ES2895046T3 - Celda de batería de iones de litio y batería de iones de litio - Google Patents

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Abstract

Una celda de batería de iones de litio, que comprende: una placa positiva; una membrana; y una placa negativa, en la que una pluralidad de terminales positivos están dispuestos a lo largo de un sentido de bobinado en la placa positiva en un estado desplegado, una pluralidad de terminales negativos están dispuestos a lo largo del sentido de bobinado en la placa negativa en un estado desplegado, y la placa positiva y la placa negativa están separadas por la membrana y están bobinadas para formar la celda de batería de iones de litio, la pluralidad de terminales positivos forman una estructura laminada de terminales, y la pluralidad de terminales negativos forman una estructura laminada de terminales, y en la que la pluralidad de terminales positivos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa positiva; un primer margen de terminal x1 indica la distancia entre un primer terminal positivo y la cabeza de la placa positiva en relación con el sentido de bobinado, la distancia entre cada uno de los terminales positivos distinto del primer terminal positivo y la cabeza de la placa positiva se indica mediante d1, con d1=n1w- x1+(0,5ptΣn1-0,5pt) o d1=n3w+x1+[0,5ptΣ(n3+1)-0,5pt]; la celda de batería de iones de litio es cuadrada, y la pluralidad de terminales positivos forman la estructura laminada de terminales; donde t indica la suma de grosores de la placa positiva, la membrana y la placa negativa, w indica la anchura de la celda, el primer terminal positivo es el terminal de los terminales positivos que está ubicado más cerca de la cabeza de la placa positiva, n1 indica que un terminal positivo está ubicado en la n1ª w en la placa positiva a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva, y n3 indica que un terminal positivo está ubicado en la (n3+1)ª w en la placa positiva a lo largo de la dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva.

Description

DESCRIPCIÓN
Celda de batería de iones de litio y batería de iones de litio
La presente solicitud reivindica prioridad sobre la solicitud de patente china n.° 201510861234.X, titulada “LITHIUM-ION BATTERY CELL AND LITHIUM-ION BATTERY”, presentada el 30 de noviembre de 2015 ante la Oficina Estatal de Propiedad Intelectual de la República Popular de China.
Campo
La presente divulgación se refiere al campo técnico de las baterías de iones de litio, en particular a una celda de batería de iones de litio y a una batería de iones de litio.
Antecedentes
En la actualidad, se usan ampliamente dispositivos de conversión y almacenamiento de energía limpios y de alta eficiencia, tales como las baterías de iones de litio. Las baterías de iones de litio de potencia incluyen principalmente los tipos de película plástica de aluminio laminada cilíndrica, cuadradas con bobinado (con carcasa de aluminio), cuadradas laminadas y similares. El proceso para una batería cilíndrica está desarrollado, teniendo la batería cilíndrica una alta consistencia y pudiendo diseñarse para tener una alta velocidad. Sin embargo, la capacidad de la batería cilíndrica es pequeña. En el caso de que la batería cilíndrica se use en un vehículo eléctrico, se requiere un gran número de baterías individuales, el módulo de gestión de batería es complejo y la diferencia entre dos baterías individuales puede conducir a una vida útil reducida y a un rendimiento disminuido del módulo de batería. Una batería laminada tiene la ventaja de un rendimiento de alta velocidad. Sin embargo, el proceso requerido por la batería laminada es relativamente complejo y la batería laminada es propensa a autodescargarse. Una batería cuadrada con bobinado puede diseñarse para tener una alta capacidad, mientras que el rendimiento de velocidad se reduce. Además, una batería con una carcasa de película plástica de aluminio es propensa a deformarse y destruirse por una fuerza externa. En el campo del almacenamiento de energía, se pretende usar una batería individual de gran capacidad. Una batería de almacenamiento de energía no tiene un alto requisito de rendimiento de velocidad, en este caso, las baterías con carcasa de aluminio tienen ventajas a este respecto. Sin embargo, para los productos de almacenamiento de energía de alta calidad, también se requiere un buen rendimiento de velocidad. Por tanto, es de gran importancia para los campos de aplicación que requieren baterías individuales de alta capacidad, tal como el campo de los vehículos eléctricos y el campo del almacenamiento de energía, diseñar una batería incluida en una carcasa de aluminio, que tenga una mayor capacidad y un rendimiento de velocidad mejorado.
Para aumentar la densidad de potencia de una batería de iones de litio, es decir, para mejorar el rendimiento de velocidad de la batería, es necesario reducir la resistencia interna de la batería, reducir la polarización dentro de la batería y acelerar la salida de corriente. Un modo eficaz de lograr estos objetivos es aumentar el número de terminales en la batería. La batería laminada es una selección eficaz para una batería de alta velocidad. La batería laminada tiene un rendimiento de velocidad superior y un gran número de terminales debido a las características de laminación. Sin embargo, para la batería con esta estructura, la eficiencia de preparación es baja, es probable que se produzca un desplazamiento entre capas adyacentes y existe un gran margen de seguridad debido a muchas rebabas en un borde de la placa. Además, la cantidad de autodescarga de la batería es grande. Para una batería de iones de litio con bobinado, el número de terminales puede aumentarse aumentando el número de celdas conectadas en paralelo, lo que puede reducir la capacidad y la eficiencia de preparación de la batería, y también puede a afectar la consistencia de la batería. Por lo tanto, se requiere una nueva batería de iones de litio.
El documento KR20150030537A se refiere a un núcleo de bobinado individual con una pluralidad de tomas, a celdas de litio con el núcleo de bobinado individual y a un método de bobinado continuo del núcleo de bobinado individual donde el área del electrodo positivo en la superficie de la placa de electrodo positivo del núcleo de bobinado individual corresponde con el área del electrodo negativo de la superficie de la placa de electrodo negativo, y una pluralidad de tomas de electrodo negativo y tomas de electrodo positivo están dispuestas respectivamente en un lado de la placa de electrodo negativo y la placa de electrodo positivo, en el que las tomas de electrodo negativo y la toma de electrodo positivo están dispuestas en una posición diferente. Por tanto, en la presente invención, la placa de electrodo positivo, una primera película de separación, la placa de electrodo negativo y una segunda película de separación se apilan de manera consecutiva y se bobinan de manera continua, permitiendo de ese modo que la toma de electrodo positivo y la toma de electrodo negativo formen cada grupo de tomas de electrodo positivo y grupo de tomas de electrodo negativo y permitiendo por consiguiente que el núcleo de devanado individual libere alta cantidad de corriente.
