CN217606854U - 一种负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，包括正极片、负极片、隔膜、正极极耳和负极极耳，所述正极片和负极片依次交替位于Z形折叠式的隔膜内，所述正极片朝外延伸形成正极集流箔，所有正极片的正极集流箔叠加连接形成正极连接部，所述正极连接部与正极极耳连接；所述负极片上设有负极集流箔，所述负极集流箔包括压合部以及压合部朝外延伸形成的负极集流网，所述压合部上设有通孔或朝负极片设有凸起，所有负极片的负极集流网叠加连接形成负极连接部，所述负极连接部与负极极耳连接。本实用新型的负极片和负极集流箔之间通过凸起进行压接固定，该固定模式无需进行焊接，即可方便且稳定的将负极集流箔固定在负极片上。

Description

一种负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯

技术领域

本实用新型涉及锂锰电芯结构技术领域，具体地指一种负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯。

背景技术

一次锂锰电池具备高电压、高比能量、低自放电率、长寿命、无电压滞后等诸多优点，因此在军工和民用领域被广泛应用，但是由于材料特性的限制，其高功率放电能力一直是短板。

公开号为CN 203644855 U的实用新型公开了一种大容量锂锰软包装电池结构，隔膜为叠片式结构，负极片和正极片依次间隔地位于叠片式的隔膜之间。此结构的正负极片在电池内部形成很多个并联的小电池，当启动放电时这些小电池同时通过极耳放电，减小了集流距离，从而提升反应效率。利用集流箔可将极片上的电流快速传导至极耳，但现有的锂锰电芯负极片为金属锂带，材质较软，焊接集流箔十分困难。

因此，需要开发出一种结构简单、无需焊接、将集流箔复合于负极集流的叠片锂锰电芯。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯。

本实用新型的技术方案为：一种负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，包括正极片、负极片、隔膜、正极极耳和负极极耳，所述正极片和负极片依次交替位于Z形折叠式的隔膜内，其特征在于：

所述正极片朝外延伸形成正极集流箔，所有正极片的正极集流箔叠加连接形成正极连接部，所述正极连接部与正极极耳连接；

所述负极片上设有负极集流箔，所述负极集流箔包括压接于负极片上的压合部以及压合部朝负极片外延伸形成的负极集流网，所述压合部上设有通孔或朝负极片设有凸起，所有负极片的负极集流网叠加连接形成负极连接部，所述负极连接部与负极极耳连接。

优选的，所述凸起呈半球形结构、锥形结构或柱状结构。

优选的，所述隔膜为按多条沿自身宽度方向折痕进行折叠形成的连续Z形，所述正极片、负极片均为长度方向沿隔膜宽度方向设置的矩形片。

进一步的，所述正极集流箔位于正极片一端，所述负极集流箔设置于负极片上临近正极集流箔的端部。

更进一步的，所述压合部包括围合成矩形的前缘、后缘和两侧缘，所述前缘、后缘沿负极片长度方向相对设置，所述前缘与负极片上临近正极集流箔的端部边缘平齐，两侧缘分别与负极片两侧边缘平齐。

进一步的，所述压合部上至少设置有两排沿负极片宽度方向间隔布置的凸起，每排凸起至少为3个。

进一步的，所述压合部上至少设置有两排沿负极片宽度方向间隔布置的通孔，每排通孔至少为3个。

优选的，所述正极集流箔为矩形且设有倒角，所述负极集流网为矩形且设有倒角。

优选的，所述正极极耳通过超声波焊接的方式固定在正极连接部上，所述负极极耳通过超声波焊接的方式固定在负极连接部上。

优选的，所述压合部位于Z形折叠式的隔膜内，所述负极集流网为压合部沿负极片长度方向延伸出隔膜外而形成。

本实用新型中负极集流箔材质为铜、镍或不锈钢。

本实用新型的有益效果为：

1.负极片和负极集流箔之间通过凸起嵌入压接固定，该固定模式无需进行焊接，即可方便且稳定的将负极集流箔固定在负极片上，且安装模式极为简单，具有极大的推广价值。

2.负极集流网与锂带连接更加牢固，改善电池集流的可靠性，结构简单，加工效率高，且对极片厚度无影响。

附图说明

图1：本实用新型的电芯结构示意图；

图2：本实用新型的正极片结构示意图；

图3：本实用新型的负极片结构示意图；

图4：本实用新型的负极集流箔俯视图(设有凸起)；

图5：本实用新型的负极集流箔结构示意图(设有凸起)

