CN216563441U - 一种含新型极耳结构的锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含新型极耳结构的锂电池，包括由正极极片、隔膜和负极极片相互堆叠形成的裸电芯；所述正极极片的正极极耳和负极极片的负极极耳相互交错堆叠；均匀分布在裸电芯周围；并且相邻正极极耳和负极极耳之间具有预设夹角，预设夹角之和为360°；所述多个正极极耳组成正极极耳群；所述多个负极极耳组成负极极耳群；所述正极极耳群翻折在裸电芯的第一表面，所述负极极耳群翻折在裸电芯第一表面对立面的第二表面；所述正极极耳群焊接在正极集电片上，负极极耳群焊接在负极集电片上；所述正极集电片与正极壳体、负极集电片与负极壳体都通过碰焊固定连接；本实用新型可以提高锂电池能量密度，降低焊接难度，提高产品合格率。

Description

一种含新型极耳结构的锂电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，特别涉及一种含新型极耳结构的锂电池。

背景技术

目前，锂电池主要有卷绕式电池和叠片式电池；卷绕式电池因其制造效率高、一致性好且成本易于控制等优势占据了大部分3C消费类市场；与叠片式电池相比，卷绕式电池虽然具有制造成本方面的核心竞争力，但其能量密度低、内阻大、且在循环过程中易变形导致电化学性能劣化，甚至可能导致安全事故。随着锂电池应用市场的快速拓展和开发，对锂电池提出了更高的要求，质量更轻、厚度更薄、续航更长、充电更快、输出功率更高的锂电池亟待开发。而卷绕式电池已经较难满足要求，具有更高能量密度、更低内阻和更长循环寿命的叠片式电池越来越受到市场青睐。

所述叠片式电池采用正极极片与负极极片相互堆叠，所述正极极片一端设有正极极耳，所述正极极片上的正极极耳在同一方向上形成正极极耳群，所述负极极片一端设有负极极耳，所述负极极片上的负极极耳在另一方向上形成负极极耳群，然后将正极极耳群和负极极耳群进行预焊和裁切，最后分别焊接在正极集电片和负极集电片上，对于钢壳电池，还需要将正极集电片再焊接到正极壳体上，负极集电片再焊接到负极壳体上，制造工艺极其繁杂，且由于极耳群包含若干个极耳，焊接难度大，易出现虚焊、过焊等情况，品质难以控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种含新型极耳结构的锂电池，可以提高锂电池能量密度，降低制造工艺难度，降低焊接难度，不易出现虚焊、过焊等情况，品质容易控制，并且提高产品合格率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种含新型极耳结构的锂电池，包括裸电芯，所述裸电芯由正极极片、隔膜和负极极片相互堆叠形成；所述正极极片设有正极极耳；所述负极极片设有负极极耳；所述正极极片和负极极片相互交错堆叠；所述正极极耳和负极极耳均匀分布在裸电芯周围；并且相邻正极极耳和负极极耳之间具有预设夹角，所述预设夹角之和为360°；所述多个正极极耳组成正极极耳群；所述多个负极极耳组成负极极耳群；所述正极极耳群翻折在裸电芯的第一表面，所述负极极耳群翻折在裸电芯第一表面对立面的第二表面；所述正极极耳群焊接在正极集电片上，负极极耳群焊接在负极集电片上；所述正极集电片与正极壳体、负极集电片与负极壳体都通过碰焊固定连接。

作为优选的，所述正极极耳群中同一角度方向的正极极耳在1至5个之间；所述负极极耳群中同一角度方向的负极极耳在1至5个之间；大大降低了一次焊接极耳的数量，从而避免将所有的正极极耳或者负极极耳进行集中焊接。

作为优选的，所述裸电芯包括N个正极极片和N-1个负极极片；或者N 个正极极片和N个负极极片；或者N个正极极片和N+1个负极极片；其中N 的取值范围在2至50之间。

作为优选的，所述裸电芯包括相同数量或者不同数量的正极极片和负极极片，并且所述正极极片的数量大于或者等于2片。

作为优选的，所述正极集电片为铝材料构件，厚度小于2mm；所述负极集电片为铜材料构件或者镍材料构件，厚度小于2mm。

作为优选的，所述正极壳体和负极壳体为钢材料构件或者铝材料构件，制成钢壳锂电池或者铝壳锂电池。

作为优选的，所述正极极片和负极极片的主体形状为圆形；所述正极极片上涂覆有正极涂覆层；所述负极极片上涂覆有负极涂覆层；所述负极涂覆层完全覆盖正极涂覆层；所述隔膜的形状为圆形，所述隔膜完全覆盖负极涂覆层；制成圆形锂电池，所述圆形锂电池的直径不超过30mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所述裸电芯由正极极片、隔膜和负极极片相互堆叠形成；形成堆叠或者叠片电池，与卷绕电池相比具有更高的能量密度，可以提高锂电池能量密度。

