CN208622877U - 一种锂离子叠片结构电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂离子叠片结构电池，包括叠片式芯包，外壳和电解液，所述叠片式芯包封装在外壳内，所述外壳内部充满电解液，所述叠片式芯包包括多个正极极片、多个负极极片和多个隔膜，所述正极极片和负极极片交替重叠排放，所述隔膜置于正极极片和负极极片之间，用于将正极极片和负极极片分开，所述正极极片带有正极极耳，所述负极极片带有负极极耳，所述正极极耳和负极极耳位于电池的同侧，所述正极极片和负极极片的长宽比为1‑1.5。本实用新型通过控制锂离子叠片结构电池的极片尺寸的长宽比，减少电子在极片中的通过时间，降低整个极片中的内阻，降低极片产热分布，提升电池平台的循环性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体是一种锂离子叠片结构电池。
背景技术
锂离子电池因具有容量高，循环寿命长等优点，已大量在电子产品中得到了广泛应用，例如智能手机、平板电脑、数码相机、电动玩具、电子导航仪等。近年来，锂离子电池在新能源汽车、通信基站、军事、航空航天等领域也得到了较为广泛的应用。
随着锂离子电池应用领域的不断扩大，对锂离子电池的要求也越来越高，特别是动力电池在汽车领域的应用，要求使用过程中产热更小，热量分布更均匀，循环性能更高，我们目前大多数企业主要研究的主要是从材料方面去研究锂离子电池性能提升，但是很少有关于锂离子结构电池的合理化设计方法研究。
中国专利203326047U公开了一种锂离子电池电芯极耳设计，使单体电池与常规叠片电池相比，温度场分布更均匀，但是对极耳进行设计，正极极耳和负极极耳不对称，电芯的正极片长、宽比负极片长、宽小1～4mm，生产时间和成本都增加，不利于标准化操作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种锂离子叠片结构电池，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种锂离子叠片结构电池，包括叠片式芯包，外壳和电解液，所述叠片式芯包封装在外壳内，所述外壳内部充满电解液，所述叠片式芯包包括多个正极极片、多个负极极片和多个隔膜，所述正极极片和负极极片交替重叠排放，所述隔膜置于正极极片和负极极片之间，用于将正极极片和负极极片分开，所述正极极片带有正极极耳，所述负极极片带有负极极耳，所述正极极耳和负极极耳位于电池的同侧，所述正极极片和负极极片的长宽比为 1-1.5。
更进一步地，所述正极极片和负极极片的长宽比的长宽比为1.2。
进一步地，所述正极极片和负极极片大小相等，所述正极极耳和负极极耳对称。
进一步地，所述所述外壳为铝塑壳。
进一步地，所述隔膜为一端开口的袋状结构。
所述正极极片包括正极粉料和正极集流体，所述正极粉料涂覆在正极集流体上，所述正极集流体为铝箔，所述负极极片包括负极粉料和负极集流体，所述负极粉料涂覆在负极集流体上，所述负极集流体为铜箔。
充电过程中，电子从正极极片的正极粉料流出，流入到铝箔中，再经正极极耳流出，负极极片中，电子由负极极耳流入到铜箔中，然后传输到负极粉料。
放电过程中，电子从负极极片的负极粉料流出，流入到铜箔中，再经负极极耳流出，正极极片中，电子由正极极耳流入到铝箔中，然后传输到正极粉料。
对于一个相同容量的电池，使用的材料和面密度不变的情况下，整个极片的面积相等，在面积不变的情况下，通过控制长宽比可减小电子的流通距离，降低整个膜片的内阻和产热分布。
将电子流通的距离设为L，L的模型方程如下：其中a为极片的长度，b为极片的宽度， d为极耳到极片边缘的距离，C为极耳的宽度,根据勾股定理可以得到以下公式。
通过计算，得出L值距离最小时的极片的长宽比，即得到极片内阻最小的最优长宽比。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型公开一种锂离子叠片结构电池，通过控制极片尺寸的长宽比，减少了电子在极片中的通过时间，降低了整个极片中的内阻，降低了极片产热分布，提升了电池平台的循环性能。
2.本实用新型通过采用一端开口的袋状隔膜结构，增强叠片式芯包的散热能力，提高锂离子电池的循环性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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为本实用新型锂离子叠片结构电池极片示意图。
图中，1-正极片、2-负极片、3-正极极耳、4-负极极耳
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作出创造性劳动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
一种锂离子叠片结构电池，包括叠片式芯包，铝塑壳和电解液，所述叠片式芯包封装在铝塑壳内，所述铝塑壳上带有注液孔，注液孔内注入电解液，所述叠片式芯包包括多个正极极片、多个负极极片和多个隔膜，所述正极极片和负极极片交替重叠排放，所述隔膜置于正极极片和负极极片之间，用于将正极极片和负极极片分开，所述隔膜为一端开口的袋状结构；所述正极极片带有正极极耳，所述负极极片带有负极极耳，所述正极极耳和负极极耳位于电池的同侧，所述正极极片和负极极片大小相等，所述正极极耳和负极极耳对称,所述正极极片和负极极片的长宽比为1.2。
