CN218939762U - 锂离子动力电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及动力电池技术领域，公开一种锂离子动力电池。所述锂离子动力电池包括电池壳体、第一盖板、第二盖板和电芯极组，第一盖板设置于电池壳体的一端，第一盖板上设置有第一正极柱和第一负极柱，第二盖板设置于电池壳体的另一端，第二盖板上设置有第二正极柱和第二负极柱，电芯极组设置于电池壳体内，第一正极柱、第一负极柱和电芯极组形成第一电流路径，第二正极柱、第二负极柱和电芯极组形成第二电流路径。本实用新型采用双盖板多极柱的设计，从整体上增加了电池成组可供焊接的有效面积，提升了锂离子动力电池的过流能力，实现了电流在电池两侧的双循环，缩短了电芯极组的电流路径，降低了电芯极组的欧姆阻抗。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种锂离子动力电池。
背景技术
随着新能源汽车行业的快速发展，电动汽车保有量持续增长，其中纯电动车占据主导地位。在纯电动汽车相关技术快速发展的带动下，动力电池的性能要求不断提高。为满足日益提升的能量密度需求，电池企业主要采用材料体系、结构设计优化的手段进行改进，但在此过程中，高能量密度的电芯显露出倍率能力不足、内阻偏大以及产热量大的弊端，会限制电动汽车的动力性能表现，给电池包带来了额外的过流与热管理设计负担，最终影响整车的行驶品质与续航里程。
从结构设计角度考虑，常规方型锂离子动力电池由极组、壳体和其他附件组成。其中，壳体外露极柱，通常极柱设计为正负极各一个，极柱进行外部焊接后可实现充放电功能。受限于极柱数量和极柱尺寸，常规电池可供外部焊接面积的极柱有限，所有电流最终都要集中于极柱端，单极柱成为激烈工况下的重要发热源，且随电池尺寸加大，电流路径不断延长，此类电芯欧姆阻抗有很大的提升空间。
现有常规方型锂离子动力电池已经采用了双盖板设计，但是极柱总数量通常为两个，即正负极各一，类似的多极柱设计也仅采用单边双出的样式，只存在过流与维护方面的优势，不能从根本上解决电流路径过长的问题。
实用新型内容
基于以上问题，本实用新型的目的在于提供一种锂离子动力电池，缩短了电流路径。
为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种锂离子动力电池，包括：
电池壳体；
第一盖板，设置于所述电池壳体的一端，所述第一盖板上设置有第一正极柱和第一负极柱；
第二盖板，设置于所述电池壳体的另一端，所述第二盖板上设置有第二正极柱和第二负极柱；
电芯极组，设置于所述电池壳体内，所述第一正极柱、所述第一负极柱和所述电芯极组形成第一电流路径，所述第二正极柱、所述第二负极柱和所述电芯极组形成第二电流路径。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述第一盖板上设置有与所述第一正极柱连接的第一正极集流体以及与所述第一负极柱连接的第一负极集流体；所述第二盖板上设置有与所述第二正极柱连接的第二正极集流体以及与所述第二负极柱连接的第二负极集流体。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述第一盖板上设置有第一防爆阀，所述第一防爆阀位于所述第一正极集流体和所述第一负极集流体之间；所述第二盖板上设置有第二防爆阀，所述第二防爆阀位于所述第二正极集流体和所述第二负极集流体之间。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述电芯极组包括正极片、负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述第一正极柱和所述第二正极柱分别与所述正极片连接，所述第一负极柱和所述第二负极柱分别与所述负极片连接。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述正极片的一端设置有与所述第一正极柱连接的第一正极耳，另一端设置有与所述第二正极柱连接的第二正极耳；所述负极片的一端设置有与所述第一负极柱连接的第一负极耳，另一端设置有与所述第二负极柱连接的第二负极耳。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述第一盖板或所述第二盖板上设置有注液孔。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述第一盖板上设置有正压注液孔和负压注液孔。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述第二盖板上设置有正压注液孔和负压注液孔。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述第一盖板和所述第二盖板的两者中，一者上设置有正压注液孔，另一者上设置有负压注液孔。
