CN205657127U - 高倍率聚合物圆柱型锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其包括电池壳体以及卷芯；卷芯由正极片、负极片卷绕形成，正极片、负极片间采用绝缘隔膜绝缘隔离，在正极片的中心区设有正极极耳，正极极耳穿出电池壳体外的端部形成正极极耳连接体；负极片上设有负极极耳，负极极耳穿出电池壳体外的端部形成负极极耳连接体，所述正极极耳连接体、负极极耳连接体分别位于电池壳体外的两端，且正极极耳连接体、负极极耳连接体与电池壳体呈同轴分布。本实用新型结构紧凑，能有效减少电子迁移的时间以及电子迁移过程中的阻抗，降低内部损耗，提高输出功率，安全可靠。

Description

高倍率聚合物圆柱型锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及一种电池，尤其是一种高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，属于聚合物锂离子电池的技术领域。

背景技术

目前，市场上所销售的聚合物圆柱型锂离子电池主要以常规倍率放电或者是低倍率放电为主，因其极耳为单极耳，极耳一般位于卷芯的中心，放电时电子迁移的距离较长，电池放电过程中的阻抗较大，而使其放电电流倍率仅为1C-5C，其输出功率较低。而提高电池输出功率主要通过降低电池内阻，减少放电过程中电池内部损耗来实现，采用二个或多个极耳的方式降低电池内阻提高放电倍率是圆柱型钢壳电池普遍采用的一种有效的方式，由于聚合物圆柱型锂离子电池封装结构的特殊性，很难实现多个极耳卷绕后同一水平面以及避免焊接后铝塑包装膜防止焊接位置接触短路或破损等现象，工艺复杂无法进行批量化生产，因而很难实现类似钢壳圆柱型锂离子电池10C或更高倍率放电。综上所述，聚合物圆柱型锂离子电池，在高功率放电使用过程中都有一些局限之处。随着电子产品要求的提高，对电池大功率要求输出日异迫切，聚合物圆柱型锂离子电池的不足之处日益突出，无法满足各种电子产品的大功率输出需求。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其结构紧凑，能有效减少电子迁移的时间以及电子迁移过程中的阻抗，降低内部损耗，提高输出功率，安全可靠。

按照本实用新型提供的技术方案，所述高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，包括电池壳体以及封装于所述电池壳体内的卷芯；所述卷芯由正极片、负极片卷绕形成，所述正极片、负极片间采用绝缘隔膜绝缘隔离，在所述正极片的中心区设有正极极耳，所述正极极耳的一端与正极片电连接，正极极耳的另一端穿出电池壳体外，且正极极耳穿出电池壳体外的端部形成正极极耳连接体；负极片上设有负极极耳，所述负极极耳的一端与负极片电连接，负极极耳的另一端穿出电池壳体外，且负极极耳穿出电池壳体外的端部形成负极极耳连接体，所述正极极耳连接体、负极极耳连接体分别位于电池壳体外的两端，且正极极耳连接体、负极极耳连接体与电池壳体呈同轴分布。

所述正极极耳还包括用于与正极片连接的正极极片连接体以及与所述正极片连接体连接的正极极耳过渡体，所述正极极片连接体、正极极耳过渡体均位于电池壳体内，正极极耳过渡体的另一端与正极极耳连接体连接，以使得正极极片连接体、正极极耳过渡体与正极极耳连接体呈Z型。

所述正极片上设有正极极耳焊接区，所述正极极耳焊接区位于正极片的中心区，正极极片连接体通过正极连接体箔片焊接在正极片的正极极耳焊接区上。

所述正极极耳焊接区的宽度为10～15mm。

所述负极极耳还包括用于与负极片连接的负极极片连接体以及与所述负极极片连接体连接的负极极耳过渡体，所述负极极耳过渡体、负极极耳连接体均位于电池壳体内，负极极耳过渡体的另一端与负极极耳连接体连接，以使得正极极片连接体、负极极耳过渡体与负极极耳连接体呈Z型。

