鏈式鋰離子電池組的製作方法
2023-04-27 21:04:36 1
鏈式鋰離子電池組的製作方法
【專利摘要】本發明涉及鋰電池領域，公開了一種鏈式鋰離子電池組。其包括至少兩個扣式鋰離子電池，各所述扣式鋰離子電池的正、負極端子之間分別連接有金屬鏈條，各所述金屬鏈條將各所述扣式鋰離子電池串聯或者並聯連接。應用該技術方案更加便於鋰離子電池組的安裝以及攜帶。
【專利說明】鏈式鋰離子電池組
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰離子電池領域，特別涉及一種鏈式鋰離子電池組。
【背景技術】
[0002]紐扣式電池(Button Cell)又稱扣式鋰離子電池，其是指外形尺寸像一顆小紐扣一樣大小的非矩形鋰離子電池。目前的扣式鋰離子電池一般為圓形，且厚度較薄。
[0003]現有技術的扣式鋰離子電池的製作主要是，通過卷繞工藝得到圓柱狀卷繞電芯，然後將該圓柱狀卷繞電芯壓製成方形的扁平狀，裝配到圓形的殼體中，得到外形圓形或者類似圓形的扣式電池，在將卷繞電芯體裝配於殼體中後，將連接在該方形扁平狀卷繞體的寬度端部的負極耳焊接到殼體的負極底蓋上，負極底蓋與殼體的外殼焊接連接，殼體作為電池的負極，將連接在該方形扁平狀卷繞體的寬度端部的正極耳焊接在通過絕緣片與殼體間隔的正極上蓋上，該正極上蓋與殼體上的正極輸出端子連接。
[0004]在研究本發明的過程中，本發明人發現現有技術至少存在以下缺陷:
[0005]1、現有技術中的扣式鋰離子電池的容量較低，放電性能較差，限制了扣式鋰離子電池的應用，也越來越無法滿足人們對高容量和高倍率電池的需求。
【發明內容】
[0006]本發明的第一目的在於提供一種鏈式鋰離子電池組，應用該技術方案更加便於鋰離子電池組的安裝以及攜帶。
[0007]本實施例提供的一種鏈式鋰離子電池組，包括至少兩個扣式鋰離子電池，
[0008]各所述扣式鋰離子電池的正、負極端子之間分別連接有金屬鏈條，
[0009]各所述金屬鏈條將各所述扣式鋰離子電池串聯或者並聯連接。
[0010]可選地，各所述金屬鏈條均為自熔斷式保險絲，當所述金屬鏈條的溫度達到預定的溫度時，所述金屬鏈條自動熔斷。
[0011]可選地，還包括電量顯示裝置，所述電量顯示裝置與各所述扣式鋰離子電池的電路保護板連接，用於顯示當前所述鏈式鋰離子電池的電量。
[0012]可選地，所述扣式鋰離子電池包括:疊片電芯體，以及殼體，所述疊片電芯體封裝在所述殼體內，
[0013]所述疊片電芯體包括至少兩正極片、負極片以及隔膜，所述隔膜間隔在任意兩所述正極片與負極片之間；
[0014]各所述正極片、以及負極片的兩縱向邊緣分別為相對向外凸起的弧形邊緣，各所述正極片以及負極片的兩寬度邊緣分別為水平邊緣，在其中一水平邊緣的端部還沿縱向延伸有一極片延伸部，
[0015]在所述疊片電芯體上，各所述正極片、負極片的兩寬度端部的水平邊緣分別正對層疊，各所述正極片、負極片的所述極片延伸部分別相對地位於所述疊片電芯體的兩寬度端部。[0016]可選地，位於所述疊片電芯體厚度方向的頂部以及底部的極片均為:單面塗覆的所述負極片，
[0017]各所述單面塗覆的所述負極片的集流體金屬裸面露於所述疊片電芯體外層，且與所述殼體的負極面蓋面對面焊接連接；
[0018]各所述負極片的極片延伸部相互焊接連接，且未與所述負極面蓋焊接連接。
[0019]可選地，各所述正極片的極片延伸部相互焊接連接後焊接在所述殼體的正極端子上，所述正極端子與所述疊片電芯體之間間隔有絕緣層。
[0020]可選地，所述隔膜間隔在任意兩所述正極片與負極片之間，具體是，
[0021]各所述正極片分別裝在各隔膜袋中，各所述隔膜袋的兩縱向邊緣分別為相對向外凸起的弧形邊緣，