El documento CN101950816A da a conocer una celda de batería de iones de litio cuadrada de potencia y un método de fabricación de la misma, que pertenece al campo de la fabricación de baterías de iones de litio. La celda de batería de iones de litio cuadrada de potencia comprende una placa positiva, un diafragma, una placa negativa, un terminal positivo y un terminal negativo; la celda de batería de iones de litio cuadrada de potencia se forma bobinando la placa positiva, el diafragma y la placa negativa alrededor de una aguja de enrollamiento; el lado superior y el lado inferior de la aguja de enrollamiento, tras el enrollado, están ambos dotados del terminal negativo y el terminal positivo; el terminal positivo está situado en un extremo del cuerpo de celda de batería; el terminal negativo está situado en el otro extremo del cuerpo de celda de batería; el terminal positivo y el terminal negativo están situados en el mismo lado del cuerpo de celda de batería; y el terminal negativo y el terminal positivo se reservan mediante corte por láser. El método comprende: reservar un área no recubierta para una capa de recubrimiento de pieza polar; cortar el terminal reservado mediante corte por láser según el intervalo de terminal preestablecido; y apilar y enrollar sucesivamente la placa positiva, el diafragma y la placa negativa en la celda de batería. La celda de batería de iones de litio cuadrada de potencia de la invención tiene una disposición ordenada de terminales y puede realizar el gran rendimiento de descarga de corriente de la batería.
El documento CN102437377A se refiere al campo del diseño de baterías de iones de litio y da a conocer un núcleo de potencia con bobinado, una batería de iones de litio de paquete blando y una pieza polar. El núcleo de potencia con bobinado comprende una pluralidad de piezas polares positivas, una pluralidad de piezas polares negativas y una pluralidad de diafragmas que se apilan y se bobinan entre sí, disponiéndose los diafragmas entre las piezas polares positivas y las piezas polares negativas a intervalos, y estando dotadas las partes de extensión de los dos bordes largos opuestos de las piezas polares positivas, respectivamente, de al menos dos posiciones de soldadura de terminales de polo positivo de manera sobresaliente; las partes de extensión de los dos bordes largos opuestos de las piezas polares negativas están dotadas respectivamente de al menos dos posiciones de soldadura de terminales de polo negativo de manera sobresaliente; todas las posiciones de soldadura de terminales de polo positivo de las piezas polares positivas están dispuestas en el primer extremo de anchura y el segundo extremo de anchura del núcleo de potencia con bobinado de manera sobresaliente; todas las posiciones de soldadura de terminales de polo negativo de las piezas polares negativas están dispuestas en el primer extremo de anchura y el segundo extremo de anchura del núcleo de potencia con bobinado de manera sobresaliente; y las posiciones de soldadura de terminales de polo positivo o las posiciones de soldadura de terminales de polo negativo están dispuestas de manera escalonada en el primer extremo de anchura o el segundo extremo de anchura del núcleo de potencia con bobinado. Mediante la adopción del esquema técnico, puede reducirse la resistencia interna de la batería de iones de litio y puede impedirse que la batería de iones de litio se expanda como resultado de la alta temperatura durante la descarga de alta velocidad.
El documento CN105070880A da a conocer placas polares con pestañas auxiliares y una batería de iones de litio de las placas polares con las pestañas auxiliares. La batería de iones de litio comprende un núcleo de batería bobinado, en el que el núcleo de batería comprende una placa positiva, un primer diafragma, una placa negativa y un segundo diafragma; la placa positiva y la placa negativa son las placas polares con las pestañas auxiliares; cada placa polar con las pestañas auxiliares comprende una parte de recubrimiento y una parte sin recubrimiento; las partes sin recubrimiento están dispuestas en regiones de soldadura de extremo de cola; las pestañas están dispuestas en las partes sin recubrimiento a lo largo de las direcciones longitudinales de las placas polares; una pluralidad de pestañas auxiliares están distribuidas en un lado de cada parte de recubrimiento; una vez bobinadas las placas polares, las pestañas auxiliares se apilan entre sí; la placa positiva, el primer diafragma, la placa negativa y el segundo diafragma se apilan y se bobinan de manera regular en el núcleo de batería; una vez que las pestañas auxiliares se han soldado entre sí de manera solapante, se forman las pestañas auxiliares positivas y las pestañas auxiliares negativas, y se recubren con papel engomado o teflón a alta temperatura; y las pestañas auxiliares positivas y las pestañas auxiliares negativas son paralelas a un plano superior de la batería de almacenamiento después de doblarse. Las placas polares con las pestañas auxiliares y la batería de iones de litio tienen el efecto beneficioso de que diversos segmentos de las placas polares están conectados entre sí a través de las pestañas auxiliares, de modo que se realiza una carga y descarga de alta corriente de la batería; se garantiza la estabilidad de las posiciones finales de las pestañas bobinadas; la estructura es sencilla; y el rendimiento de seguridad es alto.
El documento CN102544437A da a conocer una pieza polar de paso diferencial y una batería de potencia que adopta la misma, en la que la batería de potencia comprende una celda de batería, una cubierta de posicionamiento, una cubierta de aluminio y una envoltura, la celda de batería está dispuesta en la envoltura, la cubierta de posicionamiento está dispuesta por encima de la celda de batería, la cubierta de aluminio está dispuesta por encima de la cubierta de posicionamiento y está conectada fijamente con la envoltura, la celda de batería comprende una pieza polar positiva, una primera membrana, una pieza polar negativa y una segunda membrana, tanto la pieza polar positiva como la negativa son piezas polares de paso diferencial, cada pieza polar de paso diferencial comprende una parte de recubrimiento y una parte sin recubrimiento que está situada por encima de la parte de recubrimiento, las partes sin recubrimiento están perforadas a intervalos para formar una pluralidad de partes salientes, las anchuras de las partes salientes son iguales, los pasos entre cada dos partes salientes adyacentes se aumentan secuencialmente de adelante hacia atrás para formar una única estructura de paso diferencial, o los pasos entre cada dos partes salientes espaciadas se aumentan secuencialmente de adelante hacia atrás para formar una estructura de paso diferencial doble, una vez bobinadas todas las piezas polares de paso diferencial, todas las partes salientes se superponen entre sí para formar un terminal polar, y la pieza polar positiva, la primera membrana, la pieza polar negativa y la segunda membrana se apilan ordenadamente para bobinarse en la celda de batería. En la invención, se simplifican la estructura y la tecnología, se reduce el volumen y se mejora la calidad de la batería de potencia.
Sumario
En vista de esto, se proporciona una celda de batería de iones de litio y una batería de iones de litio según la presente divulgación para resolver los problemas técnicos, la celda de batería de iones de litio puede tener múltiples terminales positivos y múltiples terminales negativos, y los múltiples terminales positivos y los múltiples terminales negativos están bobinados para formar la celda de batería de iones de litio.
