CN205542998U - 一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸结构铝壳锂离子二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸结构铝壳锂离子二次电池。包括双芯包叠片电池芯、PP绝缘支架、金属外壳和盖板，双芯包叠片电池芯第一芯包（12），第二芯包（13）并列捆扎，外层套有PE袋套，固定于金属外壳内，金属外壳和盖板连接片（14）处设有PP绝缘支架，第一芯包（12）和第二芯包（13）的芯包极耳（11）焊接在盖板连接片（14）上，导电极柱（16）穿过铝壳盖板（15）的预留孔与盖板连接片（14）铆接后和铝壳盖板（15）固定在一起，导电极柱（16）形成电极，盖板螺母（17）用于导电极柱（16）与外部电路的连接。减小超声波焊接时，对极片表面敷料的损伤，提高极耳焊接的一致性，吸液率高，阻抗小，受热不收缩变形。

Description

一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸结构铝壳锂离子二次电池

技术领域

本实用新型属于锂离子二次电池制造领域，具体涉及一种采用湿法纤维素无纺布隔膜纸的高功率密度、长寿命尤其是要求快速充、放电或高功率放电条件下安全可靠使用的双芯包结构的铝壳锂离子二次电池。

背景技术

近年来，锂电池由于工作电压高、能量密度大、无记忆效应、循环寿命长、无污染等优点，已越来越广泛地应用于消费、动力、储能及特种用途电池中，逐步取代了传统的可充电电池成为电池领域的主要产品。随着市场的拓展，对大容量高功率锂离子二次电池的需求也越来越大，如后备电源类的移动通讯基站、风光发电系统的调峰电源、车载锂电池包、寒带急救抢险备用电源及寒带电动机车电源等市场均有很大的需求。目前公知的叠片结构的大容量铝壳锂离子电池芯包极耳与盖板联接常用方式有：超声波焊接、螺柱连接和激光穿透焊接；其中以超声波焊接、螺柱连接居多；隔膜纸为聚丙烯，聚乙烯材质。

聚丙烯，聚乙烯材质隔膜纸，孔隙率在40%左右，孔径在0.01—0.15um，分布宽，阻抗大，且受热易收缩，在高温135—165℃时，易破裂，造成电池失效。

传统的超声波焊接的缺点有：焊接极耳层数通常低于100层，且焊接层数增加后，必须提高超声波焊机焊接时的输出功率，其瞬间产生的高温容易引起极耳处的隔膜纸收缩，形成安全隐患；超声波设备保养困难，焊接层数在80层以上时，通常已经处在超负荷工作状态下，焊机产品的一致性下降，其虚焊产品不易被觉察，影响电池的一致性，不利于后续的电池配组与组装，影响电池的安全性和可靠性。

螺柱连联的电池内阻大，通常仅适合于常温1C以下电流的连续放电，无法满足设备所需的高功率要求，例如50--100Ah锂离子二次电池1KHz交流阻抗通常在1mΩ或以上，放电倍率差。

实用新型内容

为克服现有技术存在的以上缺陷，本实用新型提供一种内阻低、使用寿命长、安全可靠的多芯包纤维素无纺布隔膜纸双芯包铝壳锂离子二次电池。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：

一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸双芯包结构的铝壳锂离子二次电池，包括双芯包叠片电池芯、PP绝缘支架、金属外壳和盖板，双芯包叠片电池芯第一芯包，第二芯包并列捆扎，外层套有PE袋套，固定于金属外壳内，金属外壳和盖板连接片处设有PP绝缘支架，所述第一芯包和第二芯包的芯包极耳焊接在盖板连接片上，导电极柱穿过铝壳盖板的预留孔与盖板连接片铆接后和铝壳盖板固定在一起，所述导电极柱形成电极，盖板螺母用于导电极柱与外部电路的连接。

每个电池含两个叠片电池芯第一芯包，第二芯包，所述第一芯包、第二芯包均由N组电芯极组层叠而成，电芯极组包括四层，依次为负极片，纤维素无纺布隔膜纸，正极片，纤维素无纺布隔膜纸，叠片电池芯包由第一芯包，第二芯包并列捆扎在一起形成，所述叠片电池芯包的芯包极耳连接在盖板连接片上，所述叠片电池芯包位于金属铝壳内。

正极片的正极耳和负极片上的负极耳分别构成电池芯正极耳和电池芯负极耳，“Z”字型折叠的纤维素无纺布隔膜纸将负极片和正极片隔开，所述负极片、正极片上端裁切有极耳，每个极耳上冲有用于检验叠片整齐度的极耳孔。

正、负极耳上用于检验叠片整齐度的孔径是￠1.8mm的极耳孔。

所述纤维素无纺布隔膜纸是湿法纤维素无纺布隔膜纸，厚度是40um,孔隙率是65%，孔径是0.2um。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用湿法纤维素无纺布隔膜纸双芯包极耳并联，芯包极耳与盖板连接片通过超声波焊机连接，电池极耳的焊接层数减少到50层以下，有效降低极耳焊接时超声波焊机功率输出，减小超声波焊接时，对极片表面敷料的损伤，防止极耳破裂，提高极耳焊接的一致性，杜绝虚焊隐患对电池内阻的影响，隔膜纸采用40um厚度,孔隙率65%，孔径0.2um的湿法纤维素无纺布隔膜纸，吸液率高，阻抗小，受热不收缩变形。提高电池的一致性，解决大容量高功率叠片电池极耳超声焊一次焊接80层以上电池内阻离散度大、极耳容易破裂、产生金属粉尘、不适合高倍率放电的问题，使用寿命长，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型正极片、负极片正视图；

