CN207909939U - 一种新型结构的铝壳电芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及新能源领域，提出了一种新型结构的铝壳电芯。所述铝壳电芯铝壳电芯具有铝制外壳、卷芯和盖板，所述铝制外壳包裹在卷芯和盖板外部。所述卷芯的极耳为一端双出的结构，盖板与卷芯没有极耳伸出的一端相连。卷芯的正极和负极的极耳各自连接在正极和负极的金属连接片上，所述金属连接片覆盖卷芯两个相对的侧面，延伸到卷芯上端，在卷芯中轴线附近向上弯折。盖板上设有正极和负极的极柱连接片，所述极柱连接片与金属连接片相连，使得盖板与卷芯相配合。本实用新型能够提高电池整体温度均匀性，防止极耳附近在充放电的时候过热，同时也提高了电池击穿安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源领域，尤其涉及一种新型结构的铝壳电芯。
背景技术
在电动汽车发展迅速的当下，作为电动汽车的动力源动力电池包，也日益受到人们关注。锂离子二次电池作为新型高电压、高能量密度的可充电电池，其独特的物理和电化学性能，具有广泛的民用和国防应用的前景。其突出的特点是：重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，是镍镉电池的4 倍，并且人类只开发利用了其理论电量的20％～30％，开发前景非常光明。
动力电池包是由电芯串联或者并联构成的，为了能够实现反复充电和放电，电芯一般都设置有极耳作为接触点。目前，动力电池包的电芯极耳多是一端双出，这种极耳引出方式可以很方便实现电芯的串联或者并联。然而因为动力电池的电流比较大，靠近极耳的部分温度较高而远离极耳的部分温度相对较低，加上极耳是一端双出，使得极耳的宽度不能超过电芯宽度的二分之一，造成了靠近正极极耳和负极极耳的部分温度会比其他的部分高。
为了防止充放电过程中极耳过热，将极耳做的大一些的话，可能会使得极耳无法满足一端双出。将极耳制成两端引出，虽然能够解决充放电过程中的电池过热的问题，但是同时造成了另一个问题，即电芯与电芯之间的串并联连接不便。
此外，在电池包制作完成并开始使用时，电池在使用的过程中，难免会发生碰撞和针刺的现象。而电池组在受击穿的情况下，常规电池通常会产生起火、爆炸的现象，导致电池的安全问题受到严重的影响。因此，电池组还应该在电芯穿刺时快速散热，将电芯内部瞬间产生的巨大热量快速转移，防止电芯内部局部高温而造成的起火或爆炸。锂电子电池的击穿安全性能需要提高，以给使用者带来更好的使用体验。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是充放电过程中电池过热和提高电池的击穿安全性能的问题。提出了一种新型结构的铝壳电芯，本实用新型具体是以如下技术方案实现的：
本实用新型的第一方面提出了一种新型结构的铝壳电芯，所述铝壳电芯具有铝制外壳、卷芯和盖板，所述铝制外壳包裹在卷芯和盖板外部；
所述卷芯具有正极极耳、负极极耳、正极金属连接片和负极金属连接片，所述正极极耳与负极极耳从卷芯的一端伸出，所述正极金属连接片和正极极耳相连，所述正极金属连接片覆盖卷芯的一个侧面，所述负极金属连接片和负极极耳相连，所述负极金属连接片覆盖卷芯的另一个侧面，所述正极金属连接片和负极金属连接片相对；
所述盖板与卷芯没有极耳伸出的一端相连，所述盖板与卷芯相匹配，所述盖板具有正极极柱连接片和负极极柱连接片，所述正极极柱连接片连接正极金属连接片，所述负极极柱连接片连接负极金属连接片。