图6：本实用新型的负极集流箔结构示意图(设有通孔)；

图7：本实用新型的正极片、负极片和隔膜连接结构示意图；

其中：1-正极片；2-负极片；3-隔膜；4-正极极耳；5-负极极耳；6-正极集流箔；7-负极集流网；8-压合部(8.1-前缘8.2-后缘8.3-侧缘)；9-凸起；10-正极连接部；11-负极连接部12-通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～7所示，本实用新型提供一种负极极片复合铜箔集流的叠片锂锰电芯，本实施例的锂锰电芯包括正极片1、负极片2、隔膜3、正极极耳4和负极极耳5，其中正极片1、负极片2、隔膜3的安装方式如图5所示，隔膜3呈连续Z字形折叠，在隔膜3的间隙内正极片1和负极片2依次交错重叠布置。本实施例中，隔膜3按沿自身宽度方向折痕进行折叠，多条折痕沿隔膜自身长度方向等间隔布置，正极片1、负极片2均为长度方向沿隔膜3宽度方向设置的矩形片，正极片1、负极片2尺寸相同，正极片1、负极片2的长度方向同图1中上下向，以图1上端为前端、下端为后端。

其中，正极片1沿其长度方向的一端(前端)设置有正极集流箔6，正极集流箔6为沿正极片1长度方向突出于正极片1的片状结构，各正极集流箔6均位于所在正极片1上相同位置，所有正极片1上的正极集流箔6叠加并联在一起形成正极连接部10，正极连接部10与所述的正极极耳4连接。

负极片2前端设有负极集流箔(负极集流箔材质为铜、镍或不锈钢)，负极集流箔包括设有凸起9的压合部8以及所述压合部8朝外延伸形成的负极集流网7，本实施例的凸起9是通过专用的打点设备在压合部8上压出来的凸起结构，实际安装时，通过专用的压接设备可以方便的将凸起9嵌入压装于负极片2上，相较于现有技术的焊接模式，本实施例的这种压装方法更加简单，连接结构更加稳定。

压合部8上的负极集流网7沿负极片2的长度方向伸出于负极片2前端，即压合部8与负极片2一起位于Z形折叠式的隔膜1内，压合部8沿负极片2长度方向延伸出隔膜1外形成负极集流网7。各负极集流网7均位于所在负极片2上相同位置，所有负极片2上的负极集流网7叠加并联在一起形成负极连接部11，负极连接部11与负极极耳5连接。

本实施例中，压合部8包括前缘8.1、后缘8.2和两侧缘8.3，前缘8.1、后缘8.2和两侧缘8.3围合成矩形，前缘8.1、后缘8.2沿负极片2长度方向相对设置，前缘8.1与负极片2前端边缘平齐，前缘8.1、后缘8.2间距离不超过负极片2长度的1/4，两侧缘8.3分别与负极片2两侧边缘平齐。

压合部8上至少设置有两排凸起9，每排凸起9沿负极片2宽度方向间隔布置，每排凸起9至少为3个。如图4～5所示，均匀分布的凸起9能够确保压合部8与负极片2连接的稳定性和全面性，提高了两者连接的强度。

凸起9是通过压装的方式装配到负极片2上，凸起9嵌入到负极片2中增加了压合部8与负极片2的连接接触面积，同时嵌入到负极片2中的凸起9卡在负极片2上，进一步提高了两者的连接稳定性。

凸起9面向负极片2的一侧为凸起的半球形结构、或是锥形结构、或是柱状结构(本实施例中为半球形结构)，背向负极片2的一侧为凹陷的坑状结构。实际使用时，只要能够通过压装的方式将凸起9嵌入到负极片2上即可，并不一定限于上述的形状。

本实施例中，正极集流箔6、负极集流网7均为矩形，且前端两角处均圆弧倒角。正极极耳4是通过超声波焊接的方式固定在正极连接部10上的，负极极耳5通过超声波焊接的方式固定在负极连接部11上，此种方式连接正极极耳4和正极连接部10、负极极耳5和负极连接部11，连接方式极为简单。