图2为纤维素无纺布隔膜纸正视图；

图3为本实用新型单芯包侧视图；

图4为本实用新型叠片电池芯包正视图；

图5为本实用新型叠片电池芯包与盖板连接示意图；

图6为本实用新型铝壳锂离子二次电池示意图。

图中：正极片1 、负极片2 、极耳孔3、纤维素无纺布隔膜纸4、 单芯包极耳预焊焊点5、芯包负极耳焊点6、芯包正极耳焊点7、电芯极组8、叠片电池芯包9、绑扎胶纸10、芯包极耳11、第一芯包12、第二芯包13、盖板连接片14、铝壳盖板15、导电极柱16、盖板螺母17。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1、如图2、图3、图4所示，本实用新型包括正极片1、纤维素无纺布隔膜纸4、负极片2，正极片1、负极片2排布于纤维素无纺布隔膜纸4的两侧，正极片1、纤维素无纺布隔膜纸4、负极片2构成电芯极组8，所述N组电芯极组8叠成第一芯包12或第二芯包13 ，第一芯包12或第二芯包13 的N组正极片1的极耳经超声波预焊接后，形成芯包正极极耳11，N组负极片2的极耳经超声波预焊接后，形成芯包负极极耳11，芯包极极耳11根部有单芯包极耳预焊焊点5，预焊极耳的第一芯包12与预焊极耳的第二芯包13用胶纸10绑扎后组成叠片电池芯包9。

如图5所示，预焊极耳的第一芯包12与预焊极耳的第二芯包13并列捆扎在一起，第一芯包12和第二芯包13的芯包正极极耳11焊接在盖板正极连接片14的两面，第一芯包12和第二芯包13的芯包负极极耳11焊接在盖板负极连接片14的两面，在第一芯包12和第二芯包13的外面套上PE袋套，导电极柱16穿过铝壳盖板15的预留孔与盖板连接片14铆接后和铝壳盖板15固定在一起，使正极导电极柱16与盖板正极连接片14导通形成正电极，使负极导电极柱16与盖板负极连接片14导通形成负电极，在正、负极芯包极耳11与正、负极盖板连接片14之间放入PP绝缘支架，盖板螺母17用于导电极柱16与外部电路的连接。

如图6所示，铝壳中放有叠片电池芯包9、电解液以及绝缘PP支架，合盖后激光焊焊封口。

Claims (5)

1.一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸双芯包结构的铝壳锂离子二次电池，包括双芯包叠片电池芯、PP绝缘支架、金属外壳和盖板，其特征在于：双芯包叠片电池芯第一芯包（12），第二芯包（13）并列捆扎，外层套有PE袋套，固定于金属外壳内，金属外壳和盖板连接片（14）处设有PP绝缘支架，所述第一芯包（12）和第二芯包（13）的芯包极耳（11）焊接在盖板连接片（14）上，导电极柱（16）穿过铝壳盖板（15）的预留孔与盖板连接片（14）铆接后和铝壳盖板（15）固定在一起，所述导电极柱（16）形成电极，盖板螺母（17）用于导电极柱（16）与外部电路的连接。

2.如权利要求1所述的一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸双芯包结构的铝壳锂离子二次电池，其特征在于：每个电池含两个叠片电池芯第一芯包（12），第二芯包（13），所述第一芯包、第二芯包均由N组电芯极组（8）层叠而成，电芯极组（8）包括四层，依次为负极片（2），纤维素无纺布隔膜纸（4），正极片（1），纤维素无纺布隔膜纸（4），叠片电池芯包（9）由第一芯包（12），第二芯包（13）并列捆扎在一起形成，所述叠片电池芯包（9）的芯包极耳连接在盖板连接片（14）上，所述叠片电池芯包（9）位于金属铝壳内。

3.如权利要求1所述的一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸双芯包结构的铝壳锂离子二次电池，其特征在于：正极片（1）的正极耳和负极片（2）上的负极耳分别构成电池芯正极耳和电池芯负极耳，“Z”字型折叠的纤维素无纺布隔膜纸（4）将负极片（2）和正极片（1）隔开，所述负极片（2）、正极片（1）上端裁切有极耳，每个极耳上冲有用于检验叠片整齐度的极耳孔（3）。

4.如权利要求3所述的一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸双芯包结构的铝壳锂离子二次电池，其特征在于：正、负极耳上用于检验叠片整齐度的孔径是￠1.8mm的极耳孔（3）。

5.如权利要求2所述的一种高功率湿法纤维素无纺布隔膜纸双芯包结构的铝壳锂离子二次电池，其特征在于：所述纤维素无纺布隔膜纸（4）是湿法纤维素无纺布隔膜纸，厚度是40um,孔隙率是65%，孔径是0.2um。