进一步地，所述正极金属连接片与正极极柱连接片的连接处为弯折结构，所述负极金属连接片与负极极柱连接片的连接处为弯折结构。即正极金属连接片和负极金属连接片在卷芯的中轴线附近折弯立起，使得正极金属连接片能够与正极极柱连接片相接，负极金属连接片能够与负极极柱连接片相接。
进一步地，所述盖板还具有正极端、负极端、基板和注液口，所述正极极柱连接片穿过基板与正极端相连，所述负极极柱连接片穿过基板与负极端相连。所述注液口用于给电池注液，注液完成后密封注液口。
进一步地，所述正极极柱连接片与基板接触的部分绝缘处理，所述正极端与基板接触的部分绝缘处理；
所述负极极柱连接片与基板接触的部分绝缘处理，所述负极端与基板接触的部分绝缘处理。
做绝缘处理的只有正极极柱连接片、负极极柱连接片、正极端和负极端与基板连接的部分，金属的绝缘处理可以用气相沉积层或垫绝缘片等方法来进行。
进一步地，所述卷芯外部包裹绝缘片，所述铝制外壳包裹在绝缘片外部。
进一步地，所述铝制外壳内设有绝缘结构，所述绝缘结构包裹在卷芯外部。
进一步地，所述盖板焊接在卷芯上。
进一步地，所述正极极耳与正极金属连接片焊接，所述负极极耳与负极金属连接片焊接。
进一步地，所述卷芯是由正极片、隔膜、负极片和隔膜依次相叠并卷绕形成的。
采用上述技术方案，本实用新型所述的，具有如下有益效果：
1)针对电芯大倍率充放电过程中整体温度不均匀，靠近极耳处出现的过热现象，本实用新型中正负极极耳分散在卷芯同端，位于卷芯中间线的两侧，使得极耳可以在机械允许范围内足够宽，能够提高整体温度均匀性；
2)针对电池的击穿安全问题，本实用新型中卷芯极耳一侧远离盖板，使卷芯没有极耳的一侧正对盖板，通过金属连接片将极耳与盖板上的极柱相连。正负极金属连接片分别覆盖在卷芯的两个主侧面上，当针刺时，电芯内部瞬间产生的巨大热量沿正负极金属连接片快速转移，防止了电芯内部局部温度过高而造成的起火或爆炸，大大提高了击穿安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种新型结构的铝壳电芯的结构图；
图2为本实用新型实施例提供的一种新型结构的铝壳电芯的卷芯侧视图；
图3为本实用新型实施例提供的一种新型结构的铝壳电芯的盖板侧视图；
图4为本实用新型实施例提供的一种新型结构的铝壳电芯的盖板俯视图。
以下对附图作补充说明：
1-卷芯，2-正极极耳，3-负极极耳，4-正极金属连接片，5-负极金属连接片，6-正极极耳与正极金属连接片焊接区，7-负极极耳与负极金属连接片焊接区，8-基板，9-注液口，10-正极端，11-负极端，12-正极极柱连接片， 13-负极极柱连接片。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：
本实用新型提出了一种新型结构的铝壳电芯，所述铝壳电芯具有铝制外壳、卷芯1和盖板，所述铝制外壳包裹在卷芯1和盖板外部；
如图1所示，所述卷芯1具有正极极耳2、负极极耳3、正极金属连接片4和负极金属连接片5，所述正极极耳2与负极极耳3从卷芯1的一端伸出，所述正极金属连接片4和正极极耳2相连，所述正极金属连接片4覆盖卷芯1的一个侧面，所述负极金属连接片5和负极极耳3相连，所述负极金属连接片5覆盖卷芯1的另一个侧面，所述正极金属连接片4和负极金属连接片5相对；
所述盖板与卷芯1没有极耳伸出的一端相连，所述盖板与卷芯1相匹配，所述盖板具有正极极柱连接片12和负极极柱连接片13，所述正极极柱连接片12连接正极金属连接片4，所述负极极柱连接片13连接负极金属连接片5。
当针刺发生时，电芯内部产生的巨大热量能够沿着两侧的金属连接片快速转移，从而避免了电芯内部因为局部温度过高而起火爆炸。同时两侧的金属连接片与极耳相连，也可以看做是极耳的延伸，因此使得极耳在机械允许的范围内足够宽，提高了整体温度的均匀性。在充放电的时候，极耳不会出现过热的现象，提高了电池的倍率性能。
