環型鋰離子電池的製作方法

2023-07-06 17:46:56 3

專利名稱：環型鋰離子電池的製作方法
技術領域：
本發明屬於鋰離子動カ電池技術領域，尤其涉及ー種環型鋰離子電池。
背景技術：
鋰離子電池是繼MH-Ni電池後發展起來的新一代充電電池，因具有工作電壓高、能量密度大、安全性好、重量輕、自放電小、循環壽命長、無記憶效應、無汙染等優點成為新能源開發的重點研究領域。現有技術中，鋰離子電池採用方形或圓形實心結構，由於結構還不完善，存在安全性能低、充放電循環次數少、使用性能差等缺點。具體為現有的鋰離子電池，由於工作狀態下，電池內部離子高速運動，內部溫度升高而無法向外釋放，從而致使電池外殼變形，內部極片變形，間距發生變化，影響電池充放電質量，最終致使電池性能不穩定，易爆炸，壽命 短。隨著電動車產業的快速發展，動カ電池的安全性受到了廣泛的關注。現有技術中，大容量、大功率的動カ電池都是經過對單個電池進行外部串聯或並聯而組成的。影響動カ電池串聯組或並聯組安全性的原因主要是組成電池組的電池単體相互之間的一致性不同、工作狀態下產生的熱量無法及時排出，逐漸積累，最後熱失控產生爆炸起火等安全事故，給客戶帶來危害及損失。因此，對於鋰離子電池，需要從結構上進行改迸。

發明內容
本發明的目的在於提供ー種環型鋰離子電池，改進了結構，安全性高、散熱好、壽命長。本發明是通過以下技術方案來實現的環型鋰離子電池，包括有圓柱面結構的外殼、嵌套在外殼內腔中的圓柱面結構的內殼、位於外殼和內殼之間的電芯以及位於電芯兩端的電極；所述電芯包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞方式排列連接，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間；其中，所述電極包括有極板、極柱和極耳；所述極耳為電芯的正極片或負極片的外端向外凸出的空白帶部分卷繞而形成，極耳與正極片或負極片連接為一體；所述極耳與極板直接連接，極板平面垂直於外殼和外殼的圓柱面，極板與內殼或外殼通過衝壓方式固定連接，極板上設置有極柱。所述極耳與極板之間設置有導電膠層。綜上本發明的有益效果是本發明的環型鋰離子電池，由外殼、內殼、電芯、電極組成，中空結構，電極設置在電芯兩端，包括有極板、極柱和極耳。極耳是由正極片或負極片邊緣空白帶卷繞而成，與極板全接觸，形成全極耳結構；為提高極耳與極板之間的導電性，在極板上還塗有導電膠。通俗地說，本發明提供的極耳結構，採用集流體空白帶為極耳，不需要外接極耳，不需要絕緣膠帶進行封接，採用該結構的電池，比能量大，內阻小，電流分布均勻，減少了連接極耳的エ序，有利於產業化使用，可以大大提高生產效率。極板與外殼或內殼通過衝壓密封固定連接，本發明的動カ電池的容量在20-400Ah之間，可以容納較大容量，不需要使用大量的電池単體，可以有效解決現有動カ電池一致性差、散熱難、壽命短的問題。