作为本实用新型的锂离子动力电池的可选方案，所述第一盖板和所述第二盖板的尺寸大小相同。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的锂离子动力电池，由于电芯极组设置于电池壳体内，第一盖板和第二盖板分别设置于电池壳体的两端，第一盖板上设置有第一正极柱和第一负极柱，第二盖板上设置有第二正极柱和第二负极柱，该锂离子动力电池采用双盖板多极柱的设计，从整体上增加了电池成组可供焊接的有效面积，提升了锂离子动力电池的过流能力，更好地满足过流设计要求；由于第一正极柱、第一负极柱和电芯极组形成第一电流路径，第二正极柱、第二负极柱和电芯极组形成第二电流路径，电芯极组内的电子无需从电芯极组的一端流向电芯极组的另一端，一部分电芯极组内的电子可以就近通过第一电流路径流动，另一部分电芯极组内的电子可以就近通过第二电流路径流动，实现了电流在电池两侧的双循环，在电池成组应用方面可以作为高压回路上的双保险，有效避免偶发析锂造成的突发性动力中断，缩短了电芯极组的电流路径，降低了电芯极组的欧姆阻抗，实现了锂离子动力电池更低的发热量，有效弥补了大尺寸电池的短板。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型具体实施方式提供的锂离子动力电池的轴测示意图；
图2是本实用新型具体实施方式提供的锂离子动力电池中电池壳体、第一盖板和第二盖板的结构示意图；
图3是本实用新型具体实施方式提供的锂离子动力电池的结构示意图；
图4是本实用新型具体实施方式提供的锂离子动力电池中电池壳体和电芯极组的结构示意图；
图5是本实用新型具体实施方式提供的锂离子动力电池中第一盖板的结构示意图；
图6是本实用新型具体实施方式提供的锂离子动力电池中第二盖板的结构示意图；
图7是本实用新型具体实施方式提供的锂离子动力电池中电芯极组的分解示意图。
图中：
1、电池壳体；2、第一盖板；3、第二盖板；4、电芯极组；
21、第一正极柱；22、第一负极柱；23、第一正极集流体；24、第一负极集流体；25、第一防爆阀；
31、第二正极柱；32、第二负极柱；33、第二正极集流体；34、第二负极集流体；35、第二防爆阀；
41、正极片；42、负极片；43、隔膜；
411、第一正极耳；412、第二正极耳；
421、第一负极耳；422、第二负极耳。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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；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。
如图1至图7所示，本实施例提供一种锂离子动力电池，该锂离子动力电池包括电池壳体1、第一盖板2、第二盖板3和电芯极组4，第一盖板2设置于电池壳体1的一端，第一盖板2上设置有第一正极柱21和第一负极柱22，第二盖板3设置于电池壳体1的另一端，第二盖板3上设置有第二正极柱31和第二负极柱32。该锂离子动力电池采用双盖板多极柱的设计，从整体上增加了电池成组可供焊接的有效面积，提升了锂离子动力电池的过流能力，更好地满足过流设计要求。
电芯极组4设置于电池壳体1内，第一正极柱21、第一负极柱22和电芯极组4形成第一电流路径，第二正极柱31、第二负极柱32和电芯极组4形成第二电流路径。电芯极组4内的电子无需从电芯极组4的一端流向电芯极组4的另一端，一部分电芯极组4内的电子可以就近通过第一电流路径流动，另一部分电芯极组4内的电子可以就近通过第二电流路径流动，实现了电流在电池两侧的双循环，在电池成组应用方面可以作为高压回路上的双保险，有效避免偶发析锂造成的突发性动力中断，缩短了电芯极组4的电流路径，降低了电芯极组4的欧姆阻抗，实现了锂离子动力电池更低的发热量，有效弥补了大尺寸电池的短板。
