CN206412434U - 一种锂电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池。其包括一第一电芯以及一第二电芯，所述第一电芯与所述第二电芯堆叠并连接，第一电芯两侧分别设置第一正极片、第一负极片，第一正极片与第一负极片投影非重合；第二电芯一侧设置有第二负极片，第二负极片与第一正极片叠加以使第一电芯与第二电芯串联连接，第二电芯另一侧设置有第二正极片/第二负极片。第一电芯与第二电芯叠加串联，进而能够增加锂离子电池内电压，使锂离子电池的标称电压提高，该种电芯与电芯之间叠加增大锂离子电池内部电压的结构，无需外部电池管理系统对内部电芯进行管理，能够使锂离子电池保持内部电芯的一致性。

Description

一种锂电池
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种内部串联结构的锂电池。
背景技术
锂离子电池内部主要由正极片、负极片和隔膜三大结构件构成。目前锂离子电池根据内部正负极材料的不同，其电压范围多在2.0～4.35V。在实际应用过程中，单个锂离子电池电压不能满足需要，为了能够适应电压较大的情况使用，需要将各单体锂离子电池进行外部串联，相应的增加了组装成本。同时，串联的锂离子电池个体差异在使用过程中逐渐变大，影响整个电池组的性能。
因此，如何提出一种锂离子电池，能够在不增加外部电路的情况下提高锂离子电池的输出电压，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种锂电池，能够在不增加外部电路的条件下，提高了锂离子电池的输出电压。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
提供一种锂电池，包括一第一电芯以及一第二电芯，所述第一电芯与所述第二电芯堆叠并连接，所述第一电芯一侧设置有第一正极片，另一侧设置有第一负极片，所述第一正极片与第一负极片在所述第一电芯任一侧面上的投影非重合；
所述第二电芯一侧设置有第二负极片，所述第二负极片与所述第一正极片叠加以使所述第一电芯与所述第二电芯串联连接，所述第二电芯另一侧设置有第二正极片；或
所述第二电芯一侧设置有第二正极片，所述第二正极片与所述第一负极片叠加以使所述第一电芯与所述第二电芯串联连接，所述第二电芯另一侧设置有第二负极片。
第一电芯与第二电芯通过第一正极片与第二负极片叠加串联，进而能够增加锂离子电池内电压，使锂离子电池的标称电压提高，该种电芯与电芯之间叠加增大锂离子电池内部电压的结构，无需外部电池管理系统对内部电芯进行管理，同时内部电芯相对于锂离子电池为一整体，相对于多个单个锂离子电池串联增大电压的方式，能够使锂离子电池保持内部电芯的一致性。
同时叠加后的电芯能够使锂离子电池电压成倍数增长。
作为优选，所述第一电芯与所述第二电芯之间还设置有不少于一片的第三电芯，所述第三电芯上设置有第三正极片和第三负极片，所述第三正极片与所述第三负极片位于所述第三电芯的同一侧；
与所述第一电芯、第二电芯相接触的第三电芯的第三正极片与所述第一负极片串联连接，所述第三负极片与所述第一正极片串联连接；或
与所述第一电芯、第二电芯相接触的第三电芯的第三正极片与所述第二负极片串联连接，所述第三负极片与所述第二正极片串联连接。
该种叠加方式，能够使第一电芯、第二电芯、第三电芯串联，而非并联，进而能够根据需要进一步的增大单个锂离子电池电压。不需要再将单个锂离子电池串联增大电压。
作为优选，所述第三电芯的数量不少于两个，且相邻第三电芯的第三正极片与第三负极片串联连接。
进一步限定了存在多个第三电芯时，相邻第三电芯的一第三正极片与一第三负极片串联连接。
作为优选，所述第一正极片的中心线与所述第一电芯的中心线重合，所述第二负极片与所述第二电芯的中心线重合。