圖I是本發明環型鋰離子電池的截面結構示意圖；圖2是本發明環型鋰離子電池的俯視結構示意圖；圖3是本發明環型鋰離子電池實施例一的立體結構示意圖；圖4是本發明環型鋰離子電池實施例ニ的立體結構示意圖；圖5是本發明環型鋰離子電池實施例三的立體結構示意圖。
具體實施例方式本發明公開了ー種環型鋰離子電池，如圖1，包括有圓柱面結構的外殼I、嵌套在外殼I內腔中的圓柱面結構的內殼2、位於外殼和內殼之間的電芯3以及位於電芯兩端的電極4 ;所述電芯3包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞方式排列連接，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間；其中，所述電極4包括有極板42、極柱和極耳41 ;所述極耳41為電芯的正極片或負極片的外端向外凸出的空白帶部分卷繞而形成，極耳與正極片或負極片連接為一體；所述極耳與極板直接連接，極板平面垂直於外殼和外殼的圓柱面，極板與內殼或外殼通過衝壓方式固定連接，極板42上設置有極柱。所述極耳41與極板42之間設置有導電膠層。導電膠層的設置可增加極耳與極板接觸面的導電性。為了防止極板42上的電流洩漏到外殼中，在外殼I與極板42接觸區域，設置外殼密封膠層，同樣，為了防止極板上電流洩漏到內殼，在內殼與極板接觸區域，同樣設置有內殼密封膠層。所述極板42採用圓環形結構，另外為了便於電極的引出，在極板上還設置有極柱，極柱與極板42通過鉚接固定連接。 所述極柱設置在極板42的中間位置或者是極板42的邊緣位置。以下結合具體實施例對本發明作進ー步說明。實施例一如圖1、2、3，本實施例的環型鋰離子電池包含有外殼I、內殼2、電芯3和電極4四個部分，外殼I和內殼2分別為圓柱狀；外殼I上設置有與外殼圓柱外表面垂直的外散熱片11，內殼2上設置有與內殼圓柱內表面垂直的內散熱片21，所述內殼2的內腔為上下貫通的空氣流道；電芯3卷繞在外殼I和內殼2之間，由正極片、隔離膜和負極片依次卷繞而成；電極4設置在電芯3的上、下兩端，包括極板42、極柱43和極耳41三部分。在外殼I與極板42接觸區域，設置的外殼密封膠層為環形結構；在內殼與極板接觸區域，同樣設置有環形結構的內殼密封膠層。極板42上還設置有兩個防爆閥5和兩個極柱43，呈十字型對稱分布在極板42的四端，極柱43採用柱體狀凸臺結構。
實施例ニ 本實施例與實施例一不同在於,如圖4,極板42上設置有一個防瀑閥5和一個極柱43，呈中心對稱分布在極板42的中心的兩端，極柱43採用柱體狀凸臺結構。實施例三本實施例與實施例ニ不同在於，如圖5，極板上設置有一個極柱44，極柱44為與內 殼同心的圓環體，極柱44的內表面設置有螺紋441 ;極板上設置有ー個安全閥。上述所列具體實現方式為非限制性的，對本領域的技術人員來說，在不偏離本發明範圍內，進行的各種改進和變化，均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.環型鋰離子電池，包括有圓柱面結構的外殼(I)、嵌套在外殼(I)內腔中的圓柱面結構的內殼(2)、位於外殼和內殼之間的電芯(3)以及位於電芯兩端的電極⑷；所述電芯(3)包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞方式排列連接，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間；其特徵在於所述電極(4)包括有極板(42)、極柱和極耳(41);所述極耳(41)為電芯的正極片或負極片的外端向外凸出的空白帶部分卷繞而形成，極耳與正極片或負極片連接為一體；所述極耳與極板直接連接，極板平面垂直於外殼和外殼的圓柱面，極板與內殼或外殼通過衝壓方式固定連接，極板(42)上設置有極柱。
2.如權利要求I所述的環型鋰離子電池，其特徵在於所述極耳(41)與極板(42)之間設置有導電膠層。
3.如權利要求2所述的環型鋰離子電池，其特徵在於在所述外殼(I)與極板(42)接觸區域，設置外殼密封膠層，在所述內殼與極板接觸區域，設置有內殼密封膠層。
4.如權利要求2所述的環型鋰離子電池，其特徵在於所述極板(42)採用圓環形結構，在極板上設置有極柱，極柱與極板(42)通過鉚接固定連接。
5.如權利要求I至4中任一項所述的環型鋰離子電池，其特徵在於所述極柱設置在極板(42)的中間位置或者是極板(42)的邊緣位置。
6.如權利要求5所述的環型鋰離子電池，其特徵在幹包含有外殼(I)、內殼(2)、電芯⑶和電極⑷四個部分，外殼⑴和內殼(2)分別為圓柱狀；外殼⑴上設置有與外殼圓柱外表面垂直的外散熱片(11)，內殼(2)上設置有與內殼圓柱內表面垂直的內散熱片(21)，所述內殼(2)的內腔為上下貫通的空氣流道；電芯(3)卷繞在外殼⑴和內殼(2)之間，由正極片、隔離膜和負極片依次卷繞而成；電極(4)設置在電芯(3)的上、下兩端，包括極板(42)、極柱(43)和極耳(41)三部分。
7.如權利要求6所述的環型鋰離子電池，其特徵在於在所述外殼(I)與極板(42)接觸區域，設置的外殼密封膠層為環形結構；在內殼與極板接觸區域，同樣設置有環形結構的內殼密封膠層。
8.如權利要求6所述的環型鋰離子電池，其特徵在於所述極板(42)上設置有兩個防爆閥(5)和兩個極柱(43)，呈十字型對稱分布在極板(42)的四端，極柱(43)採用柱體狀凸臺結構。
9.如權利要求5所述的環型鋰離子電池，其特徵在於所述極板(42)上設置有ー個防爆閥(5)和一個極柱(43)，呈中心對稱分布在極板(42)的中心的兩端，極柱(43)採用柱體狀凸臺結構。
10.如權利要求5所述的環型鋰離子電池，其特徵在於所述極板上設置有一個極柱(44)，極柱(44)為與內殼同心的圓環體，極柱(44)的內表面設置有螺紋(441);極板上設置有ー個安全閥。
全文摘要
本發明提供一種環型鋰離子電池，改進了結構，安全性高、散熱好、壽命長。本發明是通過以下技術方案來實現的環型鋰離子電池，包括有圓柱面結構的外殼、嵌套在外殼內腔中的圓柱面結構的內殼、位於外殼和內殼之間的電芯以及位於電芯兩端的電極；所述電芯包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞方式排列連接，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間；其中，所述電極包括有極板、極柱和極耳；所述極耳為電芯的正極片或負極片的外端向外凸出的空白帶部分卷繞而形成，極耳與正極片或負極片連接為一體；所述極耳與極板直接連接，極板平面垂直於外殼和外殼的圓柱面，極板與內殼或外殼通過衝壓方式固定連接，極板上設置有極柱。
文檔編號H01M2/12GK102694197SQ20111006815
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月21日 優先權日2011年3月21日
發明者蔡惠群, 覃毅, 魏銀倉 申請人:珠海銀通新能源有限公司