Se proporciona una celda de batería de iones de litio, que incluye una placa positiva, una membrana y una placa negativa. Múltiples terminales positivos están dispuestos a lo largo de un sentido de bobinado en la placa positiva en un estado desplegado. Múltiples terminales negativos están dispuestos a lo largo de un sentido de bobinado en la placa negativa en un estado desplegado. La placa positiva y la placa negativa están separadas por la membrana y están bobinadas para formar la celda de batería de iones de litio. Los múltiples terminales positivos y los múltiples terminales negativos forman una estructura laminada de terminales o una estructura escalonada de terminales, tal como se especifica en las reivindicaciones independientes 1 y 6 y se detalla adicionalmente en las reivindicaciones dependientes. Además, según una realización de la presente invención, múltiples terminales positivos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa positiva. Un primer margen de terminal x1 indica la distancia entre un primer terminal positivo y la cabeza de la placa positiva en relación con el sentido de bobinado. La distancia entre cada uno de los terminales positivos distinto del primer terminal positivo y la cabeza de la placa positiva se indica mediante d-i, con d1=n1w-X1+(0,5ráXn1-0,5rtt) o d1=n3w+X1+[0,5rttI!(n3+1)-0,5rtt]. La celda de batería de iones de litio es cuadrada, y los múltiples terminales positivos forman la estructura laminada de terminales. t indica la suma de grosores de la placa positiva, la membrana y la placa negativa. w indica la anchura de la celda. El primer terminal positivo es el terminal de los terminales positivos que está ubicado más cerca de la cabeza de la placa positiva. n indica que un terminal positivo está ubicado en la n1a w en la placa positiva a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva. n3 indica que un terminal positivo está ubicado en la (n3+1f w en la placa positiva a lo largo de la dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva. En la que, d1 de cada uno de th terminales positivos en la pluralidad de terminales positivos aumenta o disminuye en un primer valor de intervalo correspondiente al terminal positivo; y/o los múltiples terminales negativos forman la estructura escalonada de terminales, donde la distancia entre cada uno de los terminales negativos distinto de un primer terminal negativo y la cabeza de la placa negativa se indica mediante d2, d2 de cada uno de m2 terminales negativos en los múltiples terminales negativos aumenta o disminuye en un segundo valor de intervalo correspondiente al terminal negativo.
Además, según una realización de la presente invención, los múltiples terminales negativos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa negativa. Un segundo margen de terminal X2 indica la distancia entre el primer terminal negativo y la cabeza de la placa negativa, con d2=n2W-X2+(0,5rttXn2-0,5rá) o d2=n4W+X2+[0,5rtG(n4+1)-0,5rtt]. Los múltiples terminales negativos forman la estructura laminada de terminales. El primer terminal negativo es el terminal de los terminales negativos que está ubicado más cerca de la cabeza de la placa negativa. n2 indica que un terminal negativo está ubicado en la n2a w en la placa negativa a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa. n4 indica que un terminal negativo está ubicado en la (n4+1 )a w en la placa negativa a lo largo de la dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa.
Además, según una realización de la presente invención, los intervalos entre terminales positivos escalonados adyacentes en los th terminales positivos son iguales.
Además, según una realización de la presente invención, comenzando desde el primero en los th terminales positivos, d1 de cada uno de los m1 terminales positivos disminuye en un primer valor de intervalo mq, donde d1=mw+X1+[0,5rttX(n1-0,5rtt), q indica un intervalo entre dos terminales positivos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal positivo en los th terminales positivos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva, 1 <m<m1.
Además, según una realización de la presente invención, comenzando desde el primero en los th terminales positivos, d1 de cada uno de los m1 terminales positivos aumenta en un primer valor de intervalo mq; donde d1=n3w+X1+[0,5rtG(n3+1)-0,5rtt], q indica un intervalo entre dos terminales positivos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal positivo en los m1 terminales positivos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva 1 <m<m1.
Además, según una realización de la presente invención, los intervalos entre terminales negativos escalonados adyacentes en los m2 terminales negativos son iguales.
Además, según una realización de la presente invención, comenzando desde el primero en los m2 terminales negativos, d2 de cada uno de los m2 terminales negativos disminuye en un primer valor de intervalo mq; donde d2=n2w-X2+(0,5rttX(n2-0,5rct), q indica un intervalo entre dos terminales negativos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal negativo en los m2 terminales negativos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa en relación con el sentido de bobinado, 1 <m<m2.
Además, según una realización de la presente invención, comenzando desde el primero en los m2 terminales negativos, d2 de cada uno de los m2 terminales negativos aumenta en el primer valor de intervalo mq; donde d2=n4w+X2+[0,5rtG(n4+1)-0,5rtt], q indica un intervalo entre dos terminales negativos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal negativo en los m2 terminales negativos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa, 1 <m<m2.
Además, según una realización de la presente invención, el primer margen de terminal xi es menor que o igual a 0,5w, y el segundo margen de terminal x2 es menor que o igual a 0,5w.
Además, según una realización de la presente invención, la anchura w de la celda es mayor que o igual a 5 cm y es menor que o igual a 20 cm.
Además, según una realización de la presente invención, la distancia entre la cola de la placa positiva en relación con el sentido de bobinado y el terminal positivo más cerca de la cola de la placa positiva es menor de 8w, y la distancia entre la cola de la placa negativa y el terminal negativo más cerca de la cola de la placa negativa es menor de 8w.
Además, según una realización de la presente invención, el terminal positivo está compuesto por aluminio o aleación de aluminio-níquel, y el terminal negativo está compuesto por níquel, cobre o aleación de cobre-níquel.
Además, según una realización de la presente invención, los múltiples terminales positivos se sueldan entre sí usando ultrasonidos; y los múltiples terminales negativos se sueldan entre sí usando ultrasonidos.
Además, según una realización de la presente invención, la placa positiva está recubierta con una suspensión de electrodo positivo que se obtiene mezclando un polvo de electrodo positivo, un agente conductor, un adhesivo y un aditivo, y la placa negativa está recubierta con una suspensión de electrodo negativo que se obtiene mezclando un polvo de electrodo negativo, un agente conductor, un adhesivo y un aditivo.
Se proporciona una batería de iones de litio, que incluye una carcasa de batería y la celda de batería de iones de litio descrita anteriormente en la carcasa de batería.
Además, según una realización de la presente divulgación, la carcasa de batería está compuesta por aluminio. Con la celda de batería de iones de litio y la batería de iones de litio según la presente divulgación, se mejora el rendimiento de velocidad de la batería y se mejora la consistencia de la celda de batería, facilitando de ese modo el agrupamiento y la expansión modular, garantizando por tanto un funcionamiento estable y prolongando la vida útil. Además, se mejoran el rendimiento de seguridad y la eficiencia de la producción, se reduce la aparición de rebabas en el borde de la placa y la velocidad de autodescarga, mejorando de este modo la estabilidad de la batería.
Breve descripción de los dibujos
Con el fin de describir más claramente la solución técnica en las realizaciones de la presente divulgación o la solución técnica en la tecnología convencional, a continuación en el presente documento se describen brevemente los dibujos que se usan en las realizaciones de la presente divulgación o en la tecnología convencional. Resulta evidente que los dibujos descritos a continuación muestran simplemente las realizaciones de la presente divulgación, y los expertos en la técnica pueden obtener otros dibujos según los dibujos proporcionados sin ningún esfuerzo creativo.
