CN207868261U - 一种锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池制备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池，包括负极极片，和一端搭接于所述负极极片并与所述负极极片焊接固定的负极极耳，所述负极极耳搭接于所述负极极片的区域内至少间隔设置两个焊接区域，每个所述焊接区域内设置有多个焊印，多个所述焊印包括实焊焊印和虚焊焊印，每个所述焊接区域内的所述实焊焊印与所述虚焊焊印的个数比大于等于1，且每个所述焊接区域内的所述实焊焊印的个数大于等于六个。本实用新型的焊接结构可以提高负极极片和负极极耳的焊接强度，降低锂离子电池的内阻值，并使锂电池的内阻值的波动稳定在0.1％内。

Description

一种锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池制备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。由于锂离子电池能量密度大，平均输出电压高，输出功率大，可快速充放电，其工作温度范围宽，使用寿命长，因此锂离子电池应用十分广泛。

18650圆柱型锂电池是电子产品中比较常用的锂电池。传统的18650圆柱型锂电池包括盖帽、电池壳、在电池壳内设的极片、隔膜，以及焊接在极片上的极耳。极片包括负极极片和正极极片，极耳包括负极极耳和正极极耳，负极极片与负极极耳的焊接一般采用超声焊焊接或激光焊焊接，但是负极极耳与负极极片的焊接常常会出现虚焊的情况，即虽然存在焊接的焊印，但该焊印并没有将负极极耳与负极极片焊接上，这种焊印称为虚焊焊印，而将负极极片与负极极耳焊接上的焊印成为实焊焊印。电流从负极极耳流入，从正极极耳流出，因此极耳与极片的焊接情况将直接影响锂离子电池内阻。

传统的负极极耳和负极极片的焊接，锂离子电池内阻大且内阻值稳定性差，导致锂离子电池发热，甚至是爆炸，影响用户正常使用，甚至会威胁用户的财产和人身安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池，以降低锂离子电池的内阻。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锂离子电池，包括负极极片，和一端搭接于所述负极极片并与所述负极极片焊接固定的负极极耳，所述负极极耳搭接于所述负极极片的区域内至少间隔设置两个焊接区域，每个所述焊接区域内设置有多个焊印，多个所述焊印包括实焊焊印和虚焊焊印，每个所述焊接区域内的所述实焊焊印与所述虚焊焊印的个数比大于等于1，且每个所述焊接区域内的所述实焊焊印的个数大于等于六个。

作为优选，所述负极极片伸出有所述负极极耳的一端的端面与所述焊接区域的最小距离为4～6mm。该距离的规定可以使得焊接区域位置稳定，且可以保证锂离子电池的稳定性及一致性，便于锂离子电池的组装。

作为优选，所述负极极耳包括第一负极极耳和第二负极极耳，所述负极极片处于展开状态时，所述第一负极极耳和所述第二负极极耳沿所述负极极耳的宽度方向间隔设置。

设计双负极极耳可降低锂离子电池的交流内阻，进一步降低负极极耳和负极极片产热量，而且一定程度上提升锂离子电池倍率放电性能，从而解决负极极耳和负极极片组合成锂离子电池后大电流放电电池主体过热的问题，提高动力电池循环寿命、可靠性及安全性。

作为优选，所述第一负极极耳宽度方向的两端的端面到所述焊接区域的最小距离均在第一预设范围内，所述第一预设范围为0.9±0.6mm。该距离的规定可以保证负极极耳与负极极片足够的焊接强度，保证了锂离子电池的稳定性及一致性，便于锂离子电池的组装。

作为优选，所述第二负极极耳宽度方向的两端的端面到所述焊接区域的最小距离均在第二预设范围内，所述第二预设范围为1.1±0.8mm。该距离的规定可以保证负极极耳与负极极片足够的焊接强度，保证了锂离子电池的稳定性及一致性，便于锂离子电池的组装。

作为优选，所述第一负极极耳和所述第二负极极耳上均设置有四个所述焊接区域。四个焊接区域可以在有个别焊接区域虚焊的情况下，仍能保证足够的焊接强度和合理的内阻。

作为优选，每个所述焊接区域内的多个所述焊印呈阵列排布。该种焊接方式可以保证焊接强度，避免个别焊印因为虚焊导致的锂离子电池内阻大的缺陷。

作为优选，所述负极极耳的厚度为80微米，所述负极极片的厚度为145～149微米。

作为优选，所述负极极片、隔膜与正极极片依次叠加，绕制若干圈形成卷芯结构，且所述负极极片位于靠近所述卷芯结构中心轴线的一侧；所述第一负极极耳到所述卷芯结构的中心轴线的最小距离小于所述第二负极极耳到所述卷芯结构的中心轴线的最小距离。

作为优选，至少两个所述焊接区域沿所述负极极耳的长度方向呈一列排布。焊接区域呈一列排列易于焊接和锂离子电池的组装。

本实用新型的有益效果：

设有至少两个间隔设置的焊接区域，对每个焊接区域的实焊焊印与虚焊焊印的个数的比值进行了规定且对实焊焊印的个数进行了规定，可以提高焊接强度，明显降低锂离子电池的内阻，并使锂离子电池的内阻值的波动保持在0.1％内。

