一种叠片电池极组包、电芯、电池系统及用电设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种叠片电池极组包、电芯、电池系统及用电设备。本实用新型专利技术一种叠片电池极组包由至少两个单极组构成，从左至右每相邻的两个单极组进行组合形成多个极组包；每个极组包中的一个极组A的极组两侧均是负极片结束隔膜收尾，极组包的另一个极组B的收尾结构是接触极组A侧的极组B以正极片结束隔膜收尾，另外一侧以负极片结束隔膜收尾；单极组B正极侧与单极组A接触并联成改善后极组包；每个极组包的四个侧面均用胶带进行固定，每个极组包中两个极组的隔膜收尾胶带均分布在非接触的背面。本实用新型专利技术不用对现有设备和工装进行大幅度更改，仅需对叠片和装配工艺进行优化便可达到目的，操作简单，改造成本低，改善效果明显。显。显。

【技术实现步骤摘要】
一种叠片电池极组包、电芯、电池系统及用电设备


[0001]本技术涉及大容量电池制造领域，更具体的说，涉及一种高能量密度的叠片电池极组包。

技术介绍

[0002]大容量电池具有更高的空间利用率和更高的能量密度，在电动车，储能电站，户外电源等领域具有广泛的作用。从极组结构上划分，分为卷绕结构极组和叠片结构极组。而叠片结构的电池受叠片机的局限，单极组正、负极层数和厚度有上限，因此，为了组成大容量的电池，需要多个单极组组成多极组的极组包，再并联焊在电池盖上组成大容量电池。
[0003]通常大容量电池的极片涂覆方式都是连续涂覆，单极组正负极片叠片结构都是以负极片结束以隔膜收尾。以四极组的电池为例，两个单极组先组合成极组包，然后两个极组包构成成品电池极组焊接在电池盖上。但这种组合方式会造成单极组两个大面上收尾的不对正极侧负极片不参与充放电过程的脱嵌锂反应，会增加极组的厚度和电芯的重量，因此会降低电芯的能量密度，增加壳内极组的受力，增大极组入壳比，影响电芯循环寿命。
[0004]现有动力叠片电池大多是采用连续涂覆制作的极片，因此负极片两侧均涂有负极材料。当前叠片机的能力有限，叠片超过一定的层数就会出现正极片、负极片、隔膜之间的对齐度不良会急剧增加，造成良品率急剧下降。为了获得更大的单体电芯容量，通常需要多个单极组并联成极组包。因此每两个极组并联，并联处多出两个负极的单侧无法利用。不仅浪费材料、降低能量密度，还造成极组厚度加厚、充放电循环受力加大。现有叠片电池极组包由多个单极组并联而成，每两个并联的极组包中间，就会多出一层负极材料和一层集流体。