La figura 1A y la figura 1B son diagramas esquemáticos que muestran respectivamente una placa positiva en un estado desplegado y una placa negativa en un estado desplegado de una celda de batería de iones de litio según la presente invención, donde la figura 1A muestra una placa positiva y la figura 1B muestra una placa negativa;
la figura 2A y la figura 2B son diagramas esquemáticos que muestran respectivamente una placa positiva en un estado desplegado y una placa negativa en un estado desplegado de otra celda de batería de iones de litio según la presente invención, donde la figura 2A muestra una placa positiva y la figura 2B muestra una placa negativa;
la figura 3 es un diagrama esquemático que muestra una celda de batería de iones de litio según una realización de la presente invención;
la figura 4 es un diagrama esquemático que muestra una celda de batería de iones de litio según otra realización de la presente invención;
la figura 5 es un diagrama esquemático que muestra el recubrimiento y las posiciones de los terminales de una celda de batería de iones de litio según la presente invención;
la figura 6 es un diagrama que muestra el recubrimiento de placa y la distribución de terminales de una celda de batería de iones de litio según la presente invención;
la figura 7 es un diagrama que muestra la disposición de una placa con un intervalo de 0,5 cm entre dos terminales positivos de una celda de batería de iones de litio según la presente invención;
la figura 8 es un diagrama que muestra la disposición de una placa negativa con tres terminales de una celda de batería de iones de litio según la presente invención; y
la figura 9 es un diagrama que muestra las posiciones de disposición de terminales con una estructura laminada y una estructura escalonada de la celda de batería de iones de litio no según la presente invención. Descripción detallada de realizaciones
La presente divulgación se describe más completamente a continuación en el presente documento con referencia a los dibujos, en los que se describen realizaciones a modo de ejemplo de la presente divulgación. Las soluciones técnicas en las realizaciones de la presente divulgación se describen clara y completamente junto con los dibujos adjuntos en las realizaciones de la presente divulgación a continuación en el presente documento. Resulta evidente que las realizaciones descritas a continuación son meramente algunas y no todas las realizaciones de la presente divulgación. Todas las demás realizaciones obtenidas por los expertos en la técnica basándose en las realizaciones en la presente divulgación sin ningún trabajo creativo deben caer dentro del alcance de protección de la presente divulgación. Las soluciones técnicas de la presente divulgación se describen en diversos aspectos con referencia a los dibujos y las realizaciones. La invención se define en las realizaciones adjuntas.
A continuación en el presente documento, por motivos de conveniencia de la descripción, los términos “izquierda”, “derecha”, “hacia arriba” y “hacia abajo” en la siguiente descripción concuerdan con las direcciones izquierda, derecha, hacia arriba y hacia abajo de los propios dibujos. Los términos “extremo frontal”, extremo posterior” o “extremo de cola” y similares significan el lado izquierdo y derecho de la propia figura. En la presente divulgación, las palabras “primera”, “segunda” y similares se usan solo para distinguir en la descripción y no tienen ningún otro significado especial.
Tal como se muestra en la figura 1A a la figura 4, se proporciona una celda de batería de iones de litio según la presente divulgación. Múltiples terminales positivos están dispuestos secuencialmente en una placa positiva en un estado desplegado. Múltiples terminales negativos están dispuestos secuencialmente en una placa negativa en un estado desplegado. La placa positiva y la placa negativa están separadas por una membrana y están bobinadas para formar la celda de batería de iones de litio a través de un bobinado. Los múltiples terminales positivos pueden formar una estructura laminada de terminales o una estructura escalonada de terminales. Los múltiples terminales negativos pueden formar una estructura laminada de terminales o una estructura escalonada de terminales. Los múltiples terminales positivos y los múltiples terminales negativos pueden estar ubicados en un extremo de la celda de batería de iones de litio, y también pueden estar ubicados respectivamente en dos extremos de la celda de batería de iones de litio.
La celda de batería de iones de litio según la presente divulgación está dotada de al menos un terminal positivo y al menos un terminal negativo, de manera que la batería tiene un buen rendimiento de descarga de gran cantidad de corriente, pudiendo determinarse la densidad de los terminales según las necesidades reales. Se adopta un diseño bobinado de múltiples terminales en lugar de un diseño laminado, reduciendo de ese modo en gran medida la aparición de rebabas en el borde de la placa y reduciendo la velocidad de autodescarga, mejorando por tanto la estabilidad de la batería.
En una realización, tal como se muestra en la figura 1A, los múltiples terminales positivos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa positiva 6. Un primer margen de terminal x1 indica la distancia entre un primer terminal positivo 2 y la cabeza de la placa positiva 6. La cabeza de la placa positiva 6 indica el extremo izquierdo de la placa positiva 6, y el primer terminal positivo 2 está ubicado cerca de la cabeza de la placa positiva 6. En general, los terminales no están dispuestos en el extremo más a la izquierda o más a la derecha de la celda, y los márgenes de terminal se proporcionan para facilitar el empaquetado de la celda y para impedir la aparición de cortocircuitos. El margen de terminal indica la distancia desde el terminal hasta el borde de la celda.
La distancia entre cada uno de los múltiples terminales positivos distinto del primer terminal positivo y la cabeza de la placa positiva 6 se indica mediante di, donde di=niw-xi+(0,5rtGni-0,5rtt). t indica la suma de grosores de la placa positiva, la membrana y la placa negativa, es decir, el grosor mínimo del bobinado. w indica la anchura de la celda, es decir, la anchura de la capa más interna de la celda. ni indica que un terminal positivo está ubicado en la nia w en la placa positiva a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva 6, donde ni>2.
Por ejemplo, en el caso de calcular di del terminal positivo 4, ni es 4, el terminal positivo 4 está ubicado en la cuarta w en la placa positiva 6, donde di=4w-xi+(0,5ráX4-0,5rtt) y X4=i+2+3+4=i0. Los valores de otros parámetros se sustituyen en la ecuación para calcular di del terminal positivo 4, y di de cada uno de otros terminales positivos puede calcularse por analogía.
Tal como se muestra en la figura iB, los múltiples terminales negativos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa negativa 5. Un segundo margen de terminal x2 indica la distancia entre el primer terminal negativo i y la cabeza de la placa negativa 5. La distancia entre cada uno de los múltiples terminales negativos distintos del primer terminal negativo y la cabeza de la placa negativa 5 se indica mediante d2, donde d2=n2W-x2+(0,5rttXn2-0,5rá). n2 indica que un terminal negativo está ubicado en la n2a w en la placa negativa 5 a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa 5, donde n2>2.
Por ejemplo, en el caso de calcular d2 del terminal negativo 3, n2 es 4, el terminal negativo 3 está ubicado en la cuarta w en la placa negativa 5, donde d2=4w-X2+(0,5rttX4-0,5rct) y X4=i+2+3+4=i0. Los valores de otros parámetros se sustituyen en la ecuación para calcular d2 del terminal negativo 3, y d2 de cada uno de otros terminales negativos puede calcularse por analogía.
En una realización, tal como se muestra en la figura 2A, los múltiples terminales positivos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa positiva 6, y el primer margen de terminal x1 indica la distancia entre el primer terminal positivo 2 y la cabeza de la placa positiva 6. La distancia entre cada uno de los múltiples terminales positivos distintos del primer terminal positivo y la cabeza de la placa positiva 6 se indica mediante di, donde di=n3W+xi+[0,5rtG(n3+1)-0,5rtt]. n3 indica que un terminal positivo está ubicado en la (n3+1 )a w en la placa positiva 6 a lo largo de la dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva 6.