2、本实用新型将所述正极极片和负极极片相互交错堆叠；所述正极极耳和负极极耳均匀分布在裸电芯周围；并且相邻正极极耳和负极极耳之间具有预设夹角，所述预设夹角之和为360°；此时所述正极极耳和负极极耳就形成新型极耳结构；所述新型极耳结构不是对极耳的结构进行改进，而是一种对极耳的布置结构进行的改进；采用上述新型极耳结构，这样使得正极极耳和负极极耳在裸电芯的圆周上的所有位置都有布置，将正极极耳和负极极耳进行分散布置，这样可以避免将所有的正极极耳或者负极极耳进行集中焊接；这样可以大大降低一次焊接极耳的数量，降低了焊接的难度，也降低制造工艺难度，极耳分别焊接在集电片的圆周上，使得焊点均匀分布，不易出现虚焊、过焊等情况，品质容易控制，并且提高产品合格率。

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是本实用新型提供的裸电芯的俯视图；

图2是本实用新型提供的一种含新型极耳结构的锂电池的分解结构示意图。

在图中包括有：

1-正极壳体、2-负极壳体、3-正极集电片、4-负极集电片、501-正极极片、503-隔膜、502-负极极片、504-正极极耳、505-负极极耳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型本实施方式中的附图，对本实用新型本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本实用新型的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本实用新型中的本实施方式，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本实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参考图1和图2，本实用新型实施例一提供了一种含新型极耳结构的锂电池。

如图2所示，所述锂电池包括裸电芯，所述裸电芯装设在锂电池中间部位，如图2所示，所述裸电芯包括正极极片501、隔膜503和负极极片502；所述正极极片501、隔膜503和负极极片502相互堆叠形成裸电芯；所述堆叠或者叠片形成的锂电池，与卷绕成型的锂电池相比具有更高的能量密度，可以提高锂电池能量密度。

具体的，如图2所示，所述正极极片501和负极极片502的主体形状为圆形；所述圆形的正极极片501沿直径方向上焊接有长方形条状的正极极耳 504，同理，所述圆形的负极极片502沿直径方向上焊接有长方形条状的负极极耳505，进一步的，所述正极极片501上涂覆有正极涂覆层；所述负极极片 502上涂覆有负极涂覆层；一般的，所述正极极片501和负极极片502的形状和大小都是一样的，并且所述负极涂覆层完全覆盖正极涂覆层；如图1所示，所述隔膜503的形状也为圆形，如图2所示，所述隔膜503完全覆盖正极涂覆层和负极涂覆层；制成圆形锂电池，所述圆形锂电池的直径不超过30mm。

更进一步的，在本实施例中，仅仅只举出了所述正极极片501和负极极片502的主体形状为圆形的实施例，根据上述论述，也可以根据实际的生产情况，将主体形状改成椭圆形，正方形，长方形或者其他四边形或者多边形，同理，所述正极极耳504和负极极耳505也可以是其他形状；可以根据实际情况自由选定，本专利并不进行限定。

如图2所示，所述正极极片501和负极极片502相互交错堆叠；如图1 所示，所述正极极耳504和负极极耳505均匀分布在裸电芯周围；并且相邻正极极耳504和负极极耳505之间具有预设夹角，所述预设夹角之和为360°；此时所述正极极耳504和负极极耳505就形成新型极耳结构；所述新型极耳结构不是对极耳的结构进行改进，而是一种对极耳的布置结构进行的改进；采用上述新型极耳结构，对正极极耳504和负极极耳505进行分散，使得一次焊接可以大大减少焊接数量。

具体的，采用上述布置，如图1所示，所述裸电芯的圆周上都分布有沿直径方向上的正极极耳504或者负极极耳505；将正极极耳504和负极极耳505进行分散布置，而不是所有的正极极耳504在一个方向，所有的负极极耳 505在一个方向，这样可以避免将所有的正极极耳504或者负极极耳505进行集中焊接；将正极极耳504和负极极耳505分别焊接在正极集电片3和负极集电片4的圆周上，延长了焊接的区域，这样就大大降低了一次焊接极耳的数量，这样也可以避免将所有的正极极耳504或者负极极耳505进行集中焊接；降低了焊接的难度，也降低制造工艺难度，极耳分别焊接在集电片的圆周上，使得焊点均匀分布，不易出现虚焊、过焊等情况，品质容易控制，并且提高产品合格率。

