《鋰離子動力電池》是珠海銀隆新能源有限公司於2011年1月21日申請的專利，該專利的公布號為CN102610850B，授權公布日為2014年6月25日，發明人是覃毅、蔡惠群、張兵。
《鋰離子動力電池》提供一種鋰離子動力電池，電芯電場分布均勻，電池內阻小，比功率大，滿足實現高倍率放電要求。包括電池芯和包圍電池芯的殼體，電池芯中包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞或疊加方式排列連線，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間；其特徵在於：所述每一片正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；所述電池芯還包括有正極極板和負極極板分別位於正極片、隔離膜和負極片的兩端面；正極極耳延伸出正極集流體的外部並位於正極極板和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部並位於負極極板和負極集流體之間的間隙中。
2020年7月14日，《鋰離子動力電池》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《鋰離子動力電池》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：鋰離子動力電池
- 申請人：珠海銀隆新能源有限公司
- 申請日：2011年1月21日
- 申請號：2011100245912
- 公布號：CN102610850B
- 公布日：2014年6月25日
- 發明人：覃毅、蔡惠群、張兵
- 地址：廣東省珠海市吉大石花東路華景花園別墅1棟
- Int. Cl.：H01M10/0525(2010.01)I、H01M2/26(2006.01)I、H01M4/70(2006.01)I
- 代理人：李雙皓
- 代理機構：廣州華進聯合專利商標代理有限公司
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,
專利背景
鋰離子電池是繼MHNi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、無污染等優點成為新能源開發的重點研究領域。
2011年之前的的鋰離子電池中常用的極耳結構是在集流體上外接一極耳或在每一片或每一圈的集流體上附一同一位置的極耳，然後疊加在一起的極耳結構。由於極耳小，極耳分布不均勻，在大電流充放電時，極耳因電流過大而發熱，易產生安全問題。在大電流充放電時，極耳或者極柱連線部位若有氧化層、油污，或者極耳和極柱之間連線鬆動等，都不可避免的造成局部位置過熱，形成安全隱患，並且使電池的一致性差。
2011年前，工業上動力鋰離子電池的極耳（或極柱）與正負電極間的連線結構都是採用螺栓緊固連線、用超音波焊接。採用螺栓緊固連線在電池受到震動時容易鬆動，造成連線處接觸內阻增大、電池性能惡化，充放電過程中連線處發熱、甚至打火而造成電池有發生爆炸的危險；採用超音波焊接存在工藝複雜、成本較高、多層極板焊接時焊接不牢等現象。
發明內容
專利目的
《鋰離子動力電池》的目的在於提供一種鋰離子動力電池，電芯電場分布均勻，電池內阻小，比功率大，滿足實現高倍率放電要求。
技術方案
鋰離子電池，包括電池芯和包圍電池芯的殼體，電池芯中包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞或疊加方式排列連線，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間；其特徵在於：所述每一片正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；所述電池芯還包括有正極極板和負極極板分別位於正極片、隔離膜和負極片的兩端面；正極極耳延伸出正極集流體的外部並位於正極極板和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部並位於負極極板和負極集流體之間的間隙中。
所述正極集流體寬度尺寸不大於負極集流體寬度尺寸，負極集流體寬度尺寸小於隔離膜寬度尺寸。
所述正極極耳的厚度與正極集流體的厚度相同，所述負極極耳的厚度與負極集流體的厚度相同。
改善效果
