一種鋰離子電池及聯(lián)體鋰離子電池組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單，提高過電流能力和散熱能力的鋰離子電池，包括內(nèi)芯和外殼，所述內(nèi)芯設(shè)有正極和負極，所述正極和負極分別設(shè)于內(nèi)芯對立的兩端，所述正極和負極的外側(cè)分別設(shè)有正極封口板和負極封口板，所述正極與正極封口板直接電連接，所述負極封口板的內(nèi)側(cè)設(shè)有第一負極匯流片，所述負極與第一負極匯流片直接電連接，所述負極封口板的外側(cè)設(shè)有第二負極匯流片，所述第一負極匯流片與負極封口板之間以及第二負極匯流片與負極封口板之間均設(shè)有絕緣層，所述正極封口板與第二負極匯流片采用同一材料制成。本實用新型同時還提供一種聯(lián)體鋰離子電池組，其由至少兩個上述的鋰離子電池串聯(lián)而成。
【專利說明】一種鋰離子電池及聯(lián)體鋰離子電池組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種鋰離子電池及聯(lián)體鋰離子電池組。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的鋰離子電池的單體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，鋰離子電池的組合結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示。其內(nèi)、外電流關(guān)系簡化公式為:Ι=Ι1+Ι2=Ι3+Ι4，Ι=Ι+Ι2’=Ι3’+Ι4’。鋰離子電池在單體內(nèi)部形成的電流12、12’、14、14’是彎道電路走向，而電流在外部也形成彎道電路走向，不利于電流匯集、電流走向與過電流。同時，電池內(nèi)部的熱量也不容易從內(nèi)部沿極柱傳遞出來。
[0003]如圖5所示，申請?zhí)枮镃N03124988.4的密封型蓄電池和電池模塊相比傳統(tǒng)的單體與模組略有改善，需要使用作為正極的凸起連接器與相鄰的另外一個電池的負極進行連接。連接往往為局限在幾個點的電連接，同時使用焊接技術(shù)，從而要求凸起的正極連接器的材料與另外一個電池的負極是同一種材料。而鋰離子電池的正極連接器材料是鋁，負極是銅，這種構(gòu)件與環(huán)境的銅鋁不能通過常規(guī)焊接來實現(xiàn)，因此無法在鋰離子電池行業(yè)實現(xiàn)。此外，其封口方式是將外殼開口部向內(nèi)側(cè)進行彎曲加工，通過覆蓋接合封口板的凸緣進行封口，不是電連續(xù)連接，也不利于熱量傳遞到殼體表面。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。
[0005]本實用新型的目的是提供 一種工藝簡單，提高過電流能力和散熱能力的鋰離子電池。
[0006]本實用新型的進一步目的是提供一種實現(xiàn)多個鋰離子電池串聯(lián)的聯(lián)體鋰離子電池組。
[0007]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種鋰離子電池，包括內(nèi)芯和外殼，所述內(nèi)芯設(shè)有正極和負極，所述正極和負極分別設(shè)于內(nèi)芯對立的兩端，所述正極和負極的外側(cè)分別設(shè)有正極封口板和負極封口板，所述正極與正極封口板直接電連接，所述負極封口板的內(nèi)側(cè)設(shè)有第一負極匯流片，所述負極與第一負極匯流片直接電連接，所述負極封口板的外側(cè)設(shè)有第二負極匯流片，所述第一負極匯流片與負極封口板之間以及第二負極匯流片與負極封口板之間均設(shè)有絕緣層，所述正極封口板與第二負極匯流片采用同一材料制成。
[0008]本實用新型在內(nèi)芯對立的兩端分別設(shè)有正極和負極,并采用正極封口板和負極封口板分別對正極和負極進行封口。多個鋰離子電池組合時，電流分別從兩端直接匯流出，電流在電池之間直接通過，不需要形成彎道電路走向，有利于過電流。正極與正極封口板直接電連接，負極與第一負極匯流片直接電連接，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的熱量傳遞以及電連接，有利于將電池內(nèi)部的熱量傳遞出來，同時也有利于過電流。[0009]在一個實施方式中，所述正極與正極封口板的表面結(jié)合處形成結(jié)合線并通過焊接連接，所述負極與第一負極匯流片的表面結(jié)合處形成結(jié)合線并通過焊接連接，工藝簡單，通過焊接實現(xiàn)連續(xù)的熱量傳遞以及電連接，提高過電流能力和散熱能力。
[0010]在一個實施方式中，所述正極封口板與外殼的結(jié)合處形成一條周結(jié)合線并通過焊接連接，所述負極封口板與外殼的結(jié)合處形成一條周結(jié)合線并通過焊接連接，工藝簡單，整個外殼作為一個較大的散熱體，進一步有利于將電池內(nèi)部的熱量傳遞出來，提高散熱能力。
[0011]在一個優(yōu)選實施方式中，所述焊接為激光焊接或電子束焊接。其中激光焊接為激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等激光參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池，從而實現(xiàn)焊接連接。當(dāng)然，在其他實施方式中，上述部件之間的連接也可采用其他焊接方式或連接方式連接。