[0022]各所述隔膜袋的兩寬度邊緣分別為水平邊緣，
[0023]各所述正極片的所述極片延伸部分別從各所述隔膜袋的一寬度邊緣伸出，
[0024]各所述裝有所述正極片的所述隔膜袋分別與各所述負極片層疊。
[0025]可選地，在各所述隔膜的頂面以及底面分別塗覆有聚偏氟乙烯層，位於各所述隔膜頂面以及底面的各所述正極片、負極片分別與各所述聚偏氟乙烯層粘結連接。
[0026]可選地，所述殼體為圓形、橢圓形。
[0027]由上可見，應用本發明技術方案，相對於現有技術的鋰離子電池組，採用本實施例的技術方案可以得到形狀更加靈活的鋰離子電池組，更加適應人們的用電需要，譬如可以將該電池組設置為可卡扣的環狀，用戶可以作為手鍊佩戴於手上，便於隨時攜帶事先對可攜式電子設備的隨時充電。
[0028]作為本實施例的示意，可以選用自自熔斷式保險絲作為本實施例的金屬鏈條，當金屬鏈條的溫度達到預定的溫度時，金屬鏈條自動熔斷，從而斷開該鋰離子電池組的扣式電池連接，實現電池組的過溫自動保護，有利於提高用電安全性。
[0029]作為本實施例的示意，還可以在該鏈式鋰離子電池組上設置電量顯示裝置，使該電量顯示裝置與各扣式鋰離子電池的電路保護板的控制器連接，用於在該電量顯示裝置上進一步顯示當前鏈式鋰離子電池的電量。進一步方便人們隨時了解當前電量，方便及時充電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明的不當限定，在附圖中:
[0031]圖1為本發明實施例1提供的鏈式鋰離子電池組的結構示意圖。
[0032]圖2為本發明實施例2-5提供可應用於鏈式鋰離子電池組中的正極片結構示意圖；
[0033]圖3為本發明實施例2-5提供可應用於鏈式鋰離子電池組中的負極片結構示意圖；
[0034]圖4為本發明實施例3提供可應用於鏈式鋰離子電池組中的裝有正極片的隔膜袋的結構不意圖；
[0035]圖5為本發明實施例2-5提供可應用於鏈式鋰離子電池組中的扣式鋰離子電池的結構示意圖。[0036]附圖標記:[0037]100:扣式鋰離子電池；101:正極片；102:負極片；[0038]103:隔I旲袋；1011:弧形邊緣；1012:弧形邊緣[0039]1013:水平邊緣；1014:水平邊緣；1015:極片延伸部[0040]1016:極片延伸部；1031:寬度邊緣；1032:寬度邊緣；[0041]1033:水平邊緣；1034:水平邊緣；601:金屬鏈條。
【具體實施方式】
[0042]下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。
[0043]實施例1:
[0044]參見圖1所示，本實施例提供了採用扣式鋰離子電池組組成的一種鏈式鋰離子電池組。
[0045]具體是在各扣式鋰離子電池100的正極端子、負極端子之間分別連接金屬鏈條601，通過金屬鏈條601將各扣式鋰離子電池100連接在一起組成弧形、環形或者圓形等任意形狀，從而將各扣式鋰離子電池100進行串聯或者並聯或者串並聯組合連接得到本實施例的鏈式鋰離子電池組。
[0046]其中，本實施例的金屬鏈條601可以為剛性金屬鏈條601，也可以為軟性金屬鏈條601。該金屬鏈條601可以為裸金屬，也可以在該金屬鏈條601的外周包裹有絕緣層。
[0047]由上可見，相對於現有技術的鋰離子電池組，採用本實施例的技術方案可以得到形狀更加靈活的鋰離子電池組，更加適應人們的用電需要，譬如可以將該電池組設置為可卡扣的環狀，用戶可以作為手鍊佩戴於手上，便於隨時攜帶事先對可攜式電子設備的隨時充電。
[0048]作為本實施例的示意，可以選用自自熔斷式保險絲作為本實施例的金屬鏈條601，當金屬鏈條601的溫度達到預定的溫度時，金屬鏈條601自動熔斷，從而斷開該鋰離子電池組的扣式電池連接，實現電池組的過溫自動保護，有利於提高用電安全性。