相对于实焊焊印与虚焊焊印的个数的比值小于1且实焊焊印的个数小于六个的情况，或相对于实焊焊印与虚焊焊印的个数的比值小于1且实焊焊印的个数大于等于六个的情况，或相对于实焊焊印与虚焊焊印的个数的比值大于等于1且实焊焊印的个数小于六个的情况，本实用新型的焊接结构相对于以上三种情况分别可以使锂离子电池的内阻值降低5％、3.2％和4％，以上三种情况只能使锂电池的内阻值的波动稳定在0.5％、0.25％和0.45％内。

附图说明

图1是本实用新型中负极极片展开状态的结构示意图；

图2是本实用新型中又一负极极片展开状态的结构示意图；

图3是本实用新型中负极极耳搭接区的结构示意图。

1、负极极片；11、搭接端面；2、负极极耳；21、第一负极极耳；22、第二负极极耳；23、搭接区；24、伸出区；3、焊接区域；31、焊印。

具体实施方式

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。

本优选实施例提供了一种锂离子电池，以降低锂离子电池的内阻。

如图1和图2所示，本实施例提供的锂离子电池，包括负极极片1，和一端搭接于负极极片1并与负极极片1焊接固定的负极极耳2，负极极耳2搭接于负极极片1的区域内至少间隔设置两个焊接区域3，负极极耳2搭接于负极极片1的区域为搭接区23。每个焊接区域3内设置有多个焊印31，多个焊印31包括实焊焊印和虚焊焊印，每个焊接区域3内的实焊焊印与虚焊焊印的个数比大于等于1，且每个焊接区域3内的实焊焊印的个数大于等于六个。

设有至少两个间隔设置的焊接区域3，对每个焊接区域3的实焊焊印和虚焊焊印的个数的比值进行了规定且对实焊焊印的个数进行了规定，可以提高焊接强度，明显降低锂离子电池的内阻，并使锂离子电池的内阻值的波动保持在0.1％内。

相对于实焊焊印与虚焊焊印的个数的比值小于1且实焊焊印的个数小于六个的情况，或相对于实焊焊印与虚焊焊印的个数的比值小于1且实焊焊印的个数大于等于六个的情况，或相对于实焊焊印与虚焊焊印的个数的比值大于等于1且实焊焊印的个数小于六个的情况，本实用新型的焊接结构相对于以上三种情况分别可以使锂离子电池的内阻值降低5％、3.2％和4％，以上三种情况只能使锂电池的内阻值的波动稳定在0.5％、0.25％和0.45％内。

负极极片1伸出有负极极耳2的一端的端面与焊接区域3的最小距离为4～6mm，即负极极片1其中的一端面为搭接端面11，该搭接端面11将负极极耳2分为搭接区23，以及伸出负极极片1的区域，即伸出区24，焊接区域3到该搭接端面11的最小距离为4～6mm，即如图1中所示的距离D为4～6mm。

规定搭接端面11与焊接区域3的最小距离为4～6mm及对焊接区域3位置的规定使得焊接区域3位置稳定，从而可以保证锂离子电池的稳定性及一致性，便于锂离子电池的组装和提高锂离子电池电阻值的稳定性，有效控制锂离子电池发热现象的出现。本实施例中的负极极片1和负极极耳2可以用于圆柱锂离子电池，尤其是18650圆柱型锂电池，也可以用于其他合适的锂离子电池中，如方形锂离子电池中。

本实施例中将负极极耳2和负极极片1用于18650圆柱型锂电池，将负极极耳2焊接到负极极片1上后，将负极极片1、隔膜与正极极片依次叠加，绕制若干圈形成卷芯结构，且负极极片1位于正极极片的内侧。本实施例中的第一负极极耳21的宽度为3.5mm，第二负极极耳22的宽度为4.0mm，第一负极极耳21和第二负极极耳22的厚度均为80微米，负极极片1的厚度为145～149微米，负极极片1和负极极耳2采用超声焊焊接，每次所述超声焊焊接的焊接时间为0.04～0.2S，焊接压力为0.1～0.4MPa，焊接振幅40～100％。

实焊焊印和虚焊焊印是这样判断的：焊接完成后，人工将负极极耳2与负极极片分开，如果焊印31处有相互粘黏的痕迹，即如果负极极耳2上有负极极片1的材料或负极极片1上有负极极耳2的材料，则认为是实焊焊印，否则判定为虚焊焊印。如果实焊焊印和虚焊焊印的比值不符合要求，则需要调节焊接时的焊接时间和焊接压力、焊接振幅。

