CN207852733U - 一种提高锂离子电池能量密度的盖板结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种提高锂离子电池能量密度的盖板结构，与锂离子电池的电芯连接，包含：盖板主体，两端分别开设有第一正极极耳预留缝和第一负极极耳预留缝；方形正极片状极柱，固定设置在盖板主体的一端，其上开设有第二正极极耳预留缝，且与第一正极极耳预留缝对准设置，用于引出正极极耳；方形负极片状极柱，固定设置在盖板主体的另一端，其上开设有第二负极极耳预留缝，且与第一负极极耳预留缝对准设置，用于引出负极极耳；方形正极极柱压片，将引出的正极极耳压平固定在正极片状极柱上；方形负极极柱压片，将引出的负极极耳压平固定在负极片状极柱上。本实用新型可提高锂离子电池内部的空间利用率，提高锂离子电池的能量密度。

Description

一种提高锂离子电池能量密度的盖板结构

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池盖板结构，具体是指能够提高锂离子电池能量密度的盖板结构，属于锂离子电池的技术领域。

背景技术

随着新能源汽车行业的不断发展，对锂离子电池能量密度的要求也越来越高。目前，提高锂离子电池能量密度的手段多种多样，包括研发比容量更高的新型材料、通过原材料改性提高其比容量发挥、通过轻型化设计提高电池的能量密度、以及优化极片设计等。对于锂离子电池生产型企业，一般通过优化原材料选型、轻型化设计甚至扩大电池尺寸的方式来实现电池能量密度的提高。

政府对新能源动力行业的大力支持，吸引了社会各界的大量关注，原有的锂离子电池厂商的不断扩产和新兴锂离子电池工厂的建立。由于目前整车需求的不断提高，导致各类动力电池产品类型多样，外形尺寸不统一，而动力电池的多样化给整车设计的统一性带来了困难。因此，动力电池的标准化是未来锂离子电池发展的必然趋势。国家目前已经制定了国家标准来规定一系列锂离子电池的尺寸。那么在电池尺寸固定的前提下，电池生产企业提高锂离子电池的能量密度除了在极片设计和原材料选型方面进行优化设计以外，只能通过不断提高电池的空间利用率来实现。

目前，所有方形锂离子电池的结构均是在铝壳和盖板内部包藏电芯，电芯极耳与盖板在电池内部实现连接，连接的位置不同厂家略有不同，有的是在电池两侧，有的是在电池顶部。但是不论采用哪种连接方式，电芯与壳体边缘或者与盖板之间的距离都必须≥8mm，有时甚至需要＞10mm。所以这样的连接方式必然限制了锂离子电池内部的空间利用率。

为了解决上述问题，本实用新型提出一种新的锂离子电池盖板结构，可有效提高锂离子电池内部的空间利用率，从而提高锂离子电池的能量密度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种提高锂离子电池能量密度的盖板结构，提高锂离子电池内部的空间利用率，提高锂离子电池的能量密度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种提高锂离子电池能量密度的盖板结构，与锂离子电池的电芯连接，包含：盖板主体，两端分别开设有第一正极极耳预留缝和第一负极极耳预留缝；方形正极片状极柱，固定设置在盖板主体的一端，其上开设有第二正极极耳预留缝，且与第一正极极耳预留缝对准设置，用于引出正极极耳；方形负极片状极柱，固定设置在盖板主体的另一端，其上开设有第二负极极耳预留缝，且与第一负极极耳预留缝对准设置，用于引出负极极耳；方形正极极柱压片，将引出的正极极耳压平固定在正极片状极柱上；方形负极极柱压片，将引出的负极极耳压平固定在负极片状极柱上。

所述的正极片状极柱和负极片状极柱的边缘距离盖板主体的长边边缘的距离为2mm～6mm；所述的正极片状极柱和负极片状极柱的边缘距离盖板主体的短边边缘的距离为5mm～8mm。

所述的正极片状极柱和负极片状极柱沿锂离子电池厚度方向的宽度为15mm～20mm。

所述的正极片状极柱与盖板主体之间还设置有方形正极密封垫圈，该正极密封垫圈上设置有第三正极极耳预留缝，且与第一、第二正极极耳预留缝对准设置；所述的负极片状极柱与盖板主体之间还设置有方形负极密封垫圈，该负极密封垫圈上设置有第三负极极耳预留缝，且与第一、第二负极极耳预留缝对准设置。