[0049]作為本實施例的示意，還可以在該鏈式鋰離子電池組上設置電量顯示裝置，使該電量顯示裝置與各扣式鋰離子電池100的電路保護板的控制器連接，用於在該電量顯示裝置上進一步顯示當前鏈式鋰離子電池的電量。進一步方便人們隨時了解當前電量，方便及時充電。
[0050]實施例2:
[0051]參見圖2-5所示。
[0052]本實施例提供了一種可以應用到實施例1中的鏈式鋰離子電池組中的扣式鋰離子電池100，該電池主要包括:殼體以及封裝在殼體內的疊片電芯體。
[0053]本實施例扣式鋰離子電池100的疊片電芯體主要由至少兩正極片101、負極片102以及隔膜層疊組成。其中在每層正極片101、負極片102之間分別間隔有一層隔膜。本實施例的正極片101、負極片102分別呈蘋果形而非現有技術的矩形。
[0054]具體是，各正極片101、負極片102的兩縱向邊緣分別為相對向外凸起的弧形邊緣1011、1012，就好像蘋果的兩邊向外凸起的凸弧一樣，各所述正極片101以及負極片102的兩寬度邊緣分別為水平邊緣1013、1014，並且在其中一水平邊緣1013的端部還沿縱向延伸有一極片延伸部，該極片延伸部就好像蘋果的果柄一樣。
[0055]在進行疊片電芯體層疊時，使層疊的正極片101、負極片102的兩寬度端部的水平邊緣1012、1013相對上下正對層疊，並且使各正極片101的各極片延伸部1015從疊片電芯體的一寬度端部伸出，負極片102的各極片延伸部1016從疊片電芯體的另一寬度端部伸出，使在疊片電芯體上，正極片101、負極片102的極片延伸部1015、1016分別從疊片電芯體的前端以及後端分別相對伸出。
[0056]在得到疊片電芯體後，將該疊片電芯體封裝在扣式電池的殼體內。
[0057]由上可見，應用本實施例結構，相對於現有技術，特別是相對於採用扁平狀的卷繞電芯體製成的扣式鋰離子電池100，由於本實施例採用極片呈蘋果形的極片疊片製成的疊片電芯體，且本實施例的疊片電芯體的左右邊緣分別呈向外突出的弧形，其在裝配在殼體後，本實施例疊片電芯體能充分利用殼體內的有效空間，儘量提高正極片101、負極片102的極片面積，有利於在有限尺寸的扣式電池的基礎上提高鋰離子電池的容量；
[0058]另外,本實施例疊片電芯體內上的正極片101、負極片102的兩寬度端部分別為水平邊緣，且正極片101、負極片102的極片延伸部分別從疊片電芯體的兩寬度端部伸出，故在極片設計時可以有利於增大極片兩縱向寬度的弧形邊緣1011、1012，縮短其寬度端部的水平邊緣的長度以最大限度的提高極片的面積，還能確保在疊片時，通過各極片寬度端部的水平邊緣的上下正對層疊而有利於疊片的定位，提高疊片的工藝準確性以及可控性，提高疊片工藝的工藝效率，提高疊片電芯體的批次一致性，減少不良率。
[0059]實施例3:
[0060]本實施例與實施例3的不同之處主要在於:
[0061]作為本實施例的示意，在本實施例中還可以採用僅單面塗覆有負極材料的負極片102作為疊片在疊片電芯體的頂面以及底面的極片，並且使該單面塗覆的負極片102的集流體金屬裸面位於疊片電芯體的頂面以及底面的最外層。在將疊片電芯體裝在殼體內後，將靠近殼體作為負極面蓋的端面的負極片102的集流體金屬裸面對面地焊接到殼體的端面上，這時僅僅需要將負極片102的各極片延伸部相互焊接連接而無需將各負極片102的極片延伸部與殼體的端面焊接即可實現各負極片102與殼體的電性連接，殼子作為扣式鋰離子電池100的負極輸出端子。