所述正极极片包括正极粉料和正极集流体，所述正极粉料涂覆在正极集流体上，所述正极集流体为铝箔，所述负极极片包括负极粉料和负极集流体，所述负极粉料涂覆在负极集流体上，所述负极集流体为铜箔。
如图1所示，对于一个同端出极耳的锂离子叠片结构电池，极片包括正极极片1和负极极片2，正极极片1带有正极极耳3，负极极片2带有负极极耳4，正极极耳3和负极极耳4位于电池的同侧，充电过程中，电子从正极极片1的正极粉料流出，流入到铝箔中，再经正极极耳3流出，负极极片中，电子由负极极耳4流入到铜箔中，然后传输到负极粉料。
放电过程中，电子从负极极片2的负极粉料流出，流入到铜箔中，再经负极极耳4流出，正极极片1中，电子由正极极耳3流入到铝箔中，然后传输到正极粉料。
电子传输过程中，电流密度最大的区域是在正极极片1的A点位置附近，电流密度最小的区域是在负极极片的B点位置。
AB两点为整个极片中电子传输距离最远的距离，所以设计时应该考虑将该处的距离减小，AB两点的距离用L表示，即使L的距离达到最小；
L的模型方程如下：其中a为极片的长度，b为极片的宽度，d为极耳到极片边缘的距离，C为极耳的宽度,根据勾股定理可以得到以下公式。
为了方便计算，求出以上方程L的最小值，我们将带入不同的参数去查找L的最小值并确定长度A与宽度B的关系，计算过程如表1和表2所示：
表1
表2
表1是假设极片面积S分别为10000、20000、20000，极耳宽度c为20、25、50，极耳到极片边沿的距离d为8、8、14，通过调整极片宽度和长度的值，计算出的L的长度，可以分别得出L的最小值分别为122.5、177.5、157.8，对应的长宽比分别为1.23、1.18、1.22。
表2是假设极片面积S分别为40000、60000、80000，极耳宽度c为60、80、80，极耳到极片边沿的距离d为20、30、30，通过调整极片宽度和长度的值，计算出的L的长度，可以分别得出L的最小值分别为229.4、273.6、326.4，对应的长宽比分别为1.23、1.24、 1.24
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种锂离子叠片结构电池，其特征在于，包括叠片式芯包，外壳和电解液，所述叠片式芯包封装在外壳内，所述外壳内部充满电解液，所述叠片式芯包包括多个正极极片、多个负极极片和多个隔膜，所述正极极片和负极极片交替重叠排放，所述隔膜置于正极极片和负极极片之间，所述正极极片带有正极极耳，所述负极极片带有负极极耳，所述正极极耳和负极极耳位于电池的同侧，所述正极极片和负极极片的长宽比为1-1.5。
2.根据权利要求1所述的锂离子叠片结构电池，其特征在于，所述正极极片和负极极片的长宽比为1.2。
3.根据权利要求1所述的锂离子叠片结构电池，其特征在于，所述正极极片和负极极片大小相等，所述正极极耳和负极极耳对称。
4.根据权利要求1所述的锂离子叠片结构电池，其特征在于，所述外壳为铝塑壳。
5.根据权利要求1所述的锂离子叠片结构电池，其特征在于，所述隔膜为一端开口的袋状结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820986903.5U CN208622877U (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种锂离子叠片结构电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820986903.5U CN208622877U (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种锂离子叠片结构电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208622877U true CN208622877U (zh) | 2019-03-19 |
Family
ID=65702324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201820986903.5U Active CN208622877U (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种锂离子叠片结构电池 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208622877U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114914549A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-08-16 | 上海兰钧新能源科技有限公司 | 电池 |
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2018
- 2018-06-26 CN CN201820986903.5U patent/CN208622877U/zh active Active
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