CN216958174U - 具有补锂结构的软包动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种具有补锂结构的软包动力电池，其中包括电池主体、设置于所述电池主体同一侧或设置于所述电池主体相对两侧的正极极耳和负极极耳；所述电池主体包括通过铝塑膜包裹的裸电芯、补锂结构和电解液；所述裸电芯分别通过正极导电端子和负极导电端子与对应的正极极耳和负极极耳连接；所述补锂结构包括固定形态的锂源，所述锂源通过导电线与所述正极导电端子连接。旨在通过及时的补充锂源进而提高软包动力电池循环使用寿命。

Description

具有补锂结构的软包动力电池

技术领域

本实用新型涉及电化学储能结构技术领域，尤其涉及一种具有补锂结构的软包动力电池。

背景技术

目前随着绿色环保概念的不断推广，动力电池的使用也在逐步扩大化，进而对动力电池的循环使用寿命也提出了更高的要求，目前所采用的解决方式是通过增加电解液量是提高动力电池循环使用寿命的常用手段。而现有的动力电池为满足在低气压环境中运输、应用及避免电芯鼓胀，软包动力电池会在真空环境中完成外包装铝塑膜对裸电芯的密封，并且软包动力电池外包装铝塑膜质地柔软，受到外力容易变形；以及软包动力电池在真空封装后，外界气压压力使得外包装铝塑膜与裸电芯紧密贴合，软包动力电池内部容纳电解液的空间容易被压缩，进而引起软包动力电池真空封装后电解液保有量受到限制，以及引起软包动力电池长期循环使用过程中电解液量不足，影响软包动力电池循环使用寿命。

另外，现有技术中，可通过对动力电池负极极片表面添加金属锂粉或锂箔，对负极极片进行补锂，提高化成首次充电效率、提升动力电池循环使用寿命。但是，金属锂粉或锂箔活性强，对负极极片进行补锂操作，操作车间湿度环境及设备工装电气安全条件要求高，制造成本高。

同时，现有CN109728351A公开了一种锂离子动力电池，包括：正极片和负极片以及至少一个锂源，锂源和正极片、负极片相互隔离；壳体，壳体用于容纳正极片、负极片、锂源；其中，壳体为导电体，且壳体内填充有电解质；锂源电性连接于壳体的内壁，正极片或负极片与壳体电性连接；该锂离子动力电池的锂源固定于壳体的内壁，且与正极片、负极片无直接接触，虽然锂源已与正极片或负极片形成电子通路，当注入电解质或注入电解质并首次充电后，锂源中的锂金属失去电子的同时析出锂离子，并且锂离子通过电解质迁移至正极片或负极片形成锂化合物，从而实现安全补锂的目的，但随着锂源的逐渐消耗直至殆尽，或是在锂源消耗的过程中，锂源表面与电解质反应后生成的产物还覆盖在锂源表面，进而无法继续锂源内部的继续补锂反应，最终都将存在无法及时补锂的情况，因此，该补锂结构设置并不能实现高效率的补锂。因此有必要开发一种低成本且补锂效率高的补锂结构，以提高软包动力电池循环使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种具有补锂结构的软包动力电池，旨在提高软包动力电池循环使用寿命的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种具有补锂结构的软包动力电池，包括电池主体、设置于所述电池主体同一侧或设置于所述电池主体相对两侧的正极极耳和负极极耳；

