高壓鋰離子電池的單體電芯的製作方法

2023-04-23 16:42:31 1

高壓鋰離子電池的單體電芯的製作方法
【專利摘要】高壓鋰離子電池的單體電芯，所述單體電芯包括：n個第一極片、n個第二極片、與第一極耳連接的第一獨立極片及與第二極耳連接的第二獨立極片，第一極片與第二極片電連接構成極片對；極片對、第一獨立極片、第二獨立極片採用非電連接的方式相連，構成極片組；將極片組採用常規卷繞工藝形成電芯。本實用新型將一對正負極片進行電學連接得到極片對，將極片對、帶極耳的獨立極片進行絕緣連接得到極片組，將極片組採用常規工藝製成電芯，將串聯整合到電芯內部，使得單次卷繞後形成的單體電芯電壓達到現有多個單體電芯串聯所需實現的高壓效果，且電池內阻比傳統串聯方式得到電池內阻更小，有助於提高電池組倍率放電能力。
【專利說明】高壓結離子電池的單體電芯

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於裡離子電池【技術領域】，尤其涉及一種卷繞式高壓單體電芯。

【背景技術】
[0002] 裡離子電池由於具有工作電壓高、比能量密度大、循環壽命長、自放電率低、無記 憶效應W及環境汙染小等優點，在通訊設備、移動電子設備、電動工具等領域得到廣泛普 及。近年來，裡離子電池逐步在大型儲能設施、電動車、航空航天領域得W應用。由此，人們 對裡離子電池的電壓和電流提出了更高的要求，但受電化學體系限制，裡離子電池的電芯 單體最高電壓小於4. 5V，目前人們通過將裡離子電池的多個單體電芯進行串並聯來滿足應 用中大電壓和大電流的需求。
[0003] 專利號為200720199074. 8的中國實用新型專利公開了一種裡離子電池組連接結 構，裡離子電池之間是串聯的：第一個裡離子電池的正極極耳束通過短路烙斷器後連接到 正極極柱端子，負極極耳束與相鄰第二個裡離子電池的正極極耳束相連；第二個裡離子電 池的負極極耳束與相鄰的第H個裡離子電池正極極耳束相連，與此類推；最後一個裡離子 電池的負極極耳束接到負極極柱端子。專利號為201220247741. 6的中國實用新型專利公 開了一種多卷芯準雙極耳電池，包括外殼和安裝在外殼內的卷芯組，所述卷芯組包括一個 第一卷芯和至少一個第二卷芯，所述第一卷芯與第二卷芯並聯連接，第一卷芯由負極片、隔 膜、正極片疊放卷繞而成，第一卷芯的正極片上焊接有正極極耳，正極極耳的上端設有膠 塊，第一卷芯的負極片上焊接有負極極耳，負極極耳的上端設有膠塊；第二卷芯由負極片、 隔膜、正極片疊放卷繞而成，第二卷芯的正極片上焊接有正極連接條，第二卷芯的負極片上 焊接有負極連接條；所有正極連接條與正極極耳連接，所有負極連接條與負極極耳連接。
[0004] 如前所述，為了獲得高電壓，現有技術是先卷繞多個電芯單體，然後通過將多個單 體電芯進行串聯成電池組來獲得所需高電壓。在對極耳進行二次連接時，在極耳連接處會 產生新的內阻，該將增加電池組的總內阻，對於大倍率放電用途的電池組則會產生不利影 響，而且操作繁瑣，耗時。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的目的是提供一種高壓單體電芯，將串聯整合到單體電芯內部，可W 使得一次卷繞後形成的單體電芯電壓達到現有多個單體電芯串聯所需實現的高壓效果。
[0006] 為了實現上述目的，本實用新型採取如下的技術解決方案：
[0007] 高壓裡離子電池的單體電芯，包括；n個第一極片、n個第二極片、與第一極耳連接 的第一獨立極片W及與第二極耳連接的第二獨立極片，其中，n > 1且N為偶數，一個第一極 片與一個第二極片電連接構成極片對；所述第二獨立極片、n/2個極片對依次絕緣相連，構 成第一極片組，其餘n/2個極片對、所述第一獨立極片依次絕緣相連，構成第二極片組；所 述第一極片組、隔膜、第二極片組卷繞形成電芯。
[0008] 作為本實用新型高壓裡離子電池的單體電芯的一種改進，所述n > 1且為奇數， (n+l)/2個極片對依次絕緣相連，構成第一極片組，所述第二獨立極片、其餘（n-l)/2個極 片對、第一獨立極片依次絕緣相連，構成第二極片組，所述第一極片組、隔膜、第二極片組卷 繞形成電芯。