Por ejemplo, en el caso de calcular di del terminal positivo 4, n3 es 4, el terminal positivo 4 está ubicado en la quinta w en la placa positiva, donde di=4w+xi+[0,5rttX(4+1)-0,5rá] y X4=i+2+3+4=i0. Los valores de otros parámetros se sustituyen en la ecuación para calcular di del terminal positivo 4, y di de cada uno de otros terminales positivos puede calcularse por analogía.
Tal como se muestra en la figura 2B, los múltiples terminales negativos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa negativa 5. Un segundo margen de terminal X2 indica la distancia entre el primer terminal negativo i y la cabeza de la placa negativa 5. La distancia entre cada uno de los múltiples terminales negativos distintos del primer terminal negativo y la cabeza de la placa negativa 5 se indica mediante d2, donde d2=n4W+X2+[0,5^tX(n4+i)-0,5^t]. n4 indica que un terminal negativo está ubicado en la (n4+ i f w en la placa negativa 5 a lo largo de la dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa 5.
Por ejemplo, en el caso de calcular d2 del terminal negativo 3, n4 es 4, el terminal negativo 3 está ubicado en la quinta w en la placa negativa 5, donde d2=4w+xi+[0,5^tX(4+i)-0,5^t] y X4=i+2+3+4=i0. Los valores de otros parámetros específicos se sustituyen en la ecuación para calcular d2 del terminal negativo 3, y d2 de cada uno de otros terminales negativos puede calcularse por analogía.
La celda de batería de iones de litio es cuadrada, y está dispuesta una membrana entre la placa positiva 6 y la placa negativa 5, pudiendo disponerse dos o más capas de las membranas. Una vez formada la celda de batería de iones de litio 7 mediante bobinado con un pasador de bobinado, los múltiples terminales positivos pueden formar una estructura laminada de terminales y los múltiples terminales negativos pueden formar una estructura laminada de terminales. Tal como se muestra en la figura 3, tras el bobinado, los terminales positivos quedan perfectamente laminados en un extremo de la celda 7, y los terminales negativos quedan perfectamente laminados en el mismo extremo de la celda 7 que los terminales positivos, donde x indica el margen de terminal.
El primer margen de terminal xi y el segundo margen de terminal X2 pueden ser iguales o diferentes. El primer margen de terminal xi es menor que o igual a 0,5w, y el segundo margen de terminal X2 es menor que o igual a 0,5w. w indica la anchura de la celda, y la anchura w de la celda es mayor que o igual a 5 cm y menor que o igual a 20 cm. h indica la altura, siendo un intervalo de h de 5 cm<h<20 cm. El grosor de una celda se indica mediante d, y el intervalo de d es de 0,5 cm<d<5 cm. La longitud Li de la placa negativa y la longitud L2 de la placa positiva cumplen que i0w<Li,L2<200w. y indica una longitud de la cola, donde 0<y<8w.
La celda de batería de iones de litio en la realización anterior adopta una forma de bobinado. Una vez dispuesto el primer terminal, pueden calcularse las posiciones del segundo terminal y los terminales posteriores a través de la ecuación nw-x+(0,5ráXn-0,5rá) o nw+x+[0,5^tX(n+i)-0,5^t].
Las dos ecuaciones anteriores se usan para calcular las posiciones del segundo terminal y los terminales posteriores positivos y negativos. Durante el cálculo de una posición específica, x se reemplaza por xi o x2, y n se reemplaza por ni, n2, n3 o n4. La posición de un terminal calculada a través de nw+x+[0,5ráX(n+i)-0,57rá está detrás de la na w, y la posición de un terminal calculada a través de nw-x+(0,5ráXn-0,57rá) está delante de la (n+i)a w.
En una realización, un colector de corriente de la placa positiva es una lámina de aluminio, y un colector de corriente de la placa negativa es una lámina de cobre. La lámina de aluminio está recubierta de manera continua y uniforme con suspensión de electrodo positivo que contiene un material activo de iones de litio para formar la placa positiva, y la lámina de cobre está recubierta de manera continua y uniforme con suspensión de electrodo negativo que contiene un material activo de iones de litio para formar la placa negativa. Se reservan regiones sin recubrir en los lados recubiertos de las placas positiva y negativa para disponer los terminales positivos y negativos respectivamente. Tras el bobinado, se sueldan dos o más terminales entre sí mediante el uso de ultrasonidos, o los terminales se sueldan directamente a una placa de metal de transición, y la placa de metal de transición se suelda a una cubierta superior de la carcasa de batería posteriormente.
La celda se forma de manera bobinada soldando múltiples terminales, de manera que se mejora el rendimiento de velocidad de una batería de iones de litio de tamaño grande y medio, y puede obtenerse una buena consistencia y estabilidad de la batería, facilitando de ese modo el agrupamiento y la expansión modular, garantizando por tanto un funcionamiento estable del sistema y prolongando la vida útil del sistema.
Después de calcular las posiciones de los terminales a través de las ecuaciones anteriores, los terminales se mueven hacia delante o hacia atrás una distancia determinada para formar una estructura escalonada de terminales. di de cada uno de los ith terminales positivos en los múltiples terminales positivos aumenta o disminuye en un primer valor de intervalo correspondiente al terminal positivo, de manera que los múltiples terminales positivos forman una estructura escalonada de terminales. Es decir, hay mi terminales positivos que están escalonados en los múltiples terminales positivos laminados, donde mi puede ser 1, 2, 3 y similar. Los intervalos entre terminales positivos escalonados adyacentes pueden ser iguales o diferentes.
Los múltiples terminales negativos pueden formar una estructura escalonada de terminales. d2 de cada uno de los m2 terminales negativos en los múltiples terminales negativos aumenta o disminuye en un segundo valor de intervalo correspondiente al terminal negativo, de manera que hay m2 terminales negativos que están escalonados en los múltiples terminales negativos laminados, donde m2 puede ser 1, 2, 3 y similar. Los intervalos entre terminales negativos escalonados adyacentes pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo, la disposición 1' del electrodo negativo y la disposición 2' del electrodo positivo en la figura 4 están de manera escalonada.
En una realización, los intervalos entre terminales positivos escalonados adyacentes en los mi terminales positivos son iguales. Comenzando desde el primero en los mi terminales positivos, di de cada uno de los mi terminales positivos disminuye en un primer valor de intervalo mq. Donde di=niw-xi+(0,5rttXni-0,5rct), q indica un intervalo entre dos terminales positivos escalonados adyacentes, y m indica un número de secuencia de un terminal positivo en los mi terminales positivos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva, donde i<m<mi.
Alternativamente, comenzando desde el primero en los mi terminales positivos, di de cada uno de los mi terminales positivos aumenta en un primer valor de intervalo mq. Donde di=n3W+xi+[0,5rttX(n3+i)-0,5rct], q indica un intervalo entre dos terminales positivos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal positivo en los mi terminales positivos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva, donde i<m<mi.
Los intervalos entre terminales negativos escalonados adyacentes en los m2 terminales negativos son iguales. Comenzando desde el primero en los m2 terminales negativos, d2 de cada uno de los m2 terminales negativos disminuye en un primer valor de intervalo mq. Donde d2=n2W-X2+(0,5^tXn2-0,5^t), q indica un intervalo entre dos terminales negativos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal negativo en los m2 terminales negativos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa, donde i<m<m2.