所述的正极片状极柱、正极密封垫圈以及盖板主体之间通过锚钉固定铆接；所述的负极片状极柱、负极密封垫圈以及盖板主体之间通过锚钉固定铆接。

所述的第一、第二、第三正极极耳预留缝的宽度为0.6mm～2mm；长度根据正极极耳的长度设置；所述的第一、第二、第三负极极耳预留缝的宽度为0.5mm～1.2mm；长度根据负极极耳的长度设置。

所述的锂离子电池的电芯采用全包围衬套包裹，正极极耳和负极极耳的根部均固定在电芯上。

所述的正极极耳从第一、第二、第三正极极耳预留缝中引出，并通过正极极柱压片压平且焊接固定在正极片状极柱上；所述的负极极耳从第一、第二、第三负极极耳预留缝中引出，并通过负极极柱压片压平且焊接固定在负极片状极柱上。

所述的正极极耳与第一、第二、第三正极极耳预留缝之间，以及所述的负极极耳与第一、第二、第三负极极耳预留缝之间均采用热压或密封胶进行密封。

本实用新型所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，与锂离子电池的电芯连接后，电芯上缘与盖板结构之间的距离为≤3mm。

综上所述，本实用新型提供的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，使极耳与盖板在电池外部进行连接，扩大极片尺寸，降低锂离子电池内部电芯与盖板连接的闲置空间而提高电池内部空间利用率，从而提高锂离子电池的能量密度。

附图说明

图1为本实用新型中的提高锂离子电池能量密度的盖板结构的示意图。

具体实施方式

通过阅读参照图1所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的特征、目的和优点将会变得更明显。参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细的进行描述。然而，本实用新型可以由许多不同形式实现，并且不应解释为受到在此提出的实施例的限制。

如图1所示，为本实用新型所提供的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，与锂离子电池的电芯连接，包含：盖板主体4，两端分别开设有第一正极极耳预留缝和第一负极极耳预留缝；方形正极片状极柱21，固定设置在盖板主体4的一端，其上开设有第二正极极耳预留缝，且与第一正极极耳预留缝对准设置，用于引出正极极耳；方形负极片状极柱22，固定设置在盖板主体4的另一端，其上开设有第二负极极耳预留缝，且与第一负极极耳预留缝对准设置，用于引出负极极耳；方形正极极柱压片11，将引出的正极极耳压平固定在正极片状极柱21上；方形负极极柱压片12，将引出的负极极耳压平固定在负极片状极柱22上。

所述的正极片状极柱21和负极片状极柱22的边缘距离盖板主体4的长边边缘的距离为2mm～6mm；所述的正极片状极柱21和负极片状极柱22的边缘距离盖板主体4的短边边缘的距离为5mm～8mm。

所述的正极片状极柱21和负极片状极柱22沿锂离子电池厚度方向的宽度W为15mm～20mm。

所述的正极片状极柱21与盖板主体4之间还设置有方形正极密封垫圈51，用于达到绝缘目的；该正极密封垫圈51上设置有第三正极极耳预留缝，且与第一、第二正极极耳预留缝对准设置。

所述的正极片状极柱21、正极密封垫圈51以及盖板主体4之间通过锚钉3固定铆接。

所述的第一、第二、第三正极极耳预留缝的宽度为0.6mm～2mm；长度根据正极极耳的长度设置。

所述的负极片状极柱22与盖板主体4之间还设置有方形负极密封垫圈52，用于达到绝缘目的；该负极密封垫圈52上设置有第三负极极耳预留缝，且与第一、第二负极极耳预留缝对准设置。

所述的负极片状极柱22、负极密封垫圈52以及盖板主体4之间通过锚钉3固定铆接。

所述的第一、第二、第三负极极耳预留缝的宽度为0.5mm～1.2mm；长度根据负极极耳的长度设置。

所述的锂离子电池的电芯采用全包围衬套包裹；正极极耳和负极极耳均沿根部定型压合固定在电芯上之后，正极极耳从第一、第二、第三正极极耳预留缝中引出，并通过正极极柱压片11压平且焊接固定在正极片状极柱21上；负极极耳从第一、第二、第三负极极耳预留缝中引出，并通过负极极柱压片12压平且焊接固定在负极片状极柱22上。

所述的正极极耳与第一、第二、第三正极极耳预留缝之间，以及所述的负极极耳与第一、第二、第三负极极耳预留缝之间均采用热压或密封胶进行密封。

本实用新型所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，与锂离子电池的电芯连接后，由于将极耳与盖板之间的连接由原先的电池内部变为电池外部，因此使得电芯上缘与盖板结构之间的距离在≤3mm的范围内。

