CN203574066U - 多芯结构的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多芯结构的锂离子电池，其包括：电池外壳、容置于电池外壳中的电芯，以及填充于电池外壳中的电解液，其中，电芯包括具有第一电芯结构的第一电芯和与第一电芯通过隔离膜相连且具有第二电芯结构的第二电芯，通过隔离膜相连的第一电芯的极片与第二电芯的极片极性相反。本实用新型多芯结构的锂离子电池中，电芯包括并联的具有不同电芯结构的第一电芯和第二电芯，综合了不同电芯结构的优点，在降低生产成本的同时，提高了锂离子电池的电化学性能。此外，第一电芯通过隔离膜与第二电芯连接，减小了锂离子电池的内阻，显著提高了锂离子电池的能量密度。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池制造领域，更具体地说，本实用新型涉及一种多芯结构的锂离子电池。
背景技术
近年来，随着智能电子产品、储能电源和电动汽车行业的快速兴起，锂离子电池的性能也不断提高。新型电池材料的需求、新型生产工艺、卷芯结构的优化设计，对锂离子电池性能的提升至关重要。
在锂离子电池的设计中，通常需要根据产品需要设计具有不同电芯结构的电芯。目前，锂离子电池所采用的电芯结构种类繁多，常见的有：卷绕式电芯、叠片式电芯、阴极卷绕阳极叠片式电芯、阳极卷绕阴极叠片式电芯，其中，尤以卷绕式电芯和叠片式电芯最为常见。
不同的电芯结构各有利弊，例如：卷绕式电芯结构工艺成熟，生产效率高，但卷绕式电芯的极片较长，容易导致电池内阻极化大，放电平台低；此外，阴阳极的电子只能通过单一的极耳来传导，难以完成大电流充放电，因此倍率性能差。
叠片式电芯结构采用多层极片堆叠而成，每层极片都通过单独的极耳传导电子，电池极化内阻小，电子传导速度快，因而与卷绕式电芯相比，叠片式电芯的各项电化学性能较好。但是，目前叠片工艺尚不成熟，半自动或者全自动设备由于机械制造难度大一时难以普及。人工操作叠片工艺繁琐，费时费力，制作成本较高。
便携式电子产品使用的锂离子电池通常为单电芯结构，动力电池电芯包含多个相同电芯结构的卷芯，但是，单一电芯结构的多电芯并联设计，能量密度难以发挥到最佳水平，各电芯仅采用最简单的并联方式连接，性能难以得到有效提升。
有鉴于此，确有必要提供一种新型的多芯结构的锂离子电池。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种多芯结构的锂离子电池，以提高锂离子电池的电化学性能。
为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种多芯结构的锂离子电池，其包括：电池外壳、容置于电池外壳中的电芯，以及填充于电池外壳中的电解液，其中，电芯包括具有第一电芯结构的第一电芯和与第一电芯通过隔离膜相连且具有第二电芯结构的第二电芯，通过隔离膜相连的第一电芯的极片与第二电芯的极片极性相反。
作为本实用新型多芯结构的锂离子电池的一种改进，所述第一电芯和第二电芯为卷绕式电芯、叠片式电芯、阴极卷绕阳极叠片式电芯、阳极卷绕阴极叠片式电芯中任意两种不同电芯结构的电芯。
作为本实用新型多芯结构的锂离子电池的一种改进，所述第一电芯为卷绕式电芯，所述第二电芯为叠片式电芯。
作为本实用新型多芯结构的锂离子电池的一种改进，所述第一电芯和第二电芯捆绑固定。
作为本实用新型多芯结构的锂离子电池的一种改进，所述第一电芯和第二电芯都设有独立的极耳，极耳通过并联方式连接。
相对于现有技术，本实用新型多芯结构的锂离子电池具有以下优点：
1.电芯包括并联的具有不同电芯结构的第一电芯和第二电芯，综合了不同电芯结构的优点，在降低生产成本的同时，提高了锂离子电池的电化学性能。
2.第一电芯通过隔离膜与第二电芯相连，减小了锂离子电池的内阻，显著提高了锂离子电池的能量密度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型多芯结构的锂离子电池及其有益效果进行详细说明，附图中：
图1为本实用新型多芯结构的锂离子电池的电芯的第一实施方式的结构示意图。
图2为本实用新型多芯结构的锂离子电池的电芯的第二实施方式的结构示意图。
图3为本实用新型多芯结构的锂离子电池的电芯的第三实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
第一实施方式
本实用新型多芯结构的锂离子电池的第一实施方式包括电池外壳(未图示)、容置于电池外壳中的电芯10，以及填充于电池外壳中的电解液(未图示)。
第一实施方式中，电芯10的结构如图1所示，其包括具有卷绕结构的第一电芯102和与第一电芯102并联的具有叠片结构的第二电芯104，其中，第一电芯102以阴极铝箔收尾，第一电芯102与第二电芯104接触的空铝箔区域涂覆有阴极活性材料。第二电芯104的最外层为阳极极片，第二电芯104的最外层阳极极片涂覆有阳极活性材料。第一电芯102与第二电芯104通过隔离膜20相连，第一电芯102与第二电芯104通过捆绑固定。
制作时，具有卷绕结构的第一电芯102的阴极片焊接铝带，具有叠片结构的第二电芯104的阳极片焊接镍带，且铝带和镍带的焊接位置保持一致；将第一电芯102和第二电芯104的阴极铝带焊接在铝极耳上，第一电芯102和第二电芯104的阳极镍带焊接在镍极耳上，铝极耳、镍极耳分别独立设置并通过并联方式连接；最后，将并联后的电芯10装入电池外壳中并填充电解液，组装成锂离子电池。
