CN218849723U - 锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池，该锂离子电池包括壳体，壳体内设置有卷芯，卷芯一端端面形成扇形结构的正极极耳，另一端端面形成扇形结构的负极极耳，扇形结构的正极极耳与扇形结构的负极极耳分别在卷芯轴线的两侧相对设置，以便于电解液注液浸润。本实用新型提供的锂离子电池，通过在壳体内设置有卷芯，卷芯一端端面形成扇形结构的正极极耳，另一端端面形成扇形结构的负极极耳，扇形结构的正极极耳与扇形结构的负极极耳分别在卷芯轴线的两侧相对设置，加速电解液流入到卷芯内部，以便于电解液注液浸润，提高了电池质量和生产效率。

Description

锂离子电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂电池具有体积小、容量大、使用寿命长、自放电率低、无记忆效应、绿色环保等优点，目前被广泛应用于商用车、专用车、电动自行车、储能系统、医疗器械等。

目前在电池外形尺寸一定的条件下，随着电池容量的提升，导致电池内部的空间减少，导致电池注液困难，且存在一定的安全风险。现有技术中的圆柱卷绕式全极耳结构锂离子电池，圆柱全极耳卷绕结构的卷芯在注液工序电解液注液浸润困难，而且圆柱全极耳卷绕结构端面是揉平的，极耳无电解液渗透通道，循环后壳体内游离电解液难以补充进入卷芯内部。

因此，亟需设计一种锂离子电池，解决以上提到的圆柱全极耳卷绕结构的卷芯在注液工序电解液注液浸润困难，而且圆柱全极耳卷绕结构端面是揉平的极耳，无电解液渗透通道，循环后壳体内游离电解液难以补充进入卷芯内部的问题。

实用新型内容

为解决背景技术中提及的圆柱全极耳卷绕结构的卷芯在注液工序电解液注液浸润困难，而且圆柱全极耳卷绕结构端面是揉平的极耳，无电解液渗透通道，循环后壳体内游离电解液难以补充进入卷芯内部的技术问题，提供一种锂离子电池，以解决上述的问题。

为实现上述目的，本实用新型的锂离子电池的具体技术方案如下：

一种锂离子电池，包括壳体，壳体内设置有卷芯，卷芯一端端面形成扇形结构的正极极耳，另一端端面形成扇形结构的负极极耳，扇形结构的正极极耳与扇形结构的负极极耳分别在卷芯轴线的两侧相对设置，以便于电解液注液浸润。

进一步，卷芯包括正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜，正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜依次叠放卷绕形成卷芯。

进一步，卷芯卷绕成中空圆柱结构。

进一步，正极片一端间隔设置有多个正极极耳，多个正极极耳的长度沿正极片的长度方向依次增大，正极片卷绕使多个正极极耳形成扇形结构。

进一步，相邻两个正极极耳之间的间隔依次增大。

进一步，负极片一端间隔设置有多个负极极耳，多个负极极耳的长度沿负极片的长度方向依次增大，负极片卷绕使多个负极极耳形成扇形结构。

进一步，相邻两个正极极耳之间的间隔依次增大。

进一步，正极极耳与负极极耳交错对应，以使正极片与负极片卷绕后，扇形结构的正极极耳与扇形结构的负极极耳分别在卷芯轴线的两侧。

进一步，还包括第一集流片和第二集流片，第一集流片与扇形结构的正极极耳连接，第二集流片与扇形结构的负极极耳连接。

进一步，第一集流片和第二集流片均为扇形结构。

本实用新型的锂离子电池具有以下优点：

通过在壳体内设置有卷芯，卷芯一端端面形成扇形结构的正极极耳，另一端端面形成扇形结构的负极极耳，扇形结构的正极极耳与扇形结构的负极极耳分别在卷芯轴线的两侧相对设置，加速电解液流入到卷芯内部，以便于电解液注液浸润，提高了电池质量和生产效率。

附图说明

图1为本实用新型锂离子电池的结构示意图；

图2为本实用新型锂离子电池的剖面结构示意图；

图3为本实用新型第一集流片的结构示意图；

图4为本实用新型第二集流片的结构示意图；

图5为本实用新型正极片和负极片的展开结构示意图；

图6为本实用新型卷芯的爆炸结构示意图。

图中标记说明：

1、壳体；2、卷芯；21、正极片；211、正极极耳；22、第一隔膜；23、负极片；231、负极极耳；24、第二隔膜；3、第一集流片；4、第二集流片；5、第一盖板；6、第二盖板；7、第一连接件；8、第二连接件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