进一步地，如图2所示，所述正极金属连接片4与正极极柱连接片12 的连接处为弯折结构，所述负极金属连接片5与负极极柱连接片13的连接处为弯折结构。即正极金属连接片4和负极金属连接片5在卷芯的中轴线附近折弯立起，使得正极金属连接片4能够与正极极柱连接片12相接，负极金属连接片5能够与负极极柱连接片13相接。对电芯在使用过程中的各种运动碰撞产生的位置变化起补偿作用，消除电芯和盖板相对运动带来的电气连接松脱的风险。
进一步地，如图3和图4所示，所述盖板还具有正极端10、负极端11、基板8和注液口9，所述正极极柱连接片12穿过基板与正极端10相连，所述负极极柱连接片13穿过基板与负极端11相连。所述注液口9用于给电池注液，注液完成后密封注液口。
进一步地，所述正极极柱连接片12与基板9接触的部分绝缘处理，所述正极端10与基板9接触的部分绝缘处理；
所述负极极柱连接片13与基板9接触的部分绝缘处理，所述负极端11 与基板9接触的部分绝缘处理。
做绝缘处理的部分为正极极柱连接片12、负极极柱连接片13、正极端 10和负极端11与基板9连接的部分，金属的绝缘处理可以用气相沉积层或垫绝缘片等方法来进行。
进一步地，所述卷芯1外部包裹绝缘片，所述铝制外壳包裹在绝缘片外部。绝缘片可以防止卷芯1入壳后引起短路。
进一步地，所述盖板焊接在卷芯1上。
进一步地，所述正极极耳2与正极金属连接片4焊接，所述负极极耳3 与负极金属连接片5焊接。
进一步地，所述卷芯是2由正极片、隔膜、负极片和隔膜依次相叠并卷绕形成的。
实施例2：
本实用新型提出了一种新型结构的铝壳电芯，所述铝壳电芯具有铝制外壳、卷芯1和盖板，所述铝制外壳包裹在卷芯1和盖板外部；
所述卷芯1具有正极极耳2、负极极耳3、正极金属连接片4和负极金属连接片5，所述正极极耳2与负极极耳3从卷芯1的一端伸出，所述正极金属连接片4和正极极耳2相连，所述正极金属连接片4覆盖卷芯1的一个侧面，所述负极金属连接片5和负极极耳3相连，所述负极金属连接片5 覆盖卷芯1的另一个侧面，所述正极金属连接片4和负极金属连接片5相对；
所述盖板与卷芯1没有极耳伸出的一端相连，所述盖板与卷芯1相匹配，所述盖板具有正极极柱连接片12和负极极柱连接片13，所述正极极柱连接片12连接正极金属连接片4，所述负极极柱连接片13连接负极金属连接片5。
进一步地，所述铝制外壳内设有绝缘结构，所述绝缘结构包裹在卷芯外部。
所述铝制外壳包裹在卷芯1和盖板外部，且铝制外壳内具有绝缘片，所述绝缘片与铝制外壳是一体的结构。具有绝缘片的铝制外壳可以直接包裹在卷芯1外部，不需要先给卷芯1包裹绝缘片，再将铝制外壳包裹在绝缘片外部，可以省去一道工序。
实施例3：
本实用新型提出了一种新型结构的铝壳电芯，所述铝壳电芯具有铝制外壳、卷芯1和盖板，所述铝制外壳包裹在卷芯1和盖板外部；
所述卷芯1具有正极极耳2、负极极耳3、正极金属连接片4和负极金属连接片5，所述正极极耳2与负极极耳3从卷芯1的一端伸出，所述正极金属连接片4和正极极耳2相连，所述正极金属连接片4覆盖卷芯1的一个侧面，所述负极金属连接片5和负极极耳3相连，所述负极金属连接片5 覆盖卷芯1的另一个侧面，所述正极金属连接片4和负极金属连接片5相对；
所述盖板与卷芯1没有极耳伸出的一端相连，所述盖板与卷芯1相匹配，所述盖板具有正极极柱连接片12和负极极柱连接片13，所述正极极柱连接片12连接正极金属连接片4，所述负极极柱连接片13连接负极金属连接片5。
