多芯結構的鋰離子電池的製作方法
2023-06-27 08:05:21
多芯結構的鋰離子電池的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多芯結構的鋰離子電池，其包括：電池外殼、容置於電池外殼中的電芯，以及填充於電池外殼中的電解液，其中，電芯包括具有第一電芯結構的第一電芯和與第一電芯通過隔離膜相連且具有第二電芯結構的第二電芯，通過隔離膜相連的第一電芯的極片與第二電芯的極片極性相反。本實用新型多芯結構的鋰離子電池中，電芯包括並聯的具有不同電芯結構的第一電芯和第二電芯，綜合了不同電芯結構的優點，在降低生產成本的同時，提高了鋰離子電池的電化學性能。此外，第一電芯通過隔離膜與第二電芯連接，減小了鋰離子電池的內阻，顯著提高了鋰離子電池的能量密度。
【專利說明】多芯結構的鋰離子電池
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於鋰離子電池製造領域，更具體地說，本實用新型涉及一種多芯結構的鋰離子電池。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著智能電子產品、儲能電源和電動汽車行業的快速興起，鋰離子電池的性能也不斷提高。新型電池材料的需求、新型生產工藝、卷芯結構的優化設計，對鋰離子電池性能的提升至關重要。
[0003]在鋰離子電池的設計中，通常需要根據產品需要設計具有不同電芯結構的電芯。目前，鋰離子電池所採用的電芯結構種類繁多，常見的有:卷繞式電芯、疊片式電芯、陰極卷繞陽極疊片式電芯、陽極卷繞陰極疊片式電芯，其中，尤以卷繞式電芯和疊片式電芯最為常見。
[0004]不同的電芯結構各有利弊，例如:卷繞式電芯結構工藝成熟,生產效率高,但卷繞式電芯的極片較長，容易導致電池內阻極化大，放電平臺低；此外，陰陽極的電子只能通過單一的極耳來傳導，難以完成大電流充放電，因此倍率性能差。
[0005]疊片式電芯結構採用多層極片堆疊而成，每層極片都通過單獨的極耳傳導電子，電池極化內阻小，電子傳導速度快，因而與卷繞式電芯相比，疊片式電芯的各項電化學性能較好。但是，目前疊片工藝尚不成熟，半自動或者全自動設備由於機械製造難度大一時難以普及。人工操作疊片工藝繁瑣，費時費力，製作成本較高。
[0006]可攜式電子產品使用的鋰離子電池通常為單電芯結構，動力電池電芯包含多個相同電芯結構的卷芯，但是，單一電芯結構的多電芯並聯設計，能量密度難以發揮到最佳水平，各電芯僅採用最簡單的並聯方式連接，性能難以得到有效提升。
[0007]有鑑於此，確有必要提供一種新型的多芯結構的鋰離子電池。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的在於:克服現有技術的缺陷，提供一種多芯結構的鋰離子電池，以提高鋰離子電池的電化學性能。
[0009]為了實現上述發明目的，本實用新型提供了一種多芯結構的鋰離子電池，其包括:電池外殼、容置於電池外殼中的電芯，以及填充於電池外殼中的電解液，其中，電芯包括具有第一電芯結構的第一電芯和與第一電芯通過隔離膜相連且具有第二電芯結構的第二電芯，通過隔離膜相連的第一電芯的極片與第二電芯的極片極性相反。
[0010]作為本實用新型多芯結構的鋰離子電池的一種改進，所述第一電芯和第二電芯為卷繞式電芯、疊片式電芯、陰極卷繞陽極疊片式電芯、陽極卷繞陰極疊片式電芯中任意兩種不同電芯結構的電芯。
[0011]作為本實用新型多芯結構的鋰離子電池的一種改進，所述第一電芯為卷繞式電芯，所述第二電芯為疊片式電芯。[0012]作為本實用新型多芯結構的鋰離子電池的一種改進，所述第一電芯和第二電芯捆綁固定。
[0013]作為本實用新型多芯結構的鋰離子電池的一種改進，所述第一電芯和第二電芯都設有獨立的極耳，極耳通過並聯方式連接。