Alternativamente, comenzando desde el primero en los m2 terminales negativos, d2 de cada uno de los m2 terminales negativos aumenta en un primer valor de intervalo mq. Donde d2=n4W+X2+[0,5rttX(n4+i)-0,5rct], q indica un intervalo entre dos terminales negativos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal negativo en los m2 terminales negativos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa, donde i<m<m2.
Un caso en el que los terminales de la celda de batería de iones de litio están laminados cumple las siguientes ecuaciones nw+x+[0,5^tX(n+i)-0,5^t y nw-x+(0,5rttXn-0,5rá). Basándose en las dos ecuaciones anteriores, los terminales se mueven hacia delante o hacia atrás una distancia determinada. Comenzando desde el primero en los terminales con números de secuencia aumentados, la posición del terminal se mueve hacia el interior o hacia el exterior en mq, donde m=i, 2, 3,.... Para el primer terminal, m=i, para el segundo terminal, m=2, y para otros casos, m puede determinarse por analogía, donde q indica un intervalo entre dos terminales (0<q <5 cm).
Los terminales están escalonados y un intervalo entre dos terminales adyacentes se indica mediante q. Si el primer terminal está en el medio, el terminal de la izquierda se mueve hacia el exterior en q, y el terminal de la derecha se mueve hacia el interior en q. Para los terminales cuyas posiciones se calculan a través de nw-x+(0,5^tXn-0,5^t), puesto que los terminales están ubicados detrás de nw, se requiere mover hacia delante los terminales comenzando desde el segundo terminal. Para los terminales cuyas posiciones se calculan a través de nw+x+[0,5^tX(n+i)-0,5^t], puesto que los terminales están ubicados delante de (n+i)w, se requiere mover hacia atrás los terminales comenzando desde el segundo terminal.
Se proporciona además una batería de iones de litio según la presente divulgación, que incluye una carcasa de batería y la celda de batería de iones de litio tal como se describió anteriormente ubicada en la carcasa de batería. Los terminales negativos y los terminales positivos están ubicados en el mismo lado de la celda de batería, los terminales positivos y negativos pueden estar conectados a una columna de electrodo de la carcasa de batería mediante un perno o a través de un procedimiento de remachado. La carcasa de batería está compuesta por aluminio.
La placa positiva está recubierta con suspensión de electrodo positivo, obteniéndose la suspensión de electrodo positivo mezclando un polvo de electrodo positivo, un agente conductor, un adhesivo y un aditivo. La placa negativa está recubierta con suspensión de electrodo negativo, obteniéndose la suspensión de electrodo negativo mezclando un polvo de electrodo negativo, un agente conductor, un adhesivo y un aditivo. Con el fin de evitar la aparición de precipitación de litio en el electrodo negativo debido al electrodo positivo correspondiente a un terminal negativo, además de recubrir con cola para proteger el terminal negativo, se mejora el rendimiento de la suspensión para evitar la aparición de precipitación de litio.
En una realización, ambos grosores de una pared lateral y una pared frontal de la carcasa de aluminio son de 0,3 mm. El grosor de la parte inferior es de 0,6 mm. El grosor d de la celda está diseñado para que sea de 0,82 cm. La anchura de la placa positiva es de 14 cm. La anchura de la placa negativa es de 14,2 cm. La anchura de la membrana es de 14,5 cm.
El material activo positivo es un material ternario y tiene una capacidad específica de 150 mAh/g. El material activo negativo es grafito artificial o grafito compuesto, y tiene una capacidad específica de 345 mAh/g, y la capacidad del electrodo negativo excede en un 4 %. La composición de la suspensión de electrodo positivo es: el 95,5 % del material ternario, el 2 % del adhesivo, el 1,5 % del agente conductor y el 1 % de un aditivo funcional inorgánico nanométrico. La densidad compactada es de 3,6 g/cm3, el grosor del recubrimiento de una sola capa es de 0,064 mm, la densidad de superficie es de 461 g/m2, el grosor de la lámina de aluminio del colector de corriente es de 0,012 mm, y la capacidad unitaria calculada es de 7,224 mAh/cm2
La composición de la suspensión de electrodo negativo es: el 95,5 % del material ternario, el 1,2 % de un espesante, el 1,5 % del adhesivo, el 1 % del agente conductor y el 0,8 % de un aditivo funcional inorgánico nanométrico. La densidad compactada es de 1,5 g/cm3, el grosor del recubrimiento de una sola capa es de 0,070 mm, la densidad de superficie es de 224 g/m2, el grosor de la lámina de aluminio del colector de corriente es de 0,009 mm, y la capacidad unitaria calculada es de 7,4 mAh/cm2. t es de 0,33 mm.
Basándose en los grosores de la celda, las placas positiva y negativa y la membrana, la longitud de una placa con un recubrimiento es de 175 cm, mostrándose los tamaños de recubrimiento específicos en la tabla 1 siguiente, y la capacidad de la batería es de 35 Ah. El diagrama esquemático del recubrimiento es tal como se muestra en la figura 5, donde x se establece en 1,5 cm, la anchura del terminal es de 1,5 cm, y w se calcula como 7 cm (la anchura de la capa de rollo de la unidad más interna después de retirar el pasador de bobinado).
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Tabla 1, lista de tamaños de recubrimiento de las placas positiva y negativa Con el fin de diseñar una estructura laminada de terminales, las placas positiva y negativa están dotadas respectivamente de seis terminales. Las posiciones de los terminales pueden calcularse a través de la siguiente ecuación nw+x+[0,5^tX(n+1)-0,5^t]. Las posiciones calculadas de los terminales son tal como se muestra en la figura 5 (el intervalo entre los terminales positivos es el mismo que el intervalo entre los terminales negativos). Los terminales pueden soldarse directamente a la cubierta de aluminio, o pueden soldarse primero a una gran placa de metal de transición, y la placa de metal de transición se suelda a la cubierta de aluminio.
Con el fin de evitar la aparición de precipitación de litio de un terminal negativo, además de recubrir con una cola para proteger el terminal negativo, se mejora el rendimiento de la suspensión para evitar la aparición de precipitación de litio. Puede usarse un material activo negativo altamente húmedo, tal como un material de grafito ligeramente oxidado. Puede usarse un material de electrodo negativo de carburo de silicio, que tiene un determinado efecto de absorción sobre el aumento de la capacidad.
En una realización, las posiciones de los terminales positivos son iguales que las posiciones de los terminales positivos en la figura 5, y las posiciones de los terminales negativos se establecen según la siguiente ecuación nwx+(0,5rttXn-0,5rá), que son tal como se muestra en la figura 6.
En una realización, los terminales de la celda de batería de iones de litio están escalonados, cada una de la placa positiva y la placa negativa está dotada de dos terminales, donde el intervalo entre los terminales es de 0,5 cm. Para el caso en el que los terminales se distribuyen basándose en la siguiente ecuación nw-x+(0,5ráXn-0,5rtt), se forma una disposición escalonada moviendo uno de los terminales hacia delante 0,5 cm, donde los intervalos entre los terminales escalonados son iguales.