在铝制外壳包裹卷芯1和盖板时，铝制外壳和卷芯1之间需要添加一层绝缘结构，防止卷芯1入壳后引起短路。在本实施例中，所述正极金属连接片4不与卷芯直接接触的部分具有绝缘结构，所述负极金属连接片5不与卷芯直接接触的部分具有绝缘结构，所述绝缘结构与金属连接片一体，设置在金属连接片不与卷芯1直接接触的那一面上，因此卷芯1的外部便具有绝缘结构，可以直接入壳，省去了包裹绝缘片的工序。
实施例4：
本实用新型提出了一种电池包，所述电池包具有如上所述的铝壳电芯。所述电池包具有铝壳电芯和控制模块，所述铝壳电芯以串联或并联的方式构成电池包。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述铝壳电芯具有铝制外壳、卷芯(1)和盖板，所述铝制外壳包裹在卷芯(1)和盖板外部；
所述卷芯(1)具有正极极耳(2)、负极极耳(3)、正极金属连接片(4)和负极金属连接片(5)，所述正极极耳(2)与负极极耳(3)从卷芯(1)的一端伸出，所述正极金属连接片(4)和正极极耳(2)相连，所述正极金属连接片(4)覆盖卷芯(1)的一个侧面，所述负极金属连接片(5)和负极极耳(3)相连，所述负极金属连接片(5)覆盖卷芯(1)的另一个侧面，所述正极金属连接片(4)和负极金属连接片(5)相对；
所述盖板与卷芯(1)没有极耳伸出的一端相连，所述盖板与卷芯(1)相匹配，所述盖板具有正极极柱连接片(12)和负极极柱连接片(13)，所述正极极柱连接片(12)连接正极金属连接片(4)，所述负极极柱连接片(13)连接负极金属连接片(5)。
2.根据权利要求1所述的一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述正极金属连接片(4)与正极极柱连接片(12)的连接处为弯折结构，所述负极金属连接片(5)与负极极柱连接片(13)的连接处为弯折结构。
3.根据权利要求1所述的一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述盖板还具有正极端(10)、负极端(11)、基板(8)和注液口(9)，所述正极极柱连接片(12)穿过基板(8)与正极端(10)相连，所述负极极柱连接片(13)穿过基板(8)与负极端(11)相连。
4.根据权利要求3所述的一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述正极极柱连接片(12)与基板(8)接触的部分绝缘处理，所述正极端(10)与基板(8)接触的部分绝缘处理；
所述负极极柱连接片(13)与基板(8)接触的部分绝缘处理，所述负极端(11)与基板(8)接触的部分绝缘处理。
5.根据权利要求1所述的一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述卷芯(1)外部包裹绝缘片，所述铝制外壳包裹在绝缘片外部。
6.根据权利要求1所述的一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述铝制外壳内设有绝缘结构，所述具有绝缘结构的铝制外壳包裹在卷芯(1)外部。
7.根据权利要求1所述的一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述盖板焊接在卷芯(1)上。
8.根据权利要求1所述的一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述正极极耳(2)与正极金属连接片(4)焊接，所述负极极耳(3)与负极金属连接片(5)焊接。
9.根据权利要求1所述的一种新型结构的铝壳电芯，其特征在于，所述卷芯是由正极片、隔膜、负极片和隔膜依次相叠并卷绕形成的。
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