电芯包括若干个交替叠置并卷绕的第一正极片1和第一负极片2，相邻的第一正极片1和第一负极片2之间设有用于分隔所述的第一正极片1和第一负极片2的第一隔膜3，功率型电芯包括若干个交替叠置并卷绕的第二正极片4和第二负极片5，相邻的第二正极片4和第二负极片5之间设有用于分隔所述的第二正极片4和第二负极片5的第二隔膜6，该锂离子电池的电芯的其他部分结构与实施例一相同。 
以上仅就本实用新型应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本实用新型的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本实用新型的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。 

Claims (4)

1.一种锂离子电池的电芯，其特征在于：它包括并联的容量型电芯和功率型电芯，容量型电芯包括若干个交替叠置的第一正极片（1）和第一负极片（2），或若干个交替叠置并卷绕的第一正极片（1）和第一负极片（2），各个第一正极片（1）的活性材料的面密度均落入范围187.12g/m2～220.54g/m2,相邻的第一正极片（1）和第一负极片（2）之间设有用于分隔所述的第一正极片（1）和第一负极片（2）的第一隔膜（3），功率型电芯包括若干个交替叠置的第二正极片（4）和第二负极片（5），或若干个交替叠置并卷绕的第二正极片（4）和第二负极片（5），各个第二正极片（4）活性材料的面密度均落入范围106.93g/m2～187.12g/m2，相邻的第二正极片（4）和第二负极片（5）之间设有用于分隔所述的第二正极片（4）和第二负极片（5）的第二隔膜（6），各个第一正极片（1）和第二正极片（4）上的阴极（7）均与同一个正极耳（8）电连接，各个第一负极片（2）和第二负极片（5）上的阳极（9）均与同一个负极耳（10）电连接。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池的电芯，其特征在于：所述的各个第一正极片（1）的活性材料的面密度均为200.49g/m2。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池的电芯，其特征在于：所述的各个第二正极片（4）的活性材料的面密度均为120.29g/m2。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池的电芯，其特征在于：所述的各个第一正极片（1）和第二正极片（4）的活性材料的面密度呈阶梯状分布。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2833459A3 (en) * 2013-07-31 2015-06-24 Samsung SDI Co., Ltd. Secondary battery
CN108598598A (zh) * 2018-04-17 2018-09-28 浙江南都电源动力股份有限公司 一种高比能高功率的锂电池及其制造方法
CN109935782A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于快速充电的混合负极以及高能量锂电池组

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