该种结构能够保证第一正极片与第二负极片完成叠加，使二者能够串联，且叠加时更为方便。
作为优选，所述第一负极片位于所述第一电芯一侧的中上部，所述第二正极片位于所述第二电芯一侧的中下部。
第一负极片位于第一电芯一侧的中上部，第二正极片位于第二电芯的中下部，该种结构能够防止第一负极片与第二正极片之间叠加串联从而导致第一电芯与第二电芯并联而不能起到增加电压的目的。
作为优选，所述第一正极片、第一负极片、第二正极片、第二负极片、为矩形结构，所述第一正极片体积大于所述第一负极片体积且等于所述第二负极片体积，所述第二正极片体积与所述第一负极片体积相同，所述第一正极片与所述第一负极片、第二正极片、第二负极片厚度均相同。
第一正极片、第一负极片、第二正极片、第二负极片、第三正极片、第三负极片均为矩形结构能够在锂离子电池各个部件在组装时更为方便，尤其是将第一电芯与第二电芯在叠加时三者叠加更为整齐。
作为优选，所述第三正极片、第三负极片对称设置。
第三正极片与第三负极片对称设置，能够在制造时使第一电芯、第二电芯上的正极片或负极片与第三正极片、第三负极片位置相同，进而能够使极片与极片之间接触面积更大，保证二者之间串联连接。防止相同电极极片相同造成电芯之间并联，影响连接效果。
作为优选，所述第一电芯、第一正极片、第一负极片为一体式结构。
作为优选，所述第二电芯、第二正极片、第二负极片为一体式结构。
作为优选，所述第三电芯、第三正极片、第三负极片为一体式结构。
该种结构能够节省制造工艺步骤，同时能够有效的防止电芯上缺失正极片或/和负极片，影响串联效果。
附图说明
图1是本实用新型施例1提供的锂电池的结构示意图；
图2是本实用新型施例1提供的第一电芯的结构示意图；
图3是本实用新型施例1提供的第二电芯的结构示意图；
图4是本实用新型实施例2提供的锂电池的结构示意图；
图5是本实用新型实施例2提供的第一电芯的结构示意图；
图6是本实用新型实施例2提供的第三电芯的结构示意图。
图中：
1、第一电芯；11、第一正极片；12、第一负极片；2、第二电芯；21、第二正极片；22、第二负极片；3、第三电芯；31、第三正极片；32、第三负极片。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
实施例1
如图1-3所述，本实施例中提供了一种锂电池，能够根据需要使电芯叠加而用以增大锂电池内部标称电压，无需将单个锂电池之间连接增大电压，其包括一第一电芯1以及一第二电芯2，所述第一电芯1一侧设置有第一正极片11，另一侧设置有第一负极片12，所述第一正极片11与第一负极片12在所述第一电芯1任一侧面上的投影非重合，所述第二电芯2一侧设置有第二负极片22与所述第一正极片11叠加使所述第一电芯1与所述第二电芯2串联，另一侧设置有第二正极片21。第一电芯与第二电芯通过第一正极片与第二负极片叠加串联，进而能够增加锂离子电池内电压，使锂离子电池的标称电压提高，该种电芯与电芯之间叠加增大锂离子电池内部电压的结构，无需外部电池管理系统对内部电芯进行管理，同时内部电芯相对于锂离子电池为一整体，相对于多个单个锂离子电池串联增大电压的方式，能够使锂离子电池保持内部电芯的一致性。
当然其他实施例中第二电芯2一侧设置有第二正极片21，第二正极片21与第一负极片12叠加以使所述第一电芯1与第二电芯2串联连接，第二电芯2另一侧设置有第二负极片22。
如图2、图3所示，所述第一正极片11的中心线与所述第一电芯1的中心线重合，所述第二负极片22与所述第二电芯2的中心线重合。上述结构能够使第一电芯1与第二电芯2在叠加时对准，防止二者产生偏移引起接触不良。
所述第一负极片12位于所述第一电芯1一侧的中上部，所述第二正极片21位于所述第二电芯2一侧的中下部。上述结构能够防止第一电芯的第一负极片12与第二正极片21叠加导致第一电芯1与第二电芯2成为并联进而增大锂离子电池的容量而非是增大电压。