进一步的，由于正极极片501和负极极片502的数量不止有一片，所以也就具有多个正极极耳504和多个负极极耳505，所述若干个正极极耳504组成正极极耳群；所述若干个负极极耳505组成负极极耳群；根据上述所述裸电芯为圆柱体，所以具有上下两个表面，分别是上表面为第一表面，下表面为第二表面；所述正极极耳群翻折在裸电芯的第一表面，所述负极极耳群翻折在裸电芯第一表面对立面的第二表面；将正极极耳群和负极极耳群进行分开，所述正极极耳群焊接在正极集电片3上，负极极耳群焊接在负极集电片4 上；具体的，所述正极集电片3为铝材料构件，厚度小于2mm；所述负极集电片4为铜材料构件或者镍材料构件，厚度小于2mm。

更进一步的，所述正极集电片3与正极壳体1、负极集电片4与负极壳体 2都通过碰焊固定连接；所述正极壳体1和负极壳体2为钢材料构件或者铝材料构件，制成钢壳锂电池或者铝壳锂电池。

在本实施例中，如图1和2所示，所述正极极耳群中同一角度方向的正极极耳504为一个；所述负极极耳群中同一角度方向的负极极耳505也为一个；这样就大大降低了一次焊接极耳的数量，从而避免将所有的正极极耳504 或者负极极耳505进行集中焊接；进一步的，所述正极极耳群中同一角度方向的正极极耳504在1至5个之间；所述负极极耳群中同一角度方向的负极极耳505在1至5个之间。

作为一种实施例，所述裸电芯包括N个正极极片501和N-1个负极极片 502；或者N个正极极片501和N个负极极片502；或者N个正极极片501和 N+1个负极极片502；其中N的取值范围在2至50之间。

作为另一种实施例，所述裸电芯包括相同数量或者不同数量的正极极片 501和负极极片502，并且所述正极极片501的数量大于或者等于2片。

所述隔膜503为聚丙烯材料构件或者聚乙烯材料构件为基膜，其表面涂覆有陶瓷、勃姆石非金属层或者聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯胶层中一种或多种涂层。

实施例二

请参考图1和图2，本实用新型实施例二提供了一种制造实施例一所述的一种含新型极耳结构的锂电池的方法，包括以下步骤。

步骤S1；分别制造出用于堆叠成裸电芯的正极极片501、隔膜503和负极极片502；所述正极极片501上装设有正极极耳504；所述负极极片502上装设有负极极耳505。

步骤S2；将所述正极极片501、隔膜503和负极极片502依次交错堆叠；所述正极极耳504和负极极耳505均匀分布在裸电芯周围；并且相邻正极极耳504和负极极耳505之间具有预设夹角，所述预设夹角之和为360°；此时所述正极极耳504和负极极耳505就形成新型极耳结构；所述新型极耳结构不是对极耳的结构进行改进，而是一种对极耳的布置结构进行的改进；采用上述新型极耳结构，对正极极耳504和负极极耳505进行分散，使得一次焊接可以大大减少焊接数量。

步骤S3；将多个正极极耳504组成正极极耳群，多个负极极耳505组成负极极耳群；将正极极耳群翻折在裸电芯的第一表面，所述负极极耳群翻折在裸电芯第一表面对立面的第二表面；对正极极耳群和负极极耳群进行隔离，使其不容易造成接触短路。

进一步的，在所述步骤S3中，将正极极耳群和负极极耳群进行精切或者修剪，保证翻折后的正极极耳群和负极极耳群之间间隔均匀，避免出现重叠现象。

步骤S4；将正极极耳群焊接在正极集电片3上，负极极耳群焊接在负极集电片4上。

步骤S5；将焊接完成，含有正极集电片3和负极集电片4的裸电芯放置在正极壳体1和负极壳体2之间，对裸电芯进行烘烤、注液；采用碰焊将正极集电片3与正极壳体1、负极集电片4与负极壳体2固定连接在一起。