[0062]在本實施例中，採用上述的示意結構，由於將位於疊片電芯體的最外層設置為負極片102，且使該最外層的負極片102的外露面未塗覆電極材料，即為負極片102的集流體金屬裸面，在進行負極連接時，僅需要將各負極片102的極片延伸部相互焊接(各負極片102的極片延伸部無需通過負極連接件或者不通過負極連接件焊接到殼體上)，然後負極片102的集流體金屬裸面與殼體端面焊接的工藝即可實現負極與殼體的連接。
[0063]相對於現有技術中負極片102的極耳先焊接到與殼體連接的負極連接件上各負極片102通過該負極連接件實現與殼體的連接的技術方案，採用本實施例技術方案能在不使用負極連接件的基礎上實現負極與殼體的直接連接從而能減少空間有限的殼體內的附件，有利於將該將節省的空間供疊片電芯體有效利用，有利於提高尺寸規格受限的扣式鋰離子電池100的電池容量；並且減少負極片102的負極材料塗覆面積的基礎上，反而進一步提高電池的容量，且應用本實施例技術方案，負極片102與殼體的連接接觸面積更大，連接更為牢固，有利於減少該扣式鋰離子電池100的內阻，提高放電效率。
[0064]在本實施例中，可以選用雙面塗覆的正極片101，並且可以採用雙面塗覆的負極片102作為層疊在疊片電芯體內部的負極片102，具體需要根據實際電池容量以及設計需要。
[0065]作為本實施的示意，本實施例疊片電芯體的正極片101與殼體的正極端子的連接可以採用以下的技術方案:
[0066]將各正極片101的極片延伸部相互焊接連接，然後將該相互焊接在一起的極片延伸部焊接在殼體的正極端子上，其中該正極端子與殼體之間間隔有絕緣層，從而將正極與殼體上的正極端子電性連接。
[0067]實施例4:
[0068]本實施例與實施例3的不同之處主要在於:在本實施例中採用正極片101隔膜裝袋工藝，具體如下:
[0069]參見圖3所示，在進行疊片前，首先將各正極片101分別裝入各隔膜袋103中，其中，本實施例的隔膜袋103的結構如下:各隔膜袋103的兩縱向邊緣分別為與正極片101的兩縱向邊緣相匹配的相對向外凸起的弧形邊緣1031、1032，兩寬度邊緣分別為水平邊緣1033、1034。使在往每隔膜袋103裝入正極片101後，各正極片101寬度端部的極片延伸部伸1015出在隔膜袋103的寬度邊緣1034外。在將各正極片101裝入隔膜袋103後，使各裝有正極片101的隔膜袋103分別與各負極片102進行層疊即可得到本實施例的疊片電芯體。
[0070]採用本實施例的隔膜裝袋工藝能夠進一步提高疊片的工藝效率。
[0071]實施例5:
[0072]本實施例與實施例4的不同之處主要在於:
[0073]本實施例各隔膜的頂面以及底面分別塗覆有聚偏氟乙烯層(PoIyvinyI ideneFluoride，簡稱PVDF)，位於各隔膜頂面以及底面的各正極片101、負極片102分別與各隔膜的各PVDF層粘結連接。
[0074]這樣在電池化成的過程中，隔膜兩面的PVDF層處於半熔融狀態而與其兩邊的正極片101以及負極片102粘結在一起，有利於進一步提聞置片電芯體的結構穩定性。
[0075]需要說明的是，各實施例的扣式鋰離子電池100可以為扁平狀圓形或者橢圓形或者其他類似圓形的的扣式鋰離子電池100。
[0076]實驗數據分析:
[0077]為了進一步說明本實施例的技術效果，以下進行製備直徑為:30毫米，厚度為32毫米:的扣式鋰離子電池100，並對這些扣式鋰離子電池100進行實驗數據比對分析:
[0078]對比例1:扣式電池採用扁平狀卷繞電芯體，卷繞電芯體的角與殼體相牴觸；
[0079]對比例2:扣式電池採用方形的疊片電芯體，疊片電芯體的角與殼體相牴觸；
[0080]實施例1:扣式電池採用本發明實施例2的疊片電芯體；
[0081]實施例2:扣式電池採用本發明實施例3的疊片電芯體；
[0082]實施例3:扣式電池採用本發明實施例5的疊片電芯體；