所述电池主体包括通过铝塑膜包裹的裸电芯、补锂结构和电解液；

所述裸电芯分别通过正极导电端子和负极导电端子与对应的正极极耳和负极极耳连接；

所述补锂结构包括固定形态的锂源，所述锂源通过导电线与所述正极导电端子连接。

可选地，所述补锂结构还包括补锂胶管，所述补锂胶管包括塑胶管壁，所述锂源放置在所述塑胶管壁形成的腔体内部。

可选地，所述塑胶管壁两端分别设有用于密封的塑料管帽，靠近所述正极导电端子的塑料管帽设置有导线通孔。

可选地，所述导电线一端缠绕所述锂源，所述导电线另一端通过所述导线通孔与所述正极导电端子连接。

可选地，所述塑胶管壁贯通设置有若干管壁通孔。

可选地，所述锂源为锂棒。

可选地，所述导电线为铝线、铜线或银线。

可选地，所述补锂结构位于所述正极导电端子和负极导电端子之间，所述正极导电端子和负极导电端子位于所述裸电芯的同一侧。

可选地，所述补锂结构与所述正极导电端子位于所述裸电芯的同一侧。

可选地，所述补锂结构靠近所述正极导电端子且与所述正极导电端子不在所述裸电芯的同一侧。

本实用新型提出的一种具有补锂结构的软包动力电池，包括电池主体、设置于所述电池主体同一侧或设置于所述电池主体相对两侧的正极极耳和负极极耳；所述电池主体包括通过铝塑膜包裹的裸电芯、补锂结构和电解液；所述裸电芯分别通过正极导电端子和负极导电端子与对应的正极极耳和负极极耳连接；所述补锂结构包括固定形态的锂源，所述锂源通过导电线与所述正极导电端子连接。本实用新型通过在电池内部增加补锂结构，进而实现了对电池内部及时补充锂源，而所述锂源通过导电线与正极导电端子连接，进而减少了正极材料在化成过程中锂离子消耗量；并且补锂结构的空间还可以填充电解液，增加电解液保有量，进而可以实现提高软包动力电池循环使用寿命。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具有补锂结构的软包动力电池实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施中的补锂胶管的结构示意图；

图3为图1所示实施中的电池封装前的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1-3所示，本实用新型提供一种具有补锂结构的软包动力电池，包括电池主体、设置于所述电池主体同一侧或设置于所述电池主体相对两侧的正极极耳和负极极耳；

所述电池主体包括通过铝塑膜1包裹的裸电芯3、补锂结构6和电解液；

所述裸电芯3分别通过正极导电端子4和负极导电端子5与对应的正极极耳和负极极耳连接；

所述补锂结构6包括固定形态的锂源24，所述锂源24通过导电线25与所述正极导电端子4连接。

具体地，如图3所示为电池封装前的结构示意图，所述铝塑膜1包含上层铝塑膜11、下层铝塑膜12、铝塑膜腔体13、铝塑膜气囊14及能够容纳补锂结构6、裸电芯3的铝塑膜腔体13。铝塑膜1的上述结构件由铝塑膜原料片料经过机械冲压、裁切去掉四周边角料后形成。并且在所述补锂结构6放置具有固定形状的锂源24，并通过导电线25一端连接锂源24，以及导电线25另一端与正极导电端子4连接，以及在后续填充相应的电解液，即得到具有补锂结构的软包动力电池。其中，可以依据裸电芯3的厚度，可以选择在下层铝塑膜12冲压成型形成铝塑膜腔体13或者上层铝塑膜11、下层铝塑膜12均冲压成型形成铝塑膜腔体13；进而通过在电池内部增加补锂结构6，实现了对电池内部及时补充锂源，而所述锂源24通过导电线25与正极导电端子4连接，进而减少了正极材料在化成过程中锂离子消耗量。

进一步地，所述补锂结构6还包括补锂胶管2，所述补锂胶管2包括塑胶管壁21，所述锂源24放置在所述塑胶管壁21形成的腔体内部。

具体地，如图1所示，所述补锂结构6放置在铝塑膜腔体13的靠近边界区域且靠近正极导电端子4，一般地，放置在所述补锂结构6中的补锂胶管2是采用一体成型结构，优选地，选择PP、PE材料进行注塑成型。

进一步地，所述塑胶管壁21两端分别设有用于密封的塑料管帽22，靠近所述正极导电端子4的塑料管帽22设置有导线通孔。

具体地，补锂胶管2的具体结构如图2所示，其中，所述导电线25一端缠绕所述锂源24，所述导电线25另一端通过所述导线通孔与所述正极导电端子4连接，优选地，所述锂源24为锂棒，所述导电线25为铝线、铜线或银线。此外，所述导线通孔还可以设置在所述塑胶管壁21上，进而所述导电线25通过所述塑胶管壁21上设置的导线通孔与所述正极导电端子4连接。

进一步地，所述塑胶管壁21贯通设置有若干管壁通孔23。

具体地，各管壁通孔23均匀设置在所述塑胶管壁21，一般地，各管壁通孔23的尺寸小于所述导线通孔的尺寸，其中管壁通孔23直径尺寸范围为0.05mm至0.1mm，优选为0.1mm。管壁通孔23的设置目的是方便电解液浸润所述塑胶管壁21内部，以使电解锂源24产生的锂离子扩散至裸电芯3附近的电解液中。进而在所述锂源24消耗完成之后，可以用来填充电解液，具体地，在补锂胶管2的内部腔体可以填充电解液，避免在后工序抽真空封装过程中被抽走电解液，进而可以实现增加电解液的保有量，有利于提高电池循环使用寿命。