所述负极片上设有负极极耳焊接区，负极极片连接体通过负极连接体箔片焊接在负极片的负极极耳焊接区；所述负极极片连接体距离负极片中心区的长度为卷芯周长的1/4。

所述负极极耳焊接区的宽度为8～10mm。

所述电池壳体采用铝塑膜制成。

本实用新型的优点：正极极耳的正极极片连接体焊接在正极片中心区的正极极耳焊接区，负极极耳的负极极片连接体焊接在负极片的负极极耳焊接区，所述负极极耳焊接区距离负极片的中心为卷芯周长的1/4，从而距远端电子迁移的距离将比现有结构在末端的缩短一半，大大减少电子迁移的时间以及电子迁移过程中的阻抗,电池的阻抗比现有的锂离子电池的阻抗下降10mΩ，约35％-40％的降幅，因而，能大量减少热量释放，降低电池内部损耗，放电倍率达到10C以上，放电效率94％以上(10C/1C)，提高电池输出功率，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图2为本实用新型卷芯的示意图。

图3为本实用新型的结构示意图。

图4为本实用新型正极片与正极极耳的配合示意图。

图5为本实用新型负极片与负极极耳的配合示意图。

附图标记说明：101-电池壳体、102-正极片、103-负极片、104-正极极耳、105-负极极耳、106-正极极片连接体、107-负极极片连接体、108-正极极耳过渡体、109-正极极耳连接体、110-负极极耳过渡体、111-负极极耳连接体、112-绝缘隔膜、113-正极极耳焊接区以及114-负极极耳焊接区。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2和图3所示：为了能有效减少电子迁移的时间以及电子迁移过程中的阻抗，降低内部损耗，提高输出功率，本实用新型包括电池壳体101以及封装于所述电池壳体101内的卷芯；所述卷芯由正极片102、负极片(03卷绕形成，所述正极片102、负极片103间采用绝缘隔膜112绝缘隔离，在所述正极片102的中心区设有正极极耳104，所述正极极耳104的一端与正极片102电连接，正极极耳104的另一端穿出电池壳体101外，且正极极耳104穿出电池壳体101外的端部形成正极极耳连接体109；负极片103上设有负极极耳105，所述负极极耳105的一端与负极片103电连接，负极极耳105的另一端穿出电池壳体101外，且负极极耳105穿出电池壳体101外的端部形成负极极耳连接体111，所述正极极耳连接体109、负极极耳连接体111分别位于电池壳体101外的两端，且正极极耳连接体109、负极极耳连接体111与电池壳体101呈同轴分布。

具体地，所述电池壳体101采用铝塑膜制成。电池壳体101呈圆柱型，卷芯密封在电池壳体101内，正极片102、负极片103间通过绝缘隔膜112相互绝缘隔离，正极片102、负极片103、绝缘隔膜112间采用常用的技术手段能卷绕得到卷芯，正极极耳连接体109、负极极耳连接体111与电池壳体101呈同轴分布，通过正极极耳连接体109能实现将正极片102的连接引出，通过负极极耳连接体111实现将负极片103的连接引出，从而能够降低电池内阻，提高放电倍率。

进一步地，所述正极极耳104还包括用于与正极片102连接的正极极片连接体106以及与所述正极片连接体106连接的正极极耳过渡体108，所述正极极片连接体106、正极极耳过渡体108均位于电池壳体101内，正极极耳过渡体108的另一端与正极极耳连接体109连接，以使得正极极片连接体106、正极极耳过渡体108与正极极耳连接体109呈Z型。

本实用新型实施例中，正极极片连接体106、正极极耳过渡体108以及正极极耳连接体109间为一体成型，通过折弯等工艺形成Z型的结构，从而能满足与正极片102间的连接，以及在电池壳体101外的分布。

如图4所示，所述正极片102上设有正极极耳焊接区113，所述正极极耳焊接区113位于正极片102的中心区，正极极片连接体106通过正极连接体箔片焊接在正极片102的正极极耳焊接区113上。

本实用新型实施例中，所述正极极耳焊接区113的宽度为10～15mm，一般地，正极极片连接体106的宽度为4～8mm，通过正极连接体箔片与正极片102的焊接过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

所述负极极耳105还包括用于与负极片103连接的负极极片连接体107以及与所述负极极片连接体107连接的负极极耳过渡体110，所述负极极耳过渡体110、负极极耳连接体107均位于电池壳体101内，负极极耳过渡体110的另一端与负极极耳连接体111连接，以使得正极极片连接体107、负极极耳过渡体110与负极极耳连接体111呈Z型。

本实用新型实施例中，正极极片连接体107、负极极耳过渡体110与负极极耳连接体111间可以为一体成型的形式，然后通过折弯等工艺形成Z型的结构，从而能满足与负极片103的连接，以及在电池壳体101外的分布要求。