[0009] 作為本實用新型高壓裡離子電池的單體電芯的一種改進，所述極片對、第一獨立 極片、第二獨立極片間通過絕緣膠絕緣相連。
[0010] 由W上技術方案可知，本實用新型將一對正、負極片先進行電連接組成極片對，然 後將極片對進行非電連接，或者將極片對與帶極耳的獨立極片進行非電連接，得到極片組， 將極片組採用傳統卷繞工藝卷繞後即可得到高壓單體電芯。與傳統的將電芯進行串聯得到 高電壓電池組的方式相比，本實用新型將串聯整合於電芯內部，將極片串聯後得到的極片 組進行卷繞，使得單次卷繞後形成的單體電芯電壓達到現有多個單體電芯串聯所需實現的 高壓效果，一步到位，不僅簡化了工藝，而且由於沒有傳統工藝電芯串聯時的二次焊接，不 會增加新的內阻，內阻比傳統電芯串聯方式得到電池內阻更小，有助於提高電池組倍率放 電能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中需要使用的附圖做簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還 可W根據該些附圖獲得其他的附圖。
[0012] 圖1為本實用新型實施例極片的示意圖；
[0013] 圖2為本實用新型實施例極片對的結構示意圖；
[0014] 圖3為本實用新型實施例極片對的局部放大結構示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述，在詳述本實用新型實施例時，為便於 說明，表示器件結構的附圖會不依一般比例做局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此 不應限制本實用新型保護的範圍。需要說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非 精準的比例，僅用W方便、清晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0016] 如圖1、圖2及圖3所示，本實用新型的單體電芯包括多個正極片1和對應的多個 負極片2、一個與正極耳4相連的正獨立極片3 W及一個與負極耳6相連的負獨立極片5。 在W下實施例的說明中，W正極片作為第一極片，負極片作為第二極片進行說明，第一極片 和第二極片的極性相異，相應的，正極耳為第一極耳，負極耳為第二極耳，正獨立極片為第 一獨立極片，負獨立極片為第二獨立極片。當然，第一、第二極片、第一、第二極耳、第一、第 二獨立極片的極性也可相應互換。
[0017] 一個正極片1和一個負極片2之間通過電連接化）組成一個極片對A，若干的個極 片對A依次絕緣相連（a)構成極片組，極片組中還包括與極耳相連的獨立極片，將極片組與 隔膜一起採用傳統卷繞工藝卷繞後即形成本實用新型的單體電芯。
[0018] 下面結合具體實例來對本實用新型進行詳細說明。
[001引 實施例1
[0020] 如製備3.7袖V的單體電芯，其中n為偶數且n> 1，製備方法如下：
[0021] 1、採用傳統的烘乾對親等工藝製備n個正極片1 ;正1、正2、……、正n，製備n個 負極片2 ;負1、負2、......、負n ;
[0022] 2、製備與正極耳4相連的正獨立極片3 W及與負極耳6相連的負獨立極片5,其 中，正極耳4點焊連接在正獨立極片3上，負極耳6點焊連接在負獨立極片5上；
[0023] 3、將一個正極片1和一個負極片2點焊連接在一起形成極片對A，極片對中的正極 片與負極片之間為電（學）連接，即正1 一負1電連接形成一個極片對，正2-負2電連接 形成一個極片對，……、正n-負n電連接形成一個極片對，共得到n個極片對；
[0024] 4、依次將n/2個極片對A、正獨立極片3進行非電（學）連接，組成第一極片組，女口 採用絕緣膠通過貼膠方式將正1 一負1 (極片對）、正2-負2 (極片對）、……、正f-負^ (極片對）、正獨立極片依次絕緣相連；如n = 6時，將正1-負1、正2-負2、正3-負3、正 獨立極片依次相連組成第一極片組；