下面参照附图1至附图6描述本实用新型的锂离子电池。

目前在电池外形尺寸一定的条件下，随着电池容量的提升，导致电池内部的空间减少，导致电池注液困难，且存在一定的安全风险。现有技术中的圆柱卷绕式全极耳结构锂离子电池，圆柱全极耳卷绕结构的卷芯2在注液工序电解液注液浸润困难，而且圆柱全极耳卷绕结构端面是揉平的，极耳无电解液渗透通道，循环后壳体1内游离电解液难以补充进入卷芯2内部。因此，亟需设计一种锂离子电池，解决以上提到的圆柱全极耳卷绕结构的卷芯2在注液工序电解液注液浸润困难，而且圆柱全极耳卷绕结构端面是揉平的极耳，无电解液渗透通道，循环后壳体1内游离电解液难以补充进入卷芯2内部的问题。

如图1和图2所示，本实用新型中的锂离子电池，包括壳体1，壳体1内设置有卷芯2，卷芯2一端端面形成扇形结构的正极极耳211，另一端端面形成扇形结构的负极极耳231，扇形结构的正极极耳211与扇形结构的负极极耳231分别在卷芯2轴线的两侧相对设置，以便于电解液注液浸润。通过在壳体1内设置有卷芯2，卷芯2一端端面形成扇形结构的正极极耳211，另一端端面形成扇形结构的负极极耳231，扇形结构的正极极耳211与扇形结构的负极极耳231分别在卷芯2轴线的两侧相对设置，加速电解液流入到卷芯2内部，以便于电解液注液浸润，提高了电池质量和生产效率。

进一步，如图1至图6所示，卷芯2包括正极片21、第一隔膜22、负极片23和第二隔膜24，正极片21、第一隔膜22、负极片23和第二隔膜24依次叠放卷绕形成卷芯2。本实施例中，卷芯2为圆柱形卷芯2，圆柱形卷芯2卷绕成中空圆柱结构，即圆柱形卷芯2的中间是中空的，便于注液过程中电解液更容易湿润和增加电池内部的空间。

进一步，如图1至图6所示，正极片21一端间隔设置有多个正极极耳211，多个正极极耳211的长度沿正极片21的长度方向依次增大，正极片21卷绕使多个正极极耳211形成扇形结构。相邻两个正极极耳211之间的间隔依次增大。负极片23一端间隔设置有多个负极极耳231，多个负极极耳231的长度沿负极片23的长度方向依次增大，负极片23卷绕使多个负极极耳231形成扇形结构。相邻两个正极极耳211之间的间隔依次增大。正极极耳211与负极极耳231交错对应，以使正极片21与负极片23卷绕后，扇形结构的正极极耳211与扇形结构的负极极耳231分别在卷芯2轴线的两侧。

扇形结构的正极极耳211与扇形结构的负极极耳231分布在卷芯2轴线的两侧，且扇形的正极极耳211设置在卷芯2的一端，扇形的负极极耳231设置在卷芯2的另一端，与现有技术中的全极耳圆柱形电芯相比，本实施例中的设置不仅可以减轻电芯重量，增加电解液存储空间。而且正极片21上的非极耳区和负极片23上的非极耳区无需进行揉平，与全极耳圆柱形电芯揉平相比，本实施例的设置更加便于注液，注液时电解液可以通过非极耳区快速进入电池卷芯2内部，游离电解液可以通过非极耳区的间隙通道渗透进卷芯2内部补充极片循环消耗电解液，有助于提升电池循环性能。

进一步，如图1至图4所示，本实用新型中的锂离子电池还包括第一集流片3和第二集流片4，第一集流片3与扇形结构的正极极耳211连接，第二集流片4与扇形结构的负极极耳231连接。第一集流片3和第二集流片4均为扇形结构。本实施例中，扇形结构的正极极耳211与第一集流片3进行激光焊接连接在一起，扇形结构的负极极耳231与第二集流片4进行激光焊接连接在一起，操作简单。