可选地，第一盖板2上设置有与第一正极柱21连接的第一正极集流体23以及与第一负极柱22连接的第一负极集流体24；第二盖板3上设置有与第二正极柱31连接的第二正极集流体33以及与第二负极柱32连接的第二负极集流体34。第一正极集流体23和第二正极集流体33可以是铝箔，第一负极集流体24和第二负极集流体34可以是铜箔。铜箔和铝箔的导电性好，质地软，价格便宜。铜箔和铝箔在空气中也相对比较稳定。锂电池正负极电位决定正极用铝箔，负极用铜箔，而非反过来。正极电位高，铜箔在高电位下很容易被氧化，而铝的氧化电位高，且铝箔表层有致密的氧化膜，对内部的铝也有较好的保护作用。为了保证集流体在电池内部稳定性，铜箔和铝箔的纯度都要求在98％以上。
为提高锂离子动力电池的安全性，可选地，第一盖板2上设置有第一防爆阀25，第一防爆阀25位于第一正极集流体23和第一负极集流体24之间；第二盖板3上设置有第二防爆阀35，第二防爆阀35位于第二正极集流体33和第二负极集流体34之间。由于第一盖板2和第二盖板3具有耐高温、高绝缘性、高密封性等良好的安全性能，锂离子动力电池在使用过程中可能出现高温高压气体，假如不能排出锂离子动力电池外部就可能发生爆炸起火引发严重安全事故，所以在第一盖板2上设置了第一防爆阀25，在第二盖板3上设置了第二防爆阀35，在电芯极组4内部压力过大的情况下，第一防爆阀25和第二防爆阀35会自动打开泄压，以防止出现爆炸的现象。
可选地，电芯极组4包括正极片41、负极片42以及设置于正极片41和负极片42之间的隔膜43，第一正极柱21和第二正极柱31分别与正极片41连接，第一负极柱22和第二负极柱32分别与负极片42连接。隔膜43主要有两个作用，一方面，隔膜43隔开正极片41、负极片42，防止正极片41、负极片42接触形成短路，另一方面，隔膜43中的微孔能够让锂离子通过，形成充放电回路。根据物理、化学特性的差异，隔膜43可以分为织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等。优选地，隔膜43的材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。在锂离子动力电池中，隔膜43吸收电解液后，可隔离正、负极，以防止短路，但同时还要允许锂离子的传导。而在过度充电或者温度升高时，隔膜43还要有高温自闭性能，以阻隔电流传导防止爆炸。不仅如此，隔膜43还具有强度高、防火、耐化学试剂、耐酸碱腐蚀性、生物相容性好、无毒等特点。
可选地，正极片41的一端设置有与第一正极柱21连接的第一正极耳411，另一端设置有与第二正极柱31连接的第二正极耳412；负极片42的一端设置有与第一负极柱22连接的第一负极耳421，另一端设置有与第二负极柱32连接的第二负极耳422。电池是分正负极的，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。这个接触点并不是电池外表的那个铜片，而是电池内部的一种连接。极耳分为三种材料，电池的正极使用铝材料，负极使用镍材料，负极也有铜镀镍材料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。
电解液是锂离子动力电池的重要组成部分，虽然不提供容量，但是却承担着在正负极之间传导锂离子的重要作用，因此锂离子电池的循环寿命和倍率性能等特性都与电解液之间有着密切的关系。由于电解液在锂离子电池工作的过程中会持续的在正负极发生氧化和还原反应，因此注液量过少对于锂离子电池的循环寿命不利，同时如果电解液数量过少，也会导致部分活性物质无法浸润，因此不利于电池容量的发挥。为方便注入电解液，在一实施例中，第一盖板2或第二盖板3上设置有注液孔。为提高注液效率，在另一实施例中，第一盖板2上设置有正压注液孔和负压注液孔。在又一实施例中，第二盖板3上设置有正压注液孔和负压注液孔。当然，在其他实施例中，第一盖板2和第二盖板3的两者中，一者上设置有正压注液孔，另一者上设置有负压注液孔。注液后，通过高温老化房，使得电解液浸润到极片里面，参与化学反应，实现化学能与电能的转化。
可选地，第一盖板2和第二盖板3的尺寸大小相同。第一盖板2和第二盖板3可以互换共用，消除了第一盖板2和第二盖板3单独开发的差异化设计，节省了设计制造成本，不需要产线做额外的防错防呆工作。