Para el caso en el que los terminales se distribuyen basándose en la siguiente ecuación nw+x+[0,5^tX(n+1)-0,5^t], se forma una disposición escalonada moviendo uno de los terminales hacia atrás 0,5 cm. Por ejemplo, para un terminal positivo con una posición calculada a través de nw+x+[0,5rttX(n+1)-0,5rá], si n=8, el terminal está en una posición de 60,3 cm; si n=16, el terminal está en una posición de 121,9 cm, las posiciones de los terminales son tal como se muestra en la figura 7.
En una realización, los terminales de la celda de batería de iones de litio están escalonados. Cada una de la placa positiva y la placa negativa está dotada de tres terminales, donde cada terminal tiene una anchura de 1cm, y los intervalos de los terminales escalonados son de 0,4 cm. Para la placa negativa en la que la posición de un terminal se calcula a través de la siguiente ecuación nw-x+(0,5ráXn-0,5rá), el primer terminal está en una posición de n=6. El siguiente terminal está en una posición desplazada hacia delante 0,4 cm desde la posición de n=14. El tercer terminal está en una posición desplazada hacia delante 0,8 cm desde la posición de n=22. Las posiciones de los terminales negativos son tal como se muestra en la figura 8. Las posiciones de los terminales positivos son similares a las de los terminales negativos.
En una realización no según la invención, los terminales de la celda de batería de iones de litio tienen una estructura laminada de terminales o una estructura escalonada de terminales. Se laminan dos grupos de terminales y los intervalos entre los terminales escalonados son de 0,5 cm. Los terminales laminados están ubicados en posiciones calculadas mediante la siguiente ecuación nw+x+[0,5ráX(n+1)-0,5rá], y los terminales escalonados están ubicados en posiciones calculadas mediante la siguiente ecuación nw+x+[0,5ráX(n+1)-0,5rá]+0,5. Tal como se muestra en la figura 9, n para los terminales laminados son 4 y 8 (correspondiente a las posiciones de 30,2 cm y 59,8 cm), y n para otro grupo de los terminales laminados son 16 y 20 (correspondiente a las posiciones de 121,9 cm y 153,9 cm). Dicho de otro modo, los terminales laminados están ubicados en posiciones calculadas mediante la siguiente ecuación nw-x+(0,5rttXn-0,5rá), y los terminales escalonados están ubicados en posiciones calculadas mediante la siguiente ecuación nw-x+(0,5^tXn-0,5^t)-0,5.
En las realizaciones anteriores, la celda de batería de iones de litio y la batería de iones de litio adoptan un diseño de múltiples terminales, que mejora en gran medida el rendimiento de velocidad de la batería. Con el diseño de múltiples terminales basado en la forma bobinada, se mejora la consistencia de la celda, facilitando de ese modo el agrupamiento y la expansión modular, garantizando por tanto el funcionamiento estable del sistema y prolongando la vida útil del sistema. Con el fin de evitar el complicado proceso de supresión de una región en la región positiva correspondiente al terminal negativo, se adopta un método sencillo de mejora de la composición de la suspensión, evitando de ese modo la aparición de precipitación de litio en el electrodo negativo, mejorando por tanto la eficiencia de la producción a la vez que se mejora el rendimiento de seguridad. Se adopta el diseño de múltiples terminales con bobinado en lugar del diseño laminado, reduciendo de ese modo en gran medida la aparición de rebabas en el borde de la placa y reduciendo la velocidad de autodescarga, mejorando por tanto la estabilidad de la batería.
El método y el sistema de la presente divulgación pueden implementarse de muchos modos. Por ejemplo, el método y el sistema de la presente divulgación pueden implementarse mediante software, hardware, firmware o cualquier combinación del software, el hardware y el firmware. La secuencia de etapas anterior usada en el método es sólo a modo de ilustración, y las etapas del método de la presente divulgación no se limitan al orden específico descrito anteriormente, a menos que se especifique de otro modo. Además, en algunas realizaciones, la presente divulgación también puede implementarse como programas grabados en un medio de grabación, incluyendo los programas instrucciones legibles por máquina para implementar el método según la presente divulgación. Por tanto, la presente divulgación también cubre un medio de grabación que almacena un programa para ejecutar el método según la presente divulgación.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Una celda de batería de iones de litio, que comprende:
    una placa positiva;
    una membrana; y
    una placa negativa, en la que
    una pluralidad de terminales positivos están dispuestos a lo largo de un sentido de bobinado en la placa positiva en un estado desplegado, una pluralidad de terminales negativos están dispuestos a lo largo del sentido de bobinado en la placa negativa en un estado desplegado, y
    la placa positiva y la placa negativa están separadas por la membrana y están bobinadas para formar la celda de batería de iones de litio, la pluralidad de terminales positivos forman una estructura laminada de terminales, y la pluralidad de terminales negativos forman una estructura laminada de terminales, y en la que la pluralidad de terminales positivos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa positiva;
    un primer margen de terminal xi indica la distancia entre un primer terminal positivo y la cabeza de la placa positiva en relación con el sentido de bobinado, la distancia entre cada uno de los terminales positivos distinto del primer terminal positivo y la cabeza de la placa positiva se indica mediante di, con di=niwxi+(0,5rtt£nr 0,5rtt) o di=n3W+xi+[0,5fttX(n3+1)-0,5ftt];
    la celda de batería de iones de litio es cuadrada, y la pluralidad de terminales positivos forman la estructura laminada de terminales;
    donde t indica la suma de grosores de la placa positiva, la membrana y la placa negativa, w indica la anchura de la celda, el primer terminal positivo es el terminal de los terminales positivos que está ubicado más cerca de la cabeza de la placa positiva, ni indica que un terminal positivo está ubicado en la nia w en la placa positiva a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva, y n3 indica que un terminal positivo está ubicado en la (n3+1 )a w en la placa positiva a lo largo de la dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva.
  2. 2. La celda de batería de iones de litio según la reivindicación 1, en la que
    la pluralidad de terminales negativos están dispuestos en paralelo en una dirección a lo largo de la longitud de la placa negativa;
    un segundo margen de terminal X2 indica la distancia entre el primer terminal negativo y la cabeza de la placa negativa, la distancia entre cada uno de los terminales negativos distinto del primer terminal negativo y la cabeza de la placa negativa se indica mediante d2, con d2=n2W-X2+(0,5rtt£n2-0,5rtt) o d2=n4W+X2+[0,5rtG(n4+1)-0,5rtt];
    la pluralidad de terminales negativos forman la estructura laminada de terminales;
    el primer terminal negativo es el terminal de los terminales negativos que está ubicado más cerca de la cabeza de la placa negativa;
    donde n2 indica que un terminal negativo está ubicado en la n2a w en la placa negativa a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa en relación con el sentido de bobinado, y n4 indica que un terminal negativo está ubicado en la (n4+1 f w en la placa negativa a lo largo de la dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa.
  3. 3. La celda de batería de iones de litio según la reivindicación 2, en la que
    el primer margen de terminal xi es menor que o igual a 0,5w; y
    el segundo margen de terminal X2 es menor que o igual a 0,5w.