第二实施方式
本实用新型多芯结构的锂离子电池的第二实施方式包括电池外壳(未图示)、容置于电池外壳中的电芯10，以及填充于电池外壳中的电解液(未图示)。
第二实施方式中，电芯10的结构如图2所示，为由三个电芯组成的“三明治”结构电芯，其包括两个位于外侧具有卷绕结构的第一电芯102和位于两个第一电芯102之间并分别与两个第一电芯102并联的具有叠片结构的第二电芯104，其中，两个第一电芯102以阴极铝箔收尾，两个第一电芯102与第二电芯104接触的空铝箔区域分别涂覆有阴极活性材料；第二电芯104的最外层为阳极极片，最外层的阳极极片涂覆有阳极活性材料，两个第一电芯102与第二电芯104分别通过隔离膜20相连，第一电芯102与第二电芯104通过捆绑固定。
制作时，具有卷绕结构的第一电芯102的阴极片焊接铝带，具有叠片结构的第二电芯104的阳极片焊接镍带，且铝带和镍带的焊接位置保持一致；将第一电芯102和第二电芯104的阴极铝带焊接在铝极耳上，第一电芯102和第二电芯104的阳极镍带焊接在镍极耳上，铝极耳、镍极耳分别独立设置并通过并联方式连接；最后，将并联后的电芯10装入电池外壳中并填充电解液组装成锂离子电池。
第三实施方式
本实用新型多芯结构的锂离子电池的第三实施方式包括电池外壳(未图示)、收容于电池外壳中的电芯10，以及灌注于电池外壳中的电解液(未图示)。
第三实施方式中，电芯10的结构如图3所示，为由三个电芯组成的“三明治”结构电芯，其包括两个位于外侧具有叠片结构的第二电芯104和位于两个第二电芯104之间并分别与两个第二电芯104并联的具有卷绕结构的第一电芯102，其中，第一电芯102以阴极铝箔收尾，第一电芯102与第二电芯104接触的空铝箔区域涂覆有阴极活性材料；两个第二电芯104的最外层为阳极极片，第二电芯104的最外层阳极极片涂覆有阳极活性材料。第一电芯102与两个第二电芯104分别通过隔离膜20相连，三明治”结构层叠的第一电芯102与第二电芯104通过捆绑固定。
制作时，具有卷绕结构的第一电芯102的阴极片焊接铝带，具有叠片结构的第二电芯104的阳极片焊接镍带，且铝带和镍带的焊接位置保持一致；将第一电芯102和第二电芯104的阴极铝带焊接在铝极耳上，第一电芯102和第二电芯104的阳极镍带焊接在镍极耳上，铝极耳、镍极耳分别独立设置并通过并联方式连接；最后，将并联后的电芯10装入电池外壳中并填充电解液组装成锂离子电池。
结合以上对本实用新型实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本实用新型多芯结构的锂离子电池具有以下优点：
1.电芯包括并联的具有不同电芯结构的第一电芯和第二电芯，综合了不同电芯结构的优点，在降低生产成本的同时，提高了锂离子电池的电化学性能。
2.第一电芯通过隔离膜与第二电芯相连，减小了锂离子电池的内阻，显著提高了锂离子电池的能量密度。
虽然在说明书中仅以并联的具有卷绕结构的第一电芯和具有叠片结构的第二电芯为例对本实用新型进行了说明，但是，可以理解的是，根据本实用新型的揭示和教导，本领域的技术人员也可以采用其他不同结构的电芯并联，例如，采用卷绕式电芯、叠片式电芯、阴极卷绕阳极叠片式电芯、阳极卷绕阴极叠片式电芯中的任意两种具有不同结构的电芯进行并联，只要任意两个相邻电芯之间通过隔离膜相连，且相邻电芯接触面上的集流体上涂覆有极性相反的活性材料即可。此外，不同电芯结构的电芯的数量并不局限于2个和3个，也可以根据需要，采用更多个不同电芯结构的电芯的并联。
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适当的变更和修改。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 (5)
1.一种多芯结构的锂离子电池，其特征在于：包括电池外壳、容置于电池外壳中的电芯，以及填充于电池外壳中的电解液，其中，电芯包括具有第一电芯结构的第一电芯和与第一电芯通过隔离膜相连且具有第二电芯结构的第二电芯，通过隔离膜相连的第一电芯的极片与第二电芯的极片极性相反。
2.根据权利要求1所述的多芯结构的锂离子电池，其特征在于：所述第一电芯和第二电芯为卷绕式电芯、叠片式电芯、阴极卷绕阳极叠片式电芯、阳极卷绕阴极叠片式电芯中任意两种不同电芯结构的电芯。
3.根据权利要求2所述的多芯结构的锂离子电池，其特征在于：所述第一电芯为卷绕式电芯，所述第二电芯为叠片式电芯。
4.根据权利要求1所述的多芯结构的锂离子电池，其特征在于：所述第一电芯和第二电芯捆绑固定。
5.根据权利要求1所述的多芯结构的锂离子电池，其特征在于：所述第一电芯和第二电芯都设有独立的极耳，极耳通过并联方式连接。
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| CN107732285A (zh) * | 2016-08-12 | 2018-02-23 | 东莞新能源科技有限公司 | 复合式电芯 |
| CN109196703A (zh) * | 2016-05-31 | 2019-01-11 | 株式会社村田制作所 | 蓄电设备 |
| CN109216761A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 锂电池电芯及锂电池 |
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