本实施例提供的锂离子动力电池，由于电芯极组4设置于电池壳体1内，第一盖板2和第二盖板3分别设置于电池壳体1的两端，第一盖板2上设置有第一正极柱21和第一负极柱22，第二盖板3上设置有第二正极柱31和第二负极柱32，该锂离子动力电池采用双盖板多极柱的设计，从整体上增加了电池成组可供焊接的有效面积，提升了锂离子动力电池的过流能力，更好地满足过流设计要求；由于第一正极柱21、第一负极柱22和电芯极组4形成第一电流路径，第二正极柱31、第二负极柱32和电芯极组4形成第二电流路径，电芯极组4内的电子无需从电芯极组4的一端流向电芯极组4的另一端，一部分电芯极组4内的电子可以就近通过第一电流路径流动，另一部分电芯极组4内的电子可以就近通过第二电流路径流动，实现了电流在电池两侧的双循环，在电池成组应用方面可以作为高压回路上的双保险，有效避免偶发析锂造成的突发性动力中断，缩短了电芯极组4的电流路径，降低了电芯极组4的欧姆阻抗，实现了锂离子动力电池更低的发热量，有效弥补了大尺寸电池的短板。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.锂离子动力电池，其特征在于，包括：
电池壳体(1)；
第一盖板(2)，设置于所述电池壳体(1)的一端，所述第一盖板(2)上设置有第一正极柱(21)和第一负极柱(22)；
第二盖板(3)，设置于所述电池壳体(1)的另一端，所述第二盖板(3)上设置有第二正极柱(31)和第二负极柱(32)；
电芯极组(4)，设置于所述电池壳体(1)内，所述第一正极柱(21)、所述第一负极柱(22)和所述电芯极组(4)形成第一电流路径，所述第二正极柱(31)、所述第二负极柱(32)和所述电芯极组(4)形成第二电流路径。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述第一盖板(2)上设置有与所述第一正极柱(21)连接的第一正极集流体(23)以及与所述第一负极柱(22)连接的第一负极集流体(24)；所述第二盖板(3)上设置有与所述第二正极柱(31)连接的第二正极集流体(33)以及与所述第二负极柱(32)连接的第二负极集流体(34)。
3.根据权利要求2所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述第一盖板(2)上设置有第一防爆阀(25)，所述第一防爆阀(25)位于所述第一正极集流体(23)和所述第一负极集流体(24)之间；所述第二盖板(3)上设置有第二防爆阀(35)，所述第二防爆阀(35)位于所述第二正极集流体(33)和所述第二负极集流体(34)之间。
4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述电芯极组(4)包括正极片(41)、负极片(42)以及设置于所述正极片(41)和所述负极片(42)之间的隔膜(43)，所述第一正极柱(21)和所述第二正极柱(31)分别与所述正极片(41)连接，所述第一负极柱(22)和所述第二负极柱(32)分别与所述负极片(42)连接。
5.根据权利要求4所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述正极片(41)的一端设置有与所述第一正极柱(21)连接的第一正极耳(411)，另一端设置有与所述第二正极柱(31)连接的第二正极耳(412)；所述负极片(42)的一端设置有与所述第一负极柱(22)连接的第一负极耳(421)，另一端设置有与所述第二负极柱(32)连接的第二负极耳(422)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述第一盖板(2)或所述第二盖板(3)上设置有注液孔。
7.根据权利要求6所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述第一盖板(2)上设置有正压注液孔和负压注液孔。
8.根据权利要求6所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述第二盖板(3)上设置有正压注液孔和负压注液孔。
9.根据权利要求6所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述第一盖板(2)和所述第二盖板(3)的两者中，一者上设置有正压注液孔，另一者上设置有负压注液孔。
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