[0012]在一個優(yōu)選實施方式中，所述第一負極匯流片、負極封口板和第二負極匯流片均設(shè)有圓孔并通過鉚釘鉚接，所述鉚釘依次穿過第一負極匯流片、負極封口板和第二負極匯流片的圓孔并扣入第二負極匯流片。更優(yōu)選地，所述鉚釘為銅柱。
[0013]在一個實施方式中，所述正極封口板、負極封口板和第二負極匯流片的材料為鋁，所述第一負極匯流片的材料為銅，所述絕緣層的材料為塑料。當(dāng)然，在其他實施方式中，上述部件也可采用其他具有類似導(dǎo)電或絕緣性能的材料。
[0014]本實用新型同時還提供一種聯(lián)體鋰離子電池組，其由至少兩個上述的鋰離子電池串聯(lián)而成。
[0015]在一個優(yōu)選實施方式中，一個鋰離子電池的正極封口板與相鄰另一個鋰離子電池的第二負極匯流片面連接，在邊緣結(jié)合處形成結(jié)合線并通過焊接連接。由于正極封口板與第二負極匯流片采用同一材料制成，因此可以使用常規(guī)的焊接技術(shù)(比如激光焊接)進行連接。
[0016]更優(yōu)選地，所述鋰離子電池的數(shù)量為2?12個。
[0017]本實用新型的有益效果是:
[0018]1、工藝簡單，便于制造組裝；
[0019]2、多個鋰離子電池組合時，電流分別從兩端直接匯流出，電流在電池之間直接通過，不需要形成彎道電路走向，有利于過電流；
[0020]3、正極與正極封口板直接電連接，負極與第一負極匯流片直接電連接，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的熱量傳遞以及電連接，有利于將電池內(nèi)部的熱量傳遞出來，同時也有利于過電流；
[0021]4、正極封口板與第二負極匯流片采用同一材料制成，因此可以使用常規(guī)的焊接技術(shù)(比如激光焊接)進行連接；
[0022]5、通過焊接實現(xiàn)連續(xù)的熱量傳遞以及電連接，提高過電流能力和散熱能力；
[0023]6、整個外殼作為一個較大的散熱體，進一步有利于將電池內(nèi)部的熱量傳遞出來，提聞散熱能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1、圖2是現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3、圖4是現(xiàn)有技術(shù)中聯(lián)體鋰離子電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中另一種聯(lián)體鋰離子電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。[0027]圖6是本實用新型一個實施例中正極封口板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7是本實用新型一個實施例中負極封口板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖8是圖7中A-A的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖9至圖11示意性顯示了內(nèi)芯的組裝示意圖。
[0031]圖12是本實用新型一個實施例中外殼的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖13是本實用新型一個實施例中內(nèi)芯與外殼的組裝示意圖。
[0033]圖14是本實用新型一個實施例中聯(lián)體鋰離子電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本實用新型的限制；為了更好說明實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型做進一步詳細說明。
[0036]如圖6至圖13所示，本實用新型的一種鋰離子電池，包括內(nèi)芯I和外殼2，所述內(nèi)芯I設(shè)有隔膜、電解質(zhì)、正極11和負極12，所述正極11和負極12分別設(shè)于內(nèi)芯對立的兩端，所述正極11和負極12的外側(cè)分別設(shè)有正極封口板13和負極封口板14，所述正極11與正極封口板13直接電連接，所述 負極封口板14的內(nèi)側(cè)設(shè)有第一負極匯流片15，所述負極12與第一負極匯流片15直接電連接，所述負極封口板14的外側(cè)設(shè)有第二負極匯流片16，所述第一負極匯流片15與負極封口板14之間以及第二負極匯流片16與負極封口板14之間均設(shè)有絕緣層17，所述正極封口板13與第二負極匯流片16采用同一材料制成。本實施例中，所述正極封口板13、負極封口板14和第二負極匯流片16的材料為鋁，所述第一負極匯流片15的材料為銅，所述絕緣層17的材料為塑料。
[0037]如圖9至圖13所示，本實施例中，本實用新型的鋰離子電池的工藝過程為:
[0038]1、用卷繞或?qū)盈B的常規(guī)方式制作電池內(nèi)芯1，內(nèi)芯的兩端分別為正、負極極耳，正、負極極耳在寬度方向平行；