本实施例中负极极耳2包括第一负极极耳21和第二负极极耳22，第一负极极耳21和第二负极极耳22均包括搭接区23和伸出区24。当负极极片1处于展开状态时，第一负极极耳21和第二负极极耳22沿负极极耳2的宽度方向(指图1中“W”所示的方向)设有间距，且当负极极片1处于卷芯结构状态时，第一负极极耳21到所述卷芯结构的中心轴线的最小距离小于所述第二负极极耳22到所述卷芯结构的中心轴线的最小距离。

如图1所示，当负极极片1处于展开状态时，第一负极极耳21和第二负极极耳22可以分别设置在负极极片1厚度方向(图1中垂直于纸面的方向)的相对两侧；如图2所示，也可以设置在负极极片1的厚度方向的同一侧，但需要保证第一负极极耳21位于负极极片1靠近卷芯结构的中心轴线的一侧，否则第一负极极耳21在卷绕时无法弯折，导致卷芯圆度超标，直径大小超出规格，入壳压力大无法入壳。第一负极极耳21和第二负极极耳22设有间距，可以减小焊接设备焊头损耗，提高卷芯的圆度达标率，使卷芯不容易变形，卷芯直径大小易于满足要求，且结构平衡，使后续卷芯易于入壳且入壳后的压力小。设计双负极极耳2可降低锂离子电池的交流内阻，进一步降低负极极耳2和负极极片1产热量，而且一定程度上提升锂离子电池倍率放电性能，从而解决负极极耳2和负极极片1组合成锂离子电池后大电流放电时导致的电池主体过热的问题，提高动力电池循环寿命、可靠性及安全性。

第一负极极耳21宽度方向(指图1中“W”所示的方向)的两端面面与焊接区域3的最小距离均在第一预设范围内，第一预设范围为0.9±0.6mm，第二负极极耳22宽度方向(指图1中“W”所示的方向)的两端面与焊接区域3的最小距离均在第二预设范围内，第二预设范围为1.1±0.8mm。该距离的规定可以保证负极极耳2与负极极片1具有足够的焊接强度，保证了锂离子电池结构的稳定性及一致性，便于锂离子电池的组装。

如图3所示，第一负极极耳21和第二负极极耳22上均设置有四个焊接区域3，也可以设置两个或三个焊接区域3。通过设置四个焊接区域3，可以在有个别焊接区域3虚焊的情况下，仍能保证具有足够的焊接强度和合理的内阻，有效避免了负极极耳2与负极极片1焊接强度低或虚焊导致锂离子电池内阻增大、发热、甚至爆炸的现象发生。实验结果表明，当只设置一个焊接区域3时可能会造成锂离子电池内阻的明显增大，因此焊接区域3的个数需要大于等于两个，如只有一个焊接区域3时，电阻可达到13.6毫欧，而设置两个焊接区域3时，电阻最大为13.4毫欧。

每个焊接区域3内的多个焊印31呈阵列排布，本实施例中每个焊接区域3内设置有十二个焊印31。多个焊接区域3沿负极极耳2的长度方向(指图1中“L”所示的方向)呈一列排布。焊接区域3呈一列排列易于焊接和锂离子电池的组装。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，包括负极极片(1)，和一端搭接于所述负极极片(1)并与所述负极极片(1)焊接固定的负极极耳(2)，其特征在于，所述负极极耳(2)搭接于所述负极极片(1)的区域内至少间隔设置两个焊接区域(3)，每个所述焊接区域(3)内设置有多个焊印(31)，多个所述焊印(31)包括实焊焊印和虚焊焊印，每个所述焊接区域(3)内的所述实焊焊印与所述虚焊焊印的个数比大于等于1，且每个所述焊接区域(3)内的所述实焊焊印的个数大于等于六个。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极片(1)伸出有所述负极极耳(2)的一端的端面与所述焊接区域(3)的最小距离为4～6mm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极耳(2)包括第一负极极耳(21)和第二负极极耳(22)，所述负极极片(1)处于展开状态时，所述第一负极极耳(21)和所述第二负极极耳(22)沿所述负极极耳(2)的宽度方向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一负极极耳(21)宽度方向的两端的端面到所述焊接区域(3)的最小距离均在第一预设范围内，所述第一预设范围为0.9±0.6mm。

5.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述第二负极极耳(22)宽度方向的两端的端面到所述焊接区域(3)的最小距离均在第二预设范围内，所述第二预设范围为1.1±0.8mm。

6.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一负极极耳(21)和所述第二负极极耳(22)上均设置有四个所述焊接区域(3)。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，每个所述焊接区域(3)内的多个所述焊印(31)呈阵列排布。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极耳(2)的厚度为80微米，所述负极极片(1)的厚度为145～149微米。

9.根据权利要求3-7任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极片(1)、隔膜与正极极片依次叠加，绕制若干圈形成卷芯结构，且所述负极极片(1)位于靠近所述卷芯结构中心轴线的一侧；所述第一负极极耳(21)到所述卷芯结构的中心轴线的最小距离小于所述第二负极极耳(22)到所述卷芯结构的中心轴线的最小距离。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，至少两个所述焊接区域(3)沿所述负极极耳(2)的长度方向呈一列排布。