[0014]相對於現有技術，本實用新型多芯結構的鋰離子電池具有以下優點:
[0015]1.電芯包括並聯的具有不同電芯結構的第一電芯和第二電芯,綜合了不同電芯結構的優點，在降低生產成本的同時，提高了鋰離子電池的電化學性能。
[0016]2.第一電芯通過隔離膜與第二電芯相連，減小了鋰離子電池的內阻，顯著提高了鋰離子電池的能量密度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型多芯結構的鋰離子電池及其有益效果進行詳細說明，附圖中:
[0018]圖1為本實用新型多芯結構的鋰離子電池的電芯的第一實施方式的結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型多芯結構的鋰離子電池的電芯的第二實施方式的結構示意圖。
[0020]圖3為本實用新型多芯結構的鋰離子電池的電芯的第三實施方式的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本實用新型的發明目的、技術方案及其技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型進行詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本實用新型，並非為了限定本實用新型。
[0022]第一實施方式
[0023]本實用新型多芯結構的鋰離子電池的第一實施方式包括電池外殼(未圖示)、容置於電池外殼中的電芯10,以及填充於電池外殼中的電解液(未圖不)。
[0024]第一實施方式中，電芯10的結構如圖1所示，其包括具有卷繞結構的第一電芯102和與第一電芯102並聯的具有疊片結構的第二電芯104，其中，第一電芯102以陰極鋁箔收尾，第一電芯102與第二電芯104接觸的空鋁箔區域塗覆有陰極活性材料。第二電芯104的最外層為陽極極片，第二電芯104的最外層陽極極片塗覆有陽極活性材料。第一電芯102與第二電芯104通過隔離膜20相連，第一電芯102與第二電芯104通過捆綁固定。
[0025]製作時，具有卷繞結構的第一電芯102的陰極片焊接鋁帶，具有疊片結構的第二電芯104的陽極片焊接鎳帶，且鋁帶和鎳帶的焊接位置保持一致；將第一電芯102和第二電芯104的陰極鋁帶焊接在鋁極耳上，第一電芯102和第二電芯104的陽極鎳帶焊接在鎳極耳上，鋁極耳、鎳極耳分別獨立設置並通過並聯方式連接；最後，將並聯後的電芯10裝入電池外殼中並填充電解液，組裝成鋰離子電池。
[0026]第二實施方式
[0027]本實用新型多芯結構的鋰離子電池的第二實施方式包括電池外殼(未圖示)、容置於電池外殼中的電芯10,以及填充於電池外殼中的電解液(未圖不)。
[0028]第二實施方式中，電芯10的結構如圖2所示，為由三個電芯組成的「三明治」結構電芯，其包括兩個位於外側具有卷繞結構的第一電芯102和位於兩個第一電芯102之間並分別與兩個第一電芯102並聯的具有疊片結構的第二電芯104,其中，兩個第一電芯102以陰極鋁箔收尾，兩個第一電芯102與第二電芯104接觸的空鋁箔區域分別塗覆有陰極活性材料；第二電芯104的最外層為陽極極片，最外層的陽極極片塗覆有陽極活性材料，兩個第一電芯102與第二電芯104分別通過隔離膜20相連,第一電芯102與第二電芯104通過捆
綁固定。
[0029]製作時，具有卷繞結構的第一電芯102的陰極片焊接鋁帶，具有疊片結構的第二電芯104的陽極片焊接鎳帶，且鋁帶和鎳帶的焊接位置保持一致；將第一電芯102和第二電芯104的陰極鋁帶焊接在鋁極耳上，第一電芯102和第二電芯104的陽極鎳帶焊接在鎳極耳上，鋁極耳、鎳極耳分別獨立設置並通過並聯方式連接；最後，將並聯後的電芯10裝入電池外殼中並填充電解液組裝成鋰離子電池。