进一步地，所述补锂结构6的位置设置可以根据实际的需要进行相应调整设置，其中包括以下情况：

第一种，如图1所示，所述补锂结构6位于所述正极导电端子4和负极导电端子5之间，所述正极导电端子4和负极导电端子5位于所述裸电芯3的同一侧。

第二种，所述补锂结构6与所述正极导电端子4位于所述裸电芯3的同一侧。

第三种，所述补锂结构6靠近所述正极导电端子4且与所述正极导电端子4不在所述裸电芯3的同一侧。

以上所述补锂结构6的位置设置均可实现对电池的锂源的补充，其中具体的制备操作流程详情如下述步骤所述：

第一步，将铝塑膜1通过冲压成型形成能够容纳补锂胶管2、裸电芯3的铝塑膜腔体13。依据裸电芯3的厚度，选择在下层铝塑膜1-2冲压成型形成铝塑膜腔体13或者上层铝塑膜11、下层铝塑膜12均冲压成型形成铝塑膜腔体13。

第二步，采用通用技术，将正极导电端子4与裸电芯3的正极极耳焊接连接，负极导电端子5与裸电芯3的负极极耳焊接连接。

第三步，对焊接区域进行整形、除尘。

第四步，将补锂胶管2的铝线25的一端缠绕正极导电端子4一周，并贴绝缘胶带将正极焊接区域及裸露的铝线25进行固定及防护。

第五步，对负极极耳焊接区域也贴绝缘胶带进行防护。

第六步，将焊接正、负导电端子4、5后的裸电芯3连同补锂胶管2一起放入铝塑膜腔体13中相应位置，一般地，将补锂胶管2放置在靠近正导电端子4的一侧。

第七步，翻转上层铝塑膜11，并与下层铝塑膜12对齐、合在一起。热压将上层铝塑膜11、正极导电端子4、负极导电端子5、下层铝塑膜12封装在一起，形成顶封边。含有铝塑膜气囊14的一个侧边暂时不封装，保持开口状态。热压上层铝塑膜11、下层铝塑膜12的一个侧边形成侧封边。

第八步，对半成品软包动力电池进行真空高温烘烤去除内部水分，再冷却。

第九步，从铝塑膜气囊14的开口边添加电解液，补锂结构6同时填充电解液。将半成品软包动力电池置于真空环境下，热压封装铝塑膜气囊14外侧边。

第十步，对半成品软包动力电池进行浸润、化成、老化等常规操作，最终得到本实用新型的结构。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，包括电池主体、设置于所述电池主体同一侧或设置于所述电池主体相对两侧的正极极耳和负极极耳；

所述电池主体包括通过铝塑膜包裹的裸电芯、补锂结构和电解液；

所述裸电芯分别通过正极导电端子和负极导电端子与对应的正极极耳和负极极耳连接；

所述补锂结构包括固定形态的锂源，所述锂源通过导电线与所述正极导电端子连接。

2.根据权利要求1所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述补锂结构还包括补锂胶管，所述补锂胶管包括塑胶管壁，所述锂源放置在所述塑胶管壁形成的腔体内部。

3.根据权利要求2所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述塑胶管壁两端分别设有用于密封的塑料管帽，靠近所述正极导电端子的塑料管帽设置有导线通孔。

4.根据权利要求3所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述导电线一端缠绕所述锂源，所述导电线另一端通过所述导线通孔与所述正极导电端子连接。

5.根据权利要求4所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述塑胶管壁贯通设置有若干管壁通孔。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述锂源为锂棒。

7.根据权利要求6所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述导电线为铝线、铜线或银线。

8.根据权利要求6所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述补锂结构位于所述正极导电端子和负极导电端子之间，所述正极导电端子和负极导电端子位于所述裸电芯的同一侧。

9.根据权利要求6所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述补锂结构与所述正极导电端子位于所述裸电芯的同一侧。

10.根据权利要求6所述的具有补锂结构的软包动力电池，其特征在于，所述补锂结构靠近所述正极导电端子且与所述正极导电端子不在所述裸电芯的同一侧。

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