[00巧]5、依次將負獨立極片5、n/2個極片對A進行非電（學）連接，組成第二極片組，即 負獨立極片、正^ + 1-負f + 1、……、正n-負n依次絕緣相連；如n = 6時，負獨立極片、正 4一負4、正5-負5、正6-負6依次相連組成第二極片組；
[0026] 6、將步驟4得到的第一極片組、步驟5得到的第二極片組與隔膜一起，採用常規卷 繞工藝，包括正負極對位與極片包尾等，卷繞得到3. 7袖V單體電芯。
[0027] 實施例2
[002引對於製備3. 7袖V的單體電芯，其中n為奇數且n > 1，製備方法如下：
[0029] 1、製備n個正極片：正1、正2、……、正n，製備n個負極片：負1、負2、……、負 n ；
[0030] 2、製備與正極耳相連的正獨立極片W及與負極耳相連的負獨立極片，正極耳點焊 連接在正獨立極片上，負極耳點焊連接在負獨立極片上；
[0031] 3、將一個正極片和一個負極片點焊連接在一起形成極片對，極片對中的正極片與 負極片之間為電（學）連接，即正1-負1電連接形成一個極片對，正2-負2電連接形成 一個極片對，......、正n-負n電連接形成一個極片對，共形成n個極片對；
[0032] 4、依次將（n+l)/2個極片對進行非電（學）連接組成第一極片組，即正1-負1、 正2-負2、……、正^一負^依次絕緣相連；如n = 5時，將正1 一負1、正2-負2、正 3-負3依次相連組成第一極片組；
[003引 5、依次將負獨立極片、（n-l)/2個極片對、正獨立極片進行非電（學）連接組成第 二極片組，即負獨立極片、正^ + 1-負^ + 1、……、正n-負n依次絕緣相連；如n = 5 時，將負獨立極片、正4一負4、正5-負5、正獨立極片依次相連組成第二極片組；
[0034] 6、將步驟4得到的第一極片組、步驟5得到的第二極片組與隔膜一起，採用常規卷 繞工藝，包括正負極對位與極片包尾等，卷繞得到3. 7袖V單體電芯。
[00巧]在具體實現中，各正極片的容量設計也可W相同也可W不同，同樣的，各負極片的 容量設計也可W相同也可W不同，W上實施例的說明正、負極片的容量設計均為3. 7v。此 夕F，獨立極片中可根據需求設計極耳位置調整中也距與內阻，極片間連接方式也可W不同。 [0036] W上實施例僅用W說明本實用新型的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施 例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解，依然可W對本實 用新型的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和範圍的任何修 改或者等同替換，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍之中。
【權利要求】
1. 高壓鋰離子電池的單體電芯，其特徵在於，包括： n個第一極片、n個第二極片、與第一極耳連接的第一獨立極片以及與第二極耳連接的 第二獨立極片，其中，n > 1且N為偶數，一個第一極片與一個第二極片電連接構成極片對； 所述第二獨立極片、n/2個極片對依次絕緣相連，構成第一極片組，其餘n/2個極片對、 所述第一獨立極片依次絕緣相連，構成第二極片組； 所述第一極片組、隔膜、第二極片組卷繞形成電芯。
2. 如權利要求1所述的高壓鋰離子電池的單體電芯，其特徵在於：所述n彡1且為奇 數，（n+l)/2個極片對依次絕緣相連，構成第一極片組，所述第二獨立極片、其餘（n-l)/2個 極片對、第一獨立極片依次絕緣相連，構成第二極片組，所述第一極片組、隔膜、第二極片組 卷繞形成電芯。
3. 如權利要求1或2所述的高壓鋰離子電池的單體電芯，其特徵在於：所述極片對、第 一獨立極片、第二獨立極片間通過絕緣膠絕緣相連。
【文檔編號】H01M2/26GK204204947SQ201420591493
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】李本臻, 楊平, 張帆, 許漢良 申請人:珠海市鵬輝電池有限公司