技术实现思路

[0005]本技术目的是，解决现在大容量锂离子电池现有极组包方式能量密度低、极组受力大的不足，提供一种新的极组结构和极组包组成方式，解决传统多极组结构的电芯能量密度低，极组受力大的问题。
[0006]本技术的技术方案：
[0007]本技术高能量密度的叠片电池极组包，由至少两个单极组构成，多个单极组从左至右依次排列，从左至右每相邻的两个单极组进行组合形成多个极组包；每个极组包中的一个极组A的正负极片叠片收尾结构是负极片包覆正极片，极组两侧是负极片，最终以隔膜打包收尾，极组包的另一个极组B的收尾结构是接触极组A侧的极组B以正极片结束隔膜收尾，另外一侧以负极片结束隔膜收尾，极组B的正极片层数和极组A的正极片层数一样，极组B的负极片和隔膜层数比极组A的负极片和隔膜层数少一层；单极组B正极侧与单极组A接触并联成改善后极组包；每个极组包的四个侧面均用胶带进行固定，每个极组包中两个极组的隔膜收尾胶带均分布在非接触的背面。
[0008]极组A和极组B的并联方式是极组A的正极耳和极组B的正极耳对齐，极组A的负极
耳和极组B的负极耳对齐，然后将两个极组接触，将极组A的正极耳和负极耳分别与极组B的正极耳和负极耳焊接在一起，极组包的四个侧面用胶带打包固定在一起形成并联的极组包。
[0009]由三个单极组构成，单极组B、单极组A、单极组B从左至右依次排列，位于两侧的单极组B正极侧与单极组A接触并联。
[0010]由四个单极组构成的两个改善后的极组包并联成全极组包。
[0011]两个改善后的极组包并联成全极组包，将两个改善的极组包平行叠在一起，将两个改善的极组包的正极耳与正极耳对齐，负极耳与负极耳对齐，然后将所有的正极耳焊接，所有的负极耳焊接后，形成全极组包。
[0012]一种电池电芯，由多个以上所述的全极组包构成。
[0013]一种电池系统，由多个以上所述的电池电芯构成。
[0014]一种用电设备，由多个以上所述的电池系统构成。
[0015]本技术的优点是：
[0016]1.相比于N层正极片/N+1层负极片的极组包，本技术设计的极组包在容量不降低的前提下，总体厚度上可以减薄一个负极片和一片隔膜的厚度，总重量可以减重一个负极片和一片的隔膜的重量，注液空间可以提升一个负极片和一片隔膜的体积，达到减重、减厚、增加注液量、减少极组受力的效果，进而达到提升电芯能量密度，提升循环性能的目的。
[0017]2.本技术不用对现有设备和工装进行大幅度更改，仅需对叠片和装配工艺进行优化便可达到目的，操作简单，改造成本低，改善效果明显。
[0018]本技术通过改变单极组正负极片收尾方式和极组包的组成方式能够提升叠片电池能量密度，降低极组厚度，提升循环性能。
[0019]本技术技术方案带来的有益效果
[0020](1)本技术提供的两个单极组并联的极组包相比于常规的极组包近似少了一片负极片，因此极组包重量也少了一个负极片的重量，在容量不衰减的情况下，可以提升整体电芯的重量能量密度。
[0021](2)本技术提供的两个单极组并联的极组包相比于常规的极组包近似少了一片负极片，因此在厚度上也少了一层负极片的厚度，极组包的厚度和体积更小，壳内极组包与电池壳壁的间隙更大，可以注入更多的电解液，能够支持更长的循环寿命。在电池壳内厚度不变的情况下，极组包变薄可以使极组在循环膨胀的时候，受到的电池壳的压力减小，更小的压力可以延长循环寿命。
附图说明
[0022]图1是改善前的单极组结构(极组A)主视图；
[0023]图1a是改善前的单极组结构(极组A)侧视图；
[0024]图2是改善前的单极组包结构主视图；
[0025]图2a是改善前的单极组包结构侧视图；
[0026]图3是本申请一种实施方式提供的改善后的单极组结构(极组B)主视图；
[0027]图3a是本申请一种实施方式提供的改善后的单极组结构(极组B)侧视图；
[0028]图4是本申请一种实施方式提供的改善后的单极组包结构主视图；
[0029]图4a是本申请一种实施方式提供的改善后的单极组包结构侧视图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本技术进行详细的说明
[0031]传统单极组叠片过程中极组两侧均是以负极片结束以隔膜收尾，如图1、图1a是改善前叠片结构的单极组的结构，正负极片中间有隔膜，负极包覆正极，极组两侧是负极片，负极片外以隔膜缠绕收尾，用窄胶带固定隔膜。图中：负极片1、正极片2、隔膜收尾固定胶带3、隔膜4。
[0032]现有叠片电池极组包由多个单极组并联而成，每两个并联的极组包中间，就会多出一层负极材料和一层集流体。如图2、图2a是改善前的单极组包，两个极组并联，用宽胶带打包固定。图2中：极组包5、打包胶带6。
[0033]本技术高能量密度的叠片电池极组包，由至少两个单极组构成，多个单极组从左至右依次排列，从左至右每相邻的两个单极组组合形成极组包；每个极组包中有一个极组A，极组A正负极片叠片收尾方式与传统极组一样，极组两侧均是负极片结束隔膜收尾，每个极组包的另一个极组B的收尾方式为，接触极组A的极组B的接触面以正极结束隔膜收尾，另外一侧以负极片结束隔膜收尾，极组B的正极片层数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠片电池极组包，其特征是，由至少两个单极组构成，多个单极组从左至右依次排列，从左至右每相邻的两个单极组进行组合形成多个极组包；每个极组包中的一个极组A的正负极片叠片收尾结构是负极片包覆正极片，极组两侧是负极片，最终以隔膜打包收尾，极组包的另一个极组B的收尾结构是接触极组A侧的极组B以正极片结束隔膜收尾，另外一侧以负极片结束隔膜收尾，极组B的正极片层数和极组A的正极片层数一样，极组B的负极片和隔膜层数比极组A的负极片和隔膜层数少一层；单极组B正极侧与单极组A接触并联成改善后极组包；每个极组包的四个侧面均用胶带进行固定，每个极组包中两个极组的隔膜收尾胶带均分布在非接触的背面。2.根据权利要求1所述的叠片电池极组包，其特征是，极组A和极组B的并联方式是极组A的正极耳和极组B的正极耳对齐，极组A的负极耳和极组B的负极耳对齐，然后将两个极组接触，将极组A的正极耳和负极耳分别与极组...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴伟，赵李鹏，王浩，徐瑞琳，刘欢，曾涛，
申请(专利权)人：力神青岛新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：