[0083]分別抽樣上述各扣式電池的採樣十個，對抽樣進行測試，得到以下表一所示的實驗數據:[0084]表一:實驗數據比對分析表
【權利要求】
1.一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，包括至少兩個扣式鋰離子電池，各所述扣式鋰離子電池的正、負極端子之間分別連接有金屬鏈條，各所述金屬鏈條將各所述扣式鋰離子電池串聯或者並聯連接。
2.根據權利要求1所述的一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，各所述金屬鏈條均為自熔斷式保險絲，當所述金屬鏈條的溫度達到預定的溫度時，所述金屬鏈條自動熔斷。
3.根據權利要求1或2所述的一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，還包括電量顯示裝置，所述電量顯示裝置與各所述扣式鋰離子電池的電路保護板連接，用於顯示當前所述鏈式鋰離子電池的電量。
4.根據權利要求1或2所述的一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，所述扣式鋰離子電池包括:疊片電芯體，以及殼體，所述疊片電芯體封裝在所述殼體內，所述疊片電芯體包括至少兩正極片、負極片以及隔膜，所述隔膜間隔在任意兩所述正極片與負極片之間；各所述正極片、以及負極片的兩縱向邊緣分別為相對向外凸起的弧形邊緣，各所述正極片以及負極片的兩寬度邊緣分別為水平邊緣，在其中一水平邊緣的端部還沿縱向延伸有一極片延伸部，在所述疊片電芯體上，各所述正極片、負極片的兩寬度端部的水平邊緣分別正對層疊，各所述正極片、負極片的所述極片延伸部分別相對地位於所述疊片電芯體的兩寬度端部。
5.根據權利要求4所述的一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，位於所述疊片電芯體厚度方向的頂部以及底部的極片均為:單面塗覆的所述負極片，各所述單面塗覆的所述負極片的集流體金屬裸面露於所述疊片電芯體外層，且與所述殼體的負極面蓋面對面焊接連接；各所述負極片的極片延伸部相互焊接連接，且未與所述負極面蓋焊接連接。
6.根據權利要求4所述的一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，各所述正極片的極片延伸部相互焊接連接後焊接在所述殼體的正極端子上，所述正極端子與所述疊片電芯體之間間隔有絕緣層。
7.根據權利要求4所述的一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，所述隔膜間隔在任意兩所述正極片與負極片之間，具體是，各所述正極片分別裝在各隔膜袋中，各所述隔膜袋的兩縱向邊緣分別為相對向外凸起的弧形邊緣，各所述隔膜袋的兩寬度邊緣分別為水平邊緣，各所述正極片的所述極片延伸部分別從各所述隔膜袋的一寬度邊緣伸出，各所述裝有所述正極片的所述隔膜袋分別與各所述負極片層疊。
8.根據權利要求4所述的一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，在各所述隔膜的頂面以及底面分別塗覆有聚偏氟乙烯層，位於各所述隔膜頂面以及底面的各所述正極片、負極片分別與各所述聚偏氟乙烯層粘結連接。
9.根據權利要求4所述的一種鏈式鋰離子電池組，其特徵是，所述殼體為圓形、橢圓形。
【文檔編號】H01M10/058GK103456912SQ201310418782
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】周曉玲, 何安軒, 殷振國 申請人:深圳市格瑞普電池有限公司