[0030]第三實施方式
[0031]本實用新型多芯結構的鋰離子電池的第三實施方式包括電池外殼(未圖示)、收容於電池外殼中的電芯10，以及灌注於電池外殼中的電解液(未圖示)。
[0032]第三實施方式中，電芯10的結構如圖3所示，為由三個電芯組成的「三明治」結構電芯，其包括兩個位於外側具有疊片結構的第二電芯104和位於兩個第二電芯104之間並分別與兩個第二電芯104並聯的具有卷繞結構的第一電芯102，其中，第一電芯102以陰極鋁箔收尾，第一電芯102與第二電芯104接觸的空鋁箔區域塗覆有陰極活性材料；兩個第二電芯104的最外層為陽極極片，第二電芯104的最外層陽極極片塗覆有陽極活性材料。第一電芯102與兩個第二電芯104分別通過隔離膜20相連，三明治」結構層疊的第一電芯102與第二電芯104通過捆綁固定。
[0033]製作時，具有卷繞結構的第一電芯102的陰極片焊接鋁帶，具有疊片結構的第二電芯104的陽極片焊接鎳帶，且鋁帶和鎳帶的焊接位置保持一致；將第一電芯102和第二電芯104的陰極鋁帶焊接在鋁極耳上，第一電芯102和第二電芯104的陽極鎳帶焊接在鎳極耳上，鋁極耳、鎳極耳分別獨立設置並通過並聯方式連接；最後，將並聯後的電芯10裝入電池外殼中並填充電解液組裝成鋰離子電池。
[0034]結合以上對本實用新型實施方式的詳細描述可以看出，相對於現有技術，本實用新型多芯結構的鋰離子電池具有以下優點:
[0035]1.電芯包括並聯的具有不同電芯結構的第一電芯和第二電芯,綜合了不同電芯結構的優點，在降低生產成本的同時，提高了鋰離子電池的電化學性能。
[0036]2.第一電芯通過隔離膜與第二電芯相連，減小了鋰離子電池的內阻，顯著提高了鋰離子電池的能量密度。
[0037]雖然在說明書中僅以並聯的具有卷繞結構的第一電芯和具有疊片結構的第二電芯為例對本實用新型進行了說明，但是，可以理解的是，根據本實用新型的揭示和教導，本領域的技術人員也可以採用其他不同結構的電芯並聯，例如，採用卷繞式電芯、疊片式電芯、陰極卷繞陽極疊片式電芯、陽極卷繞陰極疊片式電芯中的任意兩種具有不同結構的電芯進行並聯，只要任意兩個相鄰電芯之間通過隔離膜相連，且相鄰電芯接觸面上的集流體上塗覆有極性相反的活性材料即可。此外，不同電芯結構的電芯的數量並不局限於2個和3個，也可以根據需要，採用更多個不同電芯結構的電芯的並聯。
[0038]說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。
【權利要求】
1.一種多芯結構的鋰離子電池,其特徵在於:包括電池外殼、容置於電池外殼中的電芯，以及填充於電池外殼中的電解液，其中，電芯包括具有第一電芯結構的第一電芯和與第一電芯通過隔離膜相連且具有第二電芯結構的第二電芯，通過隔離膜相連的第一電芯的極片與第二電芯的極片極性相反。
2.根據權利要求1所述的多芯結構的鋰離子電池，其特徵在於:所述第一電芯和第二電芯為卷繞式電芯、疊片式電芯、陰極卷繞陽極疊片式電芯、陽極卷繞陰極疊片式電芯中任意兩種不同電芯結構的電芯。
3.根據權利要求2所述的多芯結構的鋰離子電池，其特徵在於:所述第一電芯為卷繞式電芯，所述第二電芯為疊片式電芯。
4.根據權利要求1所述的多芯結構的鋰離子電池，其特徵在於:所述第一電芯和第二電芯捆綁固定。
5.根據權利要求1所述的多芯結構的鋰離子電池，其特徵在於:所述第一電芯和第二電芯都設有獨立的極耳，極耳通過並聯方式連接。
【文檔編號】H01M10/058GK203574066SQ201320787025
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】陳偉 申請人:寧德新能源科技有限公司