所述第一正极片11、第一负极片12、第二正极片21、第二负极片22为矩形结构，矩形结构能使第一电芯和第二电芯对齐，所述第一正极片11体积大于所述第一负极片12体积且等于所述第二负极片22体积，所述第二正极片21体积与所述第一负极片12体积相同。该种结构能够使各个极片在叠加时不会因为体积偏大或者偏小而导致二者叠加时串联效果差或者产生无串联的问题。当第一电芯1和第二电芯2在叠加时，需要将第一电芯或者第二电芯翻转，以使第一负极片和第二正极片叠加连接。其中第一正极片11与所述第一负极片、第二正极片21、第二负极片22厚度均相同。本实施例中厚度是指如图1或2中电芯放置时，该电芯电极的高度。厚度相同时，二者导电均衡，不会出现延时等问题。
为了能够节省制造工艺步骤，同时能够有效的防止电芯上缺失正极片或/和负极片，影响串联效果。所述第一电芯1、第一正极片11、第一负极片12为一体式结构。所述第二电芯2、第二正极片21、第二负极片22为一体式结构。
本实施例提供的锂电池可将目前单体电池(三元、钴酸锂体系)的标称电压从3.7V提升到7.4V，磷酸铁锂体系单体电池由3.2V提升到6.4V。即如果原体系的标称电压为V，采用本专利的新型结构，可以将单体锂离子电池的输出电压提升到2V。
采用本实施例中提供的锂电池，可以通过增加内部串联电芯的个数，相应的提高锂离子电池的标称电压。如串联电芯个数为N,则钴酸锂、三元体系的锂离子电池标称电压将提高到3.7N，磷酸铁锂体系锂离子电池标称电压将提高到3.2N。
该锂电池制造工艺包括：
搅拌-涂布-冷压-分条-裁片-叠片-组装-注液、化成分容，其中叠片时根据需要的电压将第一电芯和第二电芯叠加。其中第一电芯1和第二电芯2相连接的部分可以通过焊接或者铆接工艺实现，同时使用绝缘胶将连接部分进行绝缘处理。
实施例2
如图4-6所示，本实施例中提供的锂电池包括一第一电芯1、一第二电芯2和不少于一个的第三电芯3，其中第三电芯3位于第一电芯1和第二电芯之间，第三电芯3上设置有第三正极片31和第三负极片32，第三正极片31与第三负极片32位于第三电芯3的同一侧；与第一电芯1、第二电芯2相接触的第三电芯3的第三正极片与第一负极片12串联连接，所述第三负极片(32)与第一正极片11串联连接。
当然其他实施例中则为与第一电芯1、第二电芯2相接触的第三电芯3的第三正极片与第二负极片22串联连接，第三负极片32与第二正极片21串联连接。
第三电芯3的数量根据需要添加。同时第一正极片11、第一负极片12、第二正极片21、第二负极片22、第三正极片31、第三负极片32为矩形结构，所述第一正极片11体积大于所述第一负极片12体积且等于所述第二负极片22体积，第二正极片21体积与所述第一负极片12体积相同。所述第三正极片31、第三负极片32对称设置。第一正极片、第一负极片、第二正极片、第二负极片、第三正极片、第三负极片均为矩形结构能够在锂离子电池各个部件在组装时更为方便，尤其是将第一电芯与第二电芯在叠加时三者叠加更为整齐。第三正极片与第三负极片对称设置，能够在制造时使第一电芯、第二电芯上的正极片或负极片与第三正极片、第三负极片位置相同，进而能够使极片与极片之间接触面积更大，保证二者之间串联连接。防止相同电极极片相同造成电芯之间并联，影响连接效果。
当第三电芯3的数量为两个或两个以上时，相邻第三电芯3的一第三正极片31与一第三负极片32串联连接。例如，当第三电芯3的数量为两个时，位于下方的第三电芯3的第三正极片31与位于上方的第三电芯3的第三负极片32相连接，或者是位于下方的第三电芯3的第三负极片32与位于上方的第三电芯3的第三正极片31相连接。进而保证两相邻的第三电芯3为串联而非并联，进而能够保证电压相应的增大。
第一电芯1、第一正极片11、第一负极片12为一体式结构。第二电芯2、第二正极片21、第二负极片22为一体式结构。第三电芯3、第三正极片31、第三负极片32为一体式结构。该种结构能够节省制造工艺步骤，同时能够有效的防止电芯上缺失正极片或/和负极片，影响串联效果。