在本实用新型的一个优选实施例中，外形尺寸为2614891的锂离子电池采用现有的常规盖板，极耳与盖板在电池内部进行连接，电芯上缘与盖板之间的距离最小为8mm，极片的最大尺寸为78mm，电池容量最大为43Ah。在采用本实用新型提供的盖板结构之后，将极耳与盖板的连接转移至电池外部，使得电芯上缘与盖板之间的距离可以控制到3mm，且极片尺寸扩大了5mm。当采用相同的电芯设计时，锂离子电池的容量可达到45.7Ah，提高了6%。

在本实用新型的另一个优选实施例中，外形尺寸为4517385的锂离子电池采用现有的常规盖板，极耳与盖板在电池内部进行连接，电芯上缘与盖板之间的距离最小为8mm，极片的最大尺寸为72mm，电池容量最大为80Ah。在采用本实用新型提供的盖板结构之后，将极耳与盖板的连接转移至电池外部，使得电芯上缘与盖板之间的距离可以控制到3mm，且极片尺寸扩大了5mm。当采用相同的电芯设计时，锂离子电池的容量可达到85.5Ah，提高了6.9%。

综上所述，本实用新型提供的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，使极耳与盖板在电池外部进行连接，扩大极片尺寸，降低锂离子电池内部电芯与盖板连接的闲置空间而提高电池内部空间利用率，从而提高锂离子电池的能量密度。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种提高锂离子电池能量密度的盖板结构，与锂离子电池的电芯连接，其特征在于，包含：

盖板主体，两端分别开设有第一正极极耳预留缝和第一负极极耳预留缝；

方形正极片状极柱，固定设置在盖板主体的一端，其上开设有第二正极极耳预留缝，且与第一正极极耳预留缝对准设置，用于引出正极极耳；

方形负极片状极柱，固定设置在盖板主体的另一端，其上开设有第二负极极耳预留缝，且与第一负极极耳预留缝对准设置，用于引出负极极耳；

方形正极极柱压片，将引出的正极极耳压平固定在正极片状极柱上；

方形负极极柱压片，将引出的负极极耳压平固定在负极片状极柱上。

2.如权利要求1所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，所述的正极片状极柱和负极片状极柱的边缘距离盖板主体的长边边缘的距离为2mm～6mm；

所述的正极片状极柱和负极片状极柱的边缘距离盖板主体的短边边缘的距离为5mm～8mm。

3.如权利要求1所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，所述的正极片状极柱和负极片状极柱沿锂离子电池厚度方向的宽度为15mm～20mm。

4.如权利要求1所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，所述的正极片状极柱与盖板主体之间设置有方形正极密封垫圈，该正极密封垫圈上设置有第三正极极耳预留缝，且与第一、第二正极极耳预留缝对准设置；

所述的负极片状极柱与盖板主体之间设置有方形负极密封垫圈，该负极密封垫圈上设置有第三负极极耳预留缝，且与第一、第二负极极耳预留缝对准设置。

5.如权利要求4所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，所述的正极片状极柱、正极密封垫圈以及盖板主体之间通过锚钉固定铆接；

所述的负极片状极柱、负极密封垫圈以及盖板主体之间通过锚钉固定铆接。

6.如权利要求4所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，所述的第一、第二、第三正极极耳预留缝的宽度为0.6mm～2mm；长度根据正极极耳的长度设置；

所述的第一、第二、第三负极极耳预留缝的宽度为0.5mm～1.2mm；长度根据负极极耳的长度设置。

7.如权利要求4所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，所述的锂离子电池的电芯采用全包围衬套包裹，正极极耳和负极极耳的根部均固定在电芯上。

8.如权利要求7所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，所述的正极极耳从第一、第二、第三正极极耳预留缝中引出，并通过正极极柱压片压平且焊接固定在正极片状极柱上；

所述的负极极耳从第一、第二、第三负极极耳预留缝中引出，并通过负极极柱压片压平且焊接固定在负极片状极柱上。

9.如权利要求8所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，所述的正极极耳与第一、第二、第三正极极耳预留缝之间，以及所述的负极极耳与第一、第二、第三负极极耳预留缝之间均采用热压或密封胶进行密封。

10.如权利要求8所述的提高锂离子电池能量密度的盖板结构，其特征在于，与锂离子电池的电芯连接后，电芯上缘与盖板结构之间的距离为≤3mm。