《鋰離子動力電池》的鋰離子電池，由於每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；所述電池芯還包括有正極極板和負極極板分別位於正極片、隔離膜和負極片的兩端面；正極極耳延伸出正極集流體的外部並位於正極極板和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部並位於負極極板和負極集流體之間的間隙中。通俗地說，該發明提供的極耳結構和極耳的連線結構，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，減少了連線極耳的工序，有利於產業化使用，可以大大提高生產效率。該發明的極耳和極柱通過導電膠，與帶有極柱的極板衝壓密封，不需要通過常用的螺栓緊固連線或用超音波焊接，避免了因採用螺栓緊固連線在電池受到震動時容易鬆動，造成的連線處接觸內阻增大、電池性能惡化，充放電過程中連線處發熱、甚至打火而造成電池有發生爆炸的危險；以及採用超音波焊接存在工藝複雜、成本較高、多層極板焊接時焊接不牢等現象。
《鋰離子動力電池》適合於疊片型或卷繞型動力電池使用，採用該發明所提供的鋰離子動力電池的極耳結構，具有易操作、材料簡單，重量輕、成本低，功率密度大，生產效率高等優點。便於生產上連續生產，大大提高生產效率。
附圖說明
圖1是《鋰離子動力電池》鋰離子電池的正極極耳截面結構示意圖；
圖2是《鋰離子動力電池》鋰離子電池的環形鋰離子電池實施例的極耳連線結構示意圖；
圖3是《鋰離子動力電池》鋰離子電池的方形或圓柱形鋰離子電池實施例的極耳連線結構示意圖。
技術領域
《鋰離子動力電池》屬於鋰離子動力電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子動力電池的極耳結構及其連線方式。
權利要求
1.鋰離子動力電池，包括電池芯和包圍電池芯的殼體，電池芯中包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞或疊加方式排列連線，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間；其特徵在於：所述每一片正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；所述電池芯還包括有正極極板和負極極板分別位於正極片、隔離膜和負極片的兩端面；正極極耳延伸出正極集流體的外部並位於正極極板和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部並位於負極極板和負極集流體之間的間隙中；所述負極極耳材料為銅箔或鋁箔，與負極集流體材料相同；所述正極極柱與正極極板通過鉚接固定連線，所述正極極板與殼體通過密封膠（8）絕緣，並通過衝壓殼體端部密封連線；所述負極極柱與負極極板通過鉚接固定連線；所述負極極板與殼體通過密封膠絕緣，並通過衝壓殼體端部衝壓密封連線。
2.如權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特徵在於：所述正極集流體寬度尺寸不大於負極集流體寬度尺寸，負極集流體寬度尺寸小於隔離膜寬度尺寸。
3.如權利要求2所述的鋰離子動力電池，其特徵在於：所述正極極耳的厚度與正極集流體的厚度相同，所述負極極耳的厚度與負極集流體的厚度相同。
4.如權利要求2所述的鋰離子動力電池，其特徵在於：所述正極極耳的寬度尺寸為25毫米，所述負極極耳的寬度尺寸為25毫米。
5.如權利要求1至4中任一項所述的鋰離子動力電池，其特徵在於：所述正極片展開狀態時為平面片狀結構，包括有正極極耳（1）和正極集流體（2）連線為一體，正極極耳（1）和正極集流體（2）的長度尺寸相同，正極極耳（1）的寬度尺寸加上正極集流體（2）的寬度尺寸即等於正極片的寬度尺寸。
6.如權利要求5所述的鋰離子動力電池，其特徵在於：所述正極極耳（1）材料為鋁箔，與正極集流體（2）材料相同。
7.如權利要求5所述的鋰離子動力電池，其特徵在於：所述鋰離子電池為一種中空結構的鋰離子電池，所述殼體包括有環形結構的外殼（5）和環形結構的中空的內殼（6），正極集流體（2）、負極集流體（10）和隔離膜（13）平行卷繞排列位於外殼（5）和內殼（6）之間的空腔中；正極極板（4）和負極極板（12）均為圓環片狀結構，分別覆蓋於外殼（5）和內殼（6）的兩端，每一片正極極耳（1）的外端均與正極極板（4）連線，每一片負極極耳（9）的外端均與負極極板（12）連線；正極極板（4）的外端面設定有一個以上的正極極柱（3），所述正極極耳（1）與正極極柱（3）通過正極極板（4）連線導通，所述正極極柱（3）固定在正極極板（4）上，所述正極極板（4）與正極極耳（1）通過導電膠（7）密封連線；所述負極極耳（9）、負極極柱（11）與負極極板（12）的結構和連線方式與正極相同。