实施例三

请参考图1和图2，本实用新型实施例三提供了一种具体制造实施例一的方法。

以下对其具体的实施方式进行详细说明。

如图2所示，将正极浆料涂覆在由铝箔材料构件制成的正极集流体上，制造成正极卷料；将负极浆料涂覆在由铜箔材料构件制成的负极集流体上，制造成负极卷料。

将正极卷料冲切为装设有正极极耳504，正极涂覆层为圆形的正极极片 501；将负极卷料冲切为装设有负极极耳505，负极涂覆层为圆形的负极极片 502。

所述负极涂覆层的直径大于正极涂覆层的直径；所述负极涂覆层完全覆盖正极涂覆层；所述负极涂覆层的边缘宽度余量为1mm。

所述隔膜503也被预冲切为圆形片状，所述隔膜503完全覆盖负极涂覆层；所述隔膜503的边缘宽度余量为1mm。

将所述正极极片501、隔膜503和负极极片502依次交错堆叠；所述正极极耳504和负极极耳505均匀分布在裸电芯周围；并且相邻正极极耳504和负极极耳505之间具有预设夹角，所述预设夹角之和为360°；此时所述正极极耳504和负极极耳505就形成新型极耳结构；所述新型极耳结构不是对极耳的结构进行改进，而是一种对极耳的布置结构进行的改进；采用上述新型极耳结构，对正极极耳504和负极极耳505进行分散，使得一次焊接可以大大减少焊接数量。

所述正极极片501和负极极片502层叠后，如图1所示，所述相邻的正极极耳504和负极极耳505之间的夹角为45°。

如图2所示，所述正极极耳群中同一角度方向的正极极耳504只有一个；所述负极极耳群中同一角度方向的负极极耳505也只有一个。

将正极极耳群和负极极耳群进行精切或者修剪，保证翻折后的正极极耳群和负极极耳群之间间隔均匀，避免出现重叠现象。

如图2所示，将正极极耳群翻折在裸电芯的第一表面，即裸电芯上表面，并将正极极耳群焊接在正极集电片3上；所述负极极耳群翻折在裸电芯第一表面对立面的第二表面；即裸电芯下表面，并将负极极耳群焊接在负极集电片4上。

将上述具有新型极耳结构的裸电芯放置在正极壳体1和负极壳体2之间，对裸电芯进行烘烤、注液；采用碰焊将正极集电片3与正极壳体1、负极集电片4与负极壳体2固定连接在一起。

最终得到含有新型极耳结构的圆形锂电池。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种含新型极耳结构的锂电池，其特征在于，包括裸电芯，所述裸电芯由正极极片(501)、隔膜(503)和负极极片(502)相互堆叠形成；所述正极极片(501)设有正极极耳(504)；所述负极极片(502)设有负极极耳(505)；所述正极极耳(504)和负极极耳(505)相互交错堆叠；所述正极极片(501)和负极极片(502)均匀分布在裸电芯周围；并且相邻正极极耳(504)和负极极耳(505)之间具有预设夹角，所述预设夹角之和为360°；所述多个正极极耳(504)组成正极极耳群；所述多个负极极耳(505)组成负极极耳群；所述正极极耳群翻折在裸电芯的第一表面，所述负极极耳群翻折在裸电芯第一表面对立面的第二表面；所述正极极耳群焊接在正极集电片(3)上，负极极耳群焊接在负极集电片(4)上；所述正极集电片(3)与正极壳体(1)、负极集电片(4)与负极壳体(2)都通过碰焊固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种含新型极耳结构的锂电池，其特征在于，所述正极极耳群中同一角度方向的正极极耳(504)在1至5个之间；所述负极极耳群中同一角度方向的负极极耳(505)在1至5个之间。

3.根据权利要求1所述的一种含新型极耳结构的锂电池，其特征在于，所述裸电芯包括N个正极极片(501)和N-1个负极极片(502)；或者N个正极极片(501)和N个负极极片(502)；或者N个正极极片(501)和N+1个负极极片(502)；其中N的取值范围在2至50之间。

4.根据权利要求1所述的一种含新型极耳结构的锂电池，其特征在于，所述裸电芯包括相同数量或者不同数量的正极极片(501)和负极极片(502)，并且所述正极极片(501)的数量大于或者等于2片。

5.根据权利要求1所述的一种含新型极耳结构的锂电池，其特征在于，所述正极集电片(3)为铝材料构件，厚度小于2mm；所述负极集电片(4)为铜材料构件或者镍材料构件，厚度小于2mm。

6.根据权利要求1所述的一种含新型极耳结构的锂电池，其特征在于，所述正极壳体(1)和负极壳体(2)为钢材料构件或者铝材料构件，制成钢壳锂电池或者铝壳锂电池。

7.根据权利要求1所述的一种含新型极耳结构的锂电池，其特征在于，所述正极极片(501)和负极极片(502)的主体形状为圆形；所述正极极片(501)上涂覆有正极涂覆层；所述负极极片(502)上涂覆有负极涂覆层；所述负极涂覆层完全覆盖正极涂覆层；所述隔膜(503)的形状为圆形，所述隔膜(503)完全覆盖负极涂覆层；制成圆形锂电池，所述圆形锂电池的直径不超过30mm。

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