作为另一实施例，如图6所示，压合部8上也可以用通孔12代替凸起9，压合部8上至少设置有两排通孔12，每排通孔12沿负极片2宽度方向间隔布置，每排通孔12至少为3个。负极片2(锂带)材质较软，与负极集流箔压接时锂带挤压进入通孔12，使负极片2、负极集流箔形成稳定连接。

上述电芯的制备方法，包括以下步骤：

a、依照标准采用间隙涂布工艺和模切工艺制作出带有正极集流箔6的正极片1；

b、正极片1在160～180℃真空烘箱中干燥12h以上；

c、依照标准裁切锂带，采用辊轧的方式在锂带上复合负极集流箔制成负极片2；

d、将隔膜3横向平铺于专用操作台面，取一片负极片2以锂带上下居中的方式放置在隔膜3一端，平压住负极片2，将隔膜3折叠翻转过来盖住负极片2，取一片正极片1以上下居中的方式搁置于隔膜3上，左右以对齐下层的负极片2为准，再一次将隔膜3折叠翻转过来盖住正极片1，如此反复，如图7所示，当正、负极片数量达到标准要求时即终止叠片操作并用胶带粘贴固定；

e、分别将露出电芯的所有正极集流箔6合并超声焊接正极极耳4、所有负极集流网7合并超声焊接负极极耳5；

f、后续依次进行入壳、封装、注液等常规操作。

其中，上述的步骤c至步骤f这些工序均要求在露点值低于-30℃的环境中完成。

Claims (10)

1.一种负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，包括正极片(1)、负极片(2)、隔膜(3)、正极极耳(4)和负极极耳(5)，所述正极片(1)和负极片(2)依次交替位于Z形折叠式的隔膜(3)内，其特征在于：

所述正极片(1)朝外延伸形成正极集流箔(6)，所有正极片(1)的正极集流箔(6)叠加连接形成正极连接部(10)，所述正极连接部(10)与正极极耳(4)连接；

所述负极片(2)上设有负极集流箔，所述负极集流箔包括压接于负极片(2)上的压合部(8)以及压合部(8)朝负极片(2)外延伸形成的负极集流网(7)，所述压合部(8)上设有通孔(12)或朝负极片(2)设有凸起(9)，所有负极片(2)的负极集流网(7)叠加连接形成负极连接部(11)，所述负极连接部(11)与负极极耳(5)连接。

2.根据权利要求1所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述凸起(9)呈半球形结构、锥形结构或柱状结构。

3.根据权利要求1所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述隔膜(3)为按多条沿自身宽度方向折痕进行折叠形成的连续Z形，所述正极片(1)、负极片(2)均为长度方向沿隔膜(3)宽度方向设置的矩形片。

4.根据权利要求3所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述正极集流箔(6)位于正极片(1)一端，所述负极集流箔设置于负极片(2)上临近正极集流箔(6)的端部。

5.根据权利要求4所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述压合部(8)包括围合成矩形的前缘(8.1)、后缘(8.2)和两侧缘(8.3)，所述前缘(8.1)、后缘(8.2)沿负极片(2)长度方向相对设置，所述前缘(8.1)与负极片(2)上临近正极集流箔(6)的端部边缘平齐，两侧缘(8.3)分别与负极片(2) 两侧边缘平齐。

6.根据权利要求3所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述压合部(8)上至少设置有两排沿负极片(2)宽度方向间隔布置的凸起(9)，每排凸起(9)至少为3个。

7.根据权利要求3所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述压合部(8)上至少设置有两排沿负极片(2)宽度方向间隔布置的通孔(12)，每排通孔(12)至少为3个。

8.根据权利要求1所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述正极集流箔(6)为矩形且设有倒角，所述负极集流网(7)为矩形且设有倒角。

9.根据权利要求1所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述正极极耳(4)通过超声波焊接的方式固定在正极连接部(10)上，所述负极极耳(5)通过超声波焊接的方式固定在负极连接部(11)上。

10.根据权利要求3所述的负极片上复合集流箔的叠片锂锰电芯，其特征在于：所述压合部(8)位于Z形折叠式的隔膜(3)内，所述负极集流网(7)为压合部(8)沿负极片(2)长度方向延伸出隔膜(3)外而形成。

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