8.如權利要求5所述的鋰離子動力電池，其特徵在於：所述鋰離子電池為一種方形或圓柱形鋰離子電池，包括有外殼（5），正極集流體（2）、負極集流體（10）和隔離膜（13）平行排列位於外殼（5）的空腔中；正極極板（4）和負極極板（12）均為片狀結構，分別覆蓋於外殼（5）的兩端，每一片正極極耳的外端均與正極極板（4）連線，每一片負極極耳（9）的外端均與負極極板（12）連線；正極極板（4）的外端面設定有一個以上的正極極柱（3），所述正極極耳與正極極柱（3）通過正極極板（4）連線導通，所述正極極柱（3）固定在正極極板（4）上，所述正極極板（4）與正極極耳（1）通過導電膠（7）密封連線；所述負極極耳（9）、負極極柱（11）與負極極板（12）的結構和連線方式與正極相同。
實施方式
操作內容
《鋰離子動力電池》公開了一種鋰離子電池，包括電池芯和包圍電池芯的殼體，電池芯中包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞或疊加方式排列連線，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間；其特徵在於：所述每一片正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；所述電池芯還包括有正極極板和負極極板分別位於正極片、隔離膜和負極片的兩端面；正極極耳延伸出正極集流體的外部並位於正極極板和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部並位於負極極板和負極集流體之間的間隙中。
所述正極集流體寬度尺寸不大於負極集流體寬度尺寸，負極集流體寬度尺寸小於隔離膜寬度尺寸。
所述正極極耳的厚度與正極集流體的厚度相同，所述負極極耳的厚度與負極集流體的厚度相同。
所述正極極耳的寬度尺寸為25毫米，所述負極極耳的寬度尺寸為25毫米。可大大節省極耳材料，降低成本。
如圖1，正極片展開狀態時為平面片狀結構，包括有正極極耳1和正極集流體2連線為一體，正極極耳1和正極集流體2的長度尺寸相同，正極極耳1的寬度尺寸加上正極集流體2的寬度尺寸即等於正極片的寬度尺寸。
所述正極極耳1材料為鋁箔，與正極集流體2材料相同；不需要附加其他材料。
所述負極極耳材料為銅箔或鋁箔，與負極集流體材料相同；不需要附加其他材料。
實施案例
實施例一
如圖2，所述鋰離子電池為一種中空結構的鋰離子電池，所述殼體包括有環形結構的外殼5和環形結構的中空的內殼6，正極集流體2、負極集流體10和隔離膜13平行卷繞排列位於外殼5和內殼6之間的空腔中；正極極板4和負極極板12均為圓環片狀結構，分別覆蓋於外殼5和內殼6的兩端，每一片正極極耳1的外端均與正極極板4連線，每一片負極極耳9的外端均與負極極板12連線；正極極板4的外端面設定有一個以上的正極極柱3，所述正極極耳1與正極極柱3通過正極極板4連線導通，所述正極極柱3固定在正極極板4上，所述正極極板4與正極極耳1通過導電膠7密封連線；所述負極極耳9、負極極柱11與負極極板12的結構和連線方式與正極相同。
所述正極極柱3通過鉚接固定在正極極板4上，所述正極極板4與正極極耳1通過導電膠7密封連線；所述正極極板與內殼和外殼通過密封膠8絕緣，然後通過衝壓固定連線；所述負極極耳、負極極柱與負極極板的結構和連線方式與正極相同。
實施例二
如圖3，所述鋰離子電池為一種方形或圓柱形鋰離子電池，包括有外殼5，正極集流體2、負極集流體10和隔離膜13平行排列位於外殼5的空腔中；正極極板4和負極極板12均為片狀結構，分別覆蓋於外殼5的兩端，每一片正極極耳的外端均與正極極板4連線，每一片負極極耳9的外端均與負極極板12連線；正極極板4的外端面設定有一個以上的正極極柱3，所述正極極耳與正極極柱3通過正極極板4連線導通，所述正極極柱3固定在正極極板4上，所述正極極板4與正極極耳1通過導電膠7密封連線；所述負極極耳9、負極極柱11與負極極板12的結構和連線方式與正極相同。
所述正極極柱與正極極板通過鉚接固定連線，所述正極極板與殼體通過密封膠絕緣，並通過衝壓殼體端部密封連線；所述負極極柱與負極極板通過鉚接固定連線；所述負極極板與殼體通過密封膠絕緣，並通過衝壓殼體端部衝壓密封連線。
榮譽表彰
2020年7月14日，《鋰離子動力電池》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