进一步，如图1至图4所示，本实用新型中的锂离子电池还包括第一盖板5和第二盖板6，第一集流片3上连接有第一连接件7，第一连接件7一端与第一集流片3固定连接，第一连接件7的另一端与第一盖板5连接，卷芯2安装在壳体1内后，将正极极耳211与第一集流片3焊接完成后，需要将第一盖板5盖合在壳体1的一端时，第一连接件7弯折，将第一盖板5扣合在壳体1的一端。第二集流片4上连接有第二连接件8，第二连接件8一端与第二集流片4固定连接，第二连接件8的另一端与第二盖板6连接，卷芯2安装在壳体1内后，将负极极耳231与第二集流片4焊接完成后，需要将第二盖板6盖合在壳体1的另一端时，第二连接件8弯折，将第二盖板6扣合在壳体1的另一端。将第一盖板5和第二盖板6分别扣合安装在壳体1的两端。

本实用新型中的锂离子电池的组装过程如下：

首选进行激光模切极耳工序，将辊压后的正极片21和负极片23按设计尺寸进行加工，在正极片21上加工成多个不同间隔且不同长度的正极极耳211，在负极片23上加工成多个不同间隔且不同长度的负极极耳231。

再将切好的正极片21和负极片23转运到卷绕机上，按照正极片21、第一隔膜22、负极片23和第二隔膜24依次叠放卷绕形成中空的圆柱形卷芯2，在进行叠放时，正极极耳211与负极极耳231不处于同一侧进行叠放，同时正极极耳211与负极极耳231沿正极片21或负极片23的宽度方向相互错位进行叠放，即正极极耳211与负极片23上非极耳区对应，负极极耳231与正极片21上的非极耳区对应，以便于卷芯2完成后可以形成扇形结构的正极极耳211和扇形结构的负极极耳231。

对卷绕成型后的卷芯21的正极极耳211和负极极耳231进行超声波焊接，然后进揉平，超声波焊接使得卷芯2的正极极耳211或负极极耳231之间互相搭接，可以防止在机械揉平的过程中极耳翻转，造成正负极接触短路，而且只需对有极耳部分进行揉平，对于卷芯2正极片21上的非极耳区和负极片23上的非极耳区不需要进行揉平，进而使得未揉平部位的极片与隔膜之间存有空隙，可以加速电解液流入到卷芯2内部。

将卷芯2与壳体1进行组装，首先将卷芯2放置到壳体1中，在本实施例中，卷芯2的高度小于壳体1的高度，当将卷芯2放置到壳体1内以后，然后对卷芯2一端的正极极耳211与第一集流片3进行焊接，当正极极耳211与第一集流片3焊接完成后，从卷芯2的另一端注入电解液，在注液的过程中，将电解液注入到卷芯2中部的空腔内，然后电解液顺空腔向下流到，由于卷芯2的高度小于壳体1的高度，因而卷芯2的两端与壳体1的两端留有空隙，便于电解液在卷芯2之间快速流动，然后将负极极耳231与第二集流片4焊接。

最后将第一连接件7上连接第一盖板5扣合在壳体1的一端，第二连接件8上的第二盖板6扣合在壳体1的另一端。进而完成整个锂离子电池的组装。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括壳体，壳体内设置有卷芯，卷芯一端端面形成扇形结构的正极极耳，另一端端面形成扇形结构的负极极耳，扇形结构的正极极耳与扇形结构的负极极耳分别在卷芯轴线的两侧相对设置，以便于电解液注液浸润。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，卷芯包括正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜，正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜依次叠放卷绕形成卷芯。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，卷芯卷绕成中空圆柱结构。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，正极片一端间隔设置有多个正极极耳，多个正极极耳的长度沿正极片的长度方向依次增大，正极片卷绕使多个正极极耳形成扇形结构。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，相邻两个正极极耳之间的间隔依次增大。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，负极片一端间隔设置有多个负极极耳，多个负极极耳的长度沿负极片的长度方向依次增大，负极片卷绕使多个负极极耳形成扇形结构。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，相邻两个正极极耳之间的间隔依次增大。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，正极极耳与负极极耳交错对应，以使正极片与负极片卷绕后，扇形结构的正极极耳与扇形结构的负极极耳分别在卷芯轴线的两侧。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，还包括第一集流片和第二集流片，第一集流片与扇形结构的正极极耳连接，第二集流片与扇形结构的负极极耳连接。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，第一集流片和第二集流片均为扇形结构。

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