[0039]2、把內(nèi)芯的多層正、負極極耳末端分別在厚度方向用普通超焊壓貼合在一起，分別形成長條形狀的電流匯流極耳各兩條，總厚度分別為多層正、負極極耳厚度總和的95.0%~99.9%，把多層正、負極極耳壓合，并分別沿垂直內(nèi)芯寬面的截面方向把正、負極極耳末端切整齊，形成正極11和負極12 ；
[0040]3、把正極11貼在正極封口板(正極匯流片)13表面，正極11與正極封口板13的表面結(jié)合處形成兩條結(jié)合線，然后通過常規(guī)激光焊接把兩條結(jié)合線縫合起來；
[0041]4、在第一負極匯流片15、負極封口板14和第二負極匯流片16上均設(shè)有圓孔，用塑料(如PP或PFA)通過注塑成型在負極封口板14兩側(cè)均形成絕緣層17，然后用銅柱18依次穿過第一負極匯流片15、負極封口板14和第二負極匯流片16的圓孔并扣入第二負極匯流片16中，第二負極匯流片16與負極封口板14平行且使用絕緣層17絕緣；
[0042]5、把負極12貼在第一負極匯流片15表面，負極12與第一負極匯流片15的表面結(jié)合處形成兩條結(jié)合線，然后通過常規(guī)激光焊接把兩條結(jié)合線縫合起來，這樣組裝成內(nèi)芯1，如圖11所示；
[0043]6、把內(nèi)芯I放入外殼2中，正極封口板13與外殼2的結(jié)合處形成一條周結(jié)合線b，負極封口板14與外殼2的結(jié)合處形成另一條周結(jié)合線a，然后用常規(guī)激光焊接分別把a、b兩條結(jié)合線縫合起來。
[0044]如圖14所示，本實用新型同時還提供一種聯(lián)體鋰離子電池組，其由至少兩個上述的鋰離子電池串聯(lián)而成。本實施例中，一個鋰離子電池的正極封口板13與相鄰另一個鋰離子電池的第二負極匯流片面16連接，在邊緣結(jié)合處形成一條周結(jié)合線。由于正極封口板13與第二負極匯流片16采用同一材料制成，因此可以使用常規(guī)的焊接技術(shù)(比如激光焊接)把結(jié)合線縫合起來，從而實現(xiàn)了一個單體鋰離子電池與另一個單體鋰離子電池的串聯(lián)連接，依次可以做多個單體鋰離子電池的連續(xù)連接，形成聯(lián)體鋰離子電池組。
[0045]本實施例中，所述鋰離子電池的數(shù)量為2?12個，例如3個。
[0046]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池，包括內(nèi)芯和外殼，所述內(nèi)芯設(shè)有正極和負極，其特征在于，所述正極和負極分別設(shè)于內(nèi)芯對立的兩端，所述正極和負極的外側(cè)分別設(shè)有正極封口板和負極封口板，所述正極與正極封口板直接電連接，所述負極封口板的內(nèi)側(cè)設(shè)有第一負極匯流片，所述負極與第一負極匯流片直接電連接，所述負極封口板的外側(cè)設(shè)有第二負極匯流片，所述第一負極匯流片與負極封口板之間以及第二負極匯流片與負極封口板之間均設(shè)有絕緣層，所述正極封口板與第二負極匯流片采用同一材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極與正極封口板的表面結(jié)合處形成結(jié)合線并通過焊接連接，所述負極與第一負極匯流片的表面結(jié)合處形成結(jié)合線并通過焊接連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極封口板與外殼的結(jié)合處形成一條周結(jié)合線并通過焊接連接，所述負極封口板與外殼的結(jié)合處形成一條周結(jié)合線并通過焊接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鋰離子電池，其特征在于，所述焊接為激光焊接或電子束焊接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的鋰離子電池，其特征在于，所述第一負極匯流片、負極封口板和第二負極匯流片均設(shè)有圓孔并通過鉚釘鉚接，所述鉚釘依次穿過第一負極匯流片、負極封口板和第二負極匯流片的圓孔并扣入第二負極匯流片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鉚釘為銅柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極封口板、負極封口板和第二負極匯流片的材料為鋁，所述第一負極匯流片的材料為銅，所述絕緣層的材料為塑料。
8.一種聯(lián)體鋰離子電池組，其特征在于，由至少兩個權(quán)利要求1至7任一項所述的鋰離子電池串聯(lián)而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聯(lián)體鋰離子電池組，其特征在于，一個鋰離子電池的正極封口板與相鄰另一個鋰離子電池的第二負極匯流片面連接，在邊緣結(jié)合處形成結(jié)合線并通過焊接連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聯(lián)體鋰離子電池組，其特征在于，所述鋰離子電池的數(shù)量為2?12個。
【文檔編號】H01M10/058GK203398232SQ201320534296
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】鄧江南, 梁偉雄, 李健, 李昶怡 申請人:廣州力柏能源科技有限公司