如图5所示，所述负极片103上设有负极极耳焊接区114，负极极片连接体107通过负极连接体箔片焊接在负极片103的负极极耳焊接区114；所述负极极片连接体107距离负极片103中心区的长度为卷芯周长的1/4。

本实用新型实施例中，所述负极极耳焊接区114的宽度为8～10mm。负极极片连接体107的宽度为4～8mm，通过负极连接体箔片与负极片103的焊接过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

为了检验本实用新型的锂离子电池的倍率放电性能，以两种极片结构在18650-1900mAh的聚合物圆柱型锂离子电芯上进行制作对比，其中极耳在极片头部的结构为方案A，本实用新型锂离子电池为方案B。测试中对两种方案电芯内阻，倍率放电进行比较，具体如下表所示：

本实用新型正极极耳104的正极极片连接体106焊接在正极片102中心区的正极极耳焊接区113，负极极耳105的负极极片连接体107焊接在负极片103的负极极耳焊接区113，所述负极极耳焊接区114距离负极片103的中心为卷芯周长的1/4，从而距远端电子迁移的距离将比现有结构在末端的缩短一半，大大减少电子迁移的时间以及电子迁移过程中的阻抗,电池的阻抗比现有的锂离子电池的阻抗下降10mΩ，约35％-40％的降幅，因而，能大量减少热量释放，降低电池内部损耗，放电倍率达到10C以上，放电效率94％以上(10C/1C),提高电池输出功率，安全可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；凡是依本实用新型所作的等效变化与修改，都被本实用新型权利要求书的范围所覆盖。

Claims (8)

1.一种高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，包括电池壳体（101）以及封装于所述电池壳体（101）内的卷芯；其特征是：所述卷芯由正极片（102）、负极片（103）卷绕形成，所述正极片（102）、负极片（103）间采用绝缘隔膜（112）绝缘隔离，在所述正极片（102）的中心区设有正极极耳（104），所述正极极耳（104）的一端与正极片（102）电连接，正极极耳（104）的另一端穿出电池壳体（101）外，且正极极耳（104）穿出电池壳体（101）外的端部形成正极极耳连接体（109）；负极片（103）上设有负极极耳（105），所述负极极耳（105）的一端与负极片（103）电连接，负极极耳（105）的另一端穿出电池壳体（101）外，且负极极耳（105）穿出电池壳体（101）外的端部形成负极极耳连接体（111），所述正极极耳连接体（109）、负极极耳连接体（111）分别位于电池壳体（101）外的两端，且正极极耳连接体（109）、负极极耳连接体（111）与电池壳体（101）呈同轴分布。

2.根据权利要求1所述的高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其特征是：所述正极极耳（104）还包括用于与正极片（102）连接的正极极片连接体（106）以及与所述正极片连接体（106）连接的正极极耳过渡体（108），所述正极极片连接体（106）、正极极耳过渡体（108）均位于电池壳体（101）内，正极极耳过渡体（108）的另一端与正极极耳连接体（109）连接，以使得正极极片连接体（106）、正极极耳过渡体（108）与正极极耳连接体（109）呈Z型。

3.根据权利要求2所述的高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其特征是：所述正极片（102）上设有正极极耳焊接区（113），所述正极极耳焊接区（113）位于正极片（102）的中心区，正极极片连接体（106）通过正极连接体箔片焊接在正极片（102）的正极极耳焊接区（113）上。

4.根据权利要求3所述的高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其特征是：所述正极极耳焊接区（113）的宽度为10~15mm。

5.根据权利要求1所述的高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其特征是：所述负极极耳（105）还包括用于与负极片（103）连接的负极极片连接体（107）以及与所述负极极片连接体（107）连接的负极极耳过渡体（110），所述负极极耳过渡体（110）、负极极耳连接体（107）均位于电池壳体（101）内，负极极耳过渡体（110）的另一端与负极极耳连接体（111）连接，以使得正极极片连接体（107）、负极极耳过渡体（110）与负极极耳连接体（111）呈Z型。

6.根据权利要求5所述的高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其特征是：所述负极片（103）上设有负极极耳焊接区（114），负极极片连接体（107）通过负极连接体箔片焊接在负极片（103）的负极极耳焊接区（114）；所述负极极片连接体（107）距离负极片（103）中心区的长度为卷芯周长的1/4。

7.根据权利要求6所述的高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其特征是：所述负极极耳焊接区（114）的宽度为8~10mm。

8.根据权利要求1所述的高倍率聚合物圆柱型锂离子电池，其特征是：所述电池壳体（101）采用铝塑膜制成。