如图5所示，本实施例中第一电芯1的第一正极片和第一负极片均不设置在第一电芯的中心线上，第二电芯2的第二正极片和第二负极片均不设置在第二电芯的中心线上。与实施例1中提供的第一电芯、第二电芯结构不同，当然其他实施例中可以将实施例1中的第一电芯、第二电芯与本实施例中第三电芯组合形成新型的结构。
注意，以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种锂电池，其特征在于，包括一第一电芯(1)以及一第二电芯(2)，所述第一电芯(1)与所述第二电芯(2)堆叠并连接，所述第一电芯(1)一侧设置有第一正极片(11)，另一侧设置有第一负极片(12)，所述第一正极片(11)与第一负极片(12)在所述第一电芯(1)任一侧面上的投影非重合；
所述第二电芯(2)一侧设置有第二负极片(22)，所述第二负极片(22)与所述第一正极片(11)叠加以使所述第一电芯(1)与所述第二电芯(2)串联连接，所述第二电芯(2)另一侧设置有第二正极片(21)；或
所述第二电芯(2)一侧设置有第二正极片(21)，所述第二正极片(21)与所述第一负极片(12)叠加以使所述第一电芯(1)与所述第二电芯(2)串联连接，所述第二电芯(2)另一侧设置有第二负极片(22)。
2.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述第一电芯(1)与所述第二电芯(2)之间还设置有不少于一片的第三电芯(3)，所述第三电芯(3)上设置有第三正极片(31)和第三负极片(32)，所述第三正极片(31)与所述第三负极片(32)位于所述第三电芯(3)的同一侧；
与所述第一电芯(1)、第二电芯(2)相接触的第三电芯(3)的第三正极片与所述第一负极片(12)串联连接，所述第三负极片(32)与所述第一正极片(11)串联连接；或
与所述第一电芯(1)、第二电芯(2)相接触的第三电芯(3)的第三正极片与所述第二负极片(22)串联连接，所述第三负极片(32)与所述第二正极片(21)串联连接。
3.根据权利要求2所述的锂电池，其特征在于，所述第三电芯(3)的数量不少于两个，且相邻第三电芯(3)的一第三正极片(31)与一第三负极片(32)串联连接。
4.根据权利要求3所述的锂电池，其特征在于，所述第一正极片(11)的中心线与所述第一电芯(1)的中心线重合，所述第二负极片(22)与所述第二电芯(2)的中心线重合。
5.根据权利要求2所述的锂电池，其特征在于，所述第一正极片(11)、第一负极片(12)、第二正极片(21)、第二负极片(22)、第三正极片(31)、第三负极片(32)为矩形结构，所述第一正极片(11)体积大于所述第一负极片(12)体积且等于所述第二负极片(22)体积，所述第二正极片(21)体积与所述第一负极片(12)体积相同，所述第一正极片(11)与所述第一负极片、第二正极片(21)、第二负极片(22)厚度均相同。
6.根据权利要求5所述的锂电池，其特征在于，所述第三正极片(31)、第三负极片(32)对称设置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的锂电池，其特征在于，所述第一电芯(1)、第一正极片(11)、第一负极片(12)为一体式结构。
8.根据权利要求7所述的锂电池，其特征在于，所述第二电芯(2)、第二正极片(21)、第二负极片(22)为一体式结构。
9.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述第三电芯(3)、第三正极片(31)、第三负极片(32)为一体式结构。
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