  4. 4. La celda de batería de iones de litio según la reivindicación 2, en la que la anchura w de la celda es mayor que o igual a 5 cm y es menor que o igual a 20 cm.
  5. 5. La celda de batería de iones de litio según la reivindicación 2, en la que
    la distancia entre la cola de la placa positiva en relación con el sentido de bobinado y el terminal positivo más cerca de la cola de la placa positiva es menor de 8w; y
    i i
    la distancia entre la cola de la placa negativa y el terminal negativo más cerca de la cola de la placa negativa es menor de 8w.
  6. 6. La celda de batería de iones de litio, que comprende:
    una placa positiva;
    una membrana; y
    una placa negativa, en la que
    una pluralidad de terminales positivos están dispuestos a lo largo de un sentido de bobinado en la placa positiva en un estado desplegado, una pluralidad de terminales negativos están dispuestos a lo largo del sentido de bobinado en la placa negativa en estado desplegado, y
    la placa positiva y la placa negativa están separadas por la membrana y están bobinadas para formar la celda de batería de iones de litio, la pluralidad de terminales positivos forman una estructura escalonada de terminales, y la pluralidad de terminales negativos forman una estructura escalonada de terminales; en la que
    en la que los intervalos entre terminales positivos escalonados adyacentes en mi terminales positivos son iguales; comenzando desde el primero en los mi terminales positivos, di de los mi terminales positivos disminuye en un primer valor de intervalo mq; en la que di=niw-xi+(0,5rtt£ni-0,5rtt), q indica un intervalo entre dos terminales positivos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal positivo en los mi terminales positivos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva, i<m<mi; o
    comenzando desde el primero en los mi terminales positivos, di de cada uno de los mi terminales positivos aumenta en un primer valor de intervalo mq; en la que di=n3w+xi+[0,5rtt£(n3+ i)-0,5ftt], q indica un intervalo entre dos terminales positivos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal positivo en los mi terminales positivos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva i<m<m; donde t indica la suma de grosores de la placa positiva, la membrana y la placa negativa, w indica la anchura de la celda, el primer terminal positivo es el terminal de los terminales positivos que está ubicado más cerca de la cabeza de la placa positiva, ni indica que un terminal positivo está ubicado en la nia w en la placa positiva a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva, y n3 indica que un terminal positivo está ubicado en la (n3+i)a w en la placa positiva a lo largo de la dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa positiva.
  7. 7. La celda de batería de iones de litio según la reivindicación 6, en la que los intervalos entre terminales negativos escalonados adyacentes en m2 terminales negativos son iguales.
  8. 8. La celda de batería de iones de litio según la reivindicación 7, en la que
    comenzando desde el primero en los m2 terminales negativos, d2 de cada uno de los m2 terminales negativos disminuye en un primer valor de intervalo mq;
    en la que d2=n2W-X2+(0,5rá£n2-0,5rtt), q indica un intervalo entre dos terminales negativos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal negativo en los m2 terminales negativos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa en relación con el sentido de bobinado, i <m<m2.
  9. 9. La batería de iones de litio según la reivindicación 7, en la que
    comenzando desde el primero en los m2 terminales negativos, d2 de cada uno de los m2 terminales negativos aumenta en un primer valor de intervalo mq;
    en la que d2=n4W+X2+[0,5ráX(n4+i)-0,5rá], q indica un intervalo entre dos terminales negativos escalonados adyacentes, m indica un número de secuencia de un terminal negativo en los m2 terminales negativos a lo largo de una dirección desde la cabeza hasta la cola de la placa negativa, i <m<m2.
  10. 10. Una batería de iones de litio, que comprende una carcasa de batería y la celda de batería de iones de litio, según la reivindicación i o 6, en la carcasa de batería.
  11. 11. La batería de iones de litio según la reivindicación i0, en la que la carcasa de batería está compuesta por aluminio.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105355983B (zh) * 2015-11-30 2018-05-11 珠海格力电器股份有限公司 一种锂离子电池电芯及锂离子电池
CN108987655A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 东莞新能源科技有限公司 电池
CN108461811B (zh) * 2018-07-20 2019-11-05 瑞浦能源有限公司 一种用于卷绕式锂离子电池的极片及电芯
CN108461829B (zh) * 2018-07-20 2018-11-02 上海瑞浦青创新能源有限公司 一种卷绕式锂离子电池的电芯
CN109802088B (zh) * 2019-03-20 2020-10-09 江西理工大学 一种可快充锂离子电池及其制作方法
CN115275365A (zh) * 2019-09-25 2022-11-01 荣耀终端有限公司 支持高功率快充的电池模组、充电模组和电子设备
CN114865240A (zh) * 2020-01-20 2022-08-05 宁德新能源科技有限公司 电池
CN113517472B (zh) * 2021-03-18 2022-12-23 河南鑫泉能源科技有限公司 圆柱锂离子电池正极双极耳对位方法
CN115566373B (zh) * 2022-12-07 2023-03-03 楚能新能源股份有限公司 一种错位型的全极耳极片、卷绕电芯和圆柱电池

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1921180A (zh) * 2005-08-26 2007-02-28 周基平 一种锂离子电池极片、电芯及其制作方法
US7433174B2 (en) * 2006-07-06 2008-10-07 Maxwell Technologies, Inc. Method of making, apparatus, and article of manufacturing for an electrode termination contact interface
CN101106203A (zh) * 2007-08-08 2008-01-16 北京中润恒动电池有限公司 具有新电极结构的锂电池及其制造方法
US8404379B2 (en) * 2007-12-25 2013-03-26 Byd Co., Ltd. Vehicle with a battery system
KR101137372B1 (ko) * 2009-09-18 2012-04-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 전극 조립체 제조 방법
CN101950816A (zh) * 2010-09-21 2011-01-19 奇瑞汽车股份有限公司 一种方形动力锂离子电池电芯及其制作方法
CN102437377A (zh) * 2011-12-12 2012-05-02 深圳市格瑞普电池有限公司 卷绕电芯体及软包锂离子电池及极片
CN102544437A (zh) * 2012-02-16 2012-07-04 浙江兴海能源科技有限公司 差节距极片及采用该差节距极片的动力电池
KR20150030537A (ko) * 2013-09-12 2015-03-20 디지야 에너지 세이빙 테크놀로지 인코포레이티드 복수의 탭을 갖는 단일 권취코어, 단일 권취코어를 구비한 리튬 전지 및 단일 권취코어의 연속 권취방법
CN203787498U (zh) * 2014-04-18 2014-08-20 宁德时代新能源科技有限公司 电池组的极耳连接结构
KR102368090B1 (ko) * 2015-01-28 2022-02-24 삼성에스디아이 주식회사 전극탭을 갖는 전극 어셈블리 및 이차 전지
CN105070880B (zh) * 2015-07-29 2017-08-25 佛山市实达科技有限公司 带辅极耳极片及带辅极耳极片的锂离子电池
CN105355983B (zh) * 2015-11-30 2018-05-11 珠海格力电器股份有限公司 一种锂离子电池电芯及锂离子电池
CN205141088U (zh) * 2015-11-30 2016-04-06 珠海格力电器股份有限公司 一种锂离子电池电芯及锂离子电池

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