一种多极耳圆柱锂离子电芯结构制造技术

技术编号:40121459 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-23 20:43
本技术公开了一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,电芯由从外之内依次为负极片、隔膜、正极片和隔膜的四层材料卷绕成圆柱形;所述负极片由铜箔制成,正极片由铝箔制成;所述负极片上涂覆有负极覆料区,负极覆料区的面积小于负极片的面积,且负极覆料区的横向和纵向长度均小于隔膜。本技术本技术大大降低了工艺难度,进而降低生产成本,可以直接在电芯两端负极集流体的铜箔上和正极集流体铝箔上再焊接极耳,将负极全极耳端部和正极全极耳的端部形成连接并联结构,如此即可降低电芯的内阻,增加高倍率电池的容量设计以达到提高倍率电池的能量密度,降底温升保证功率性能,保证安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锂离子电池,尤其涉及一种多极耳圆柱锂离子电芯结构


技术介绍

1、自1991年日本索尼公司开发成功以碳材料为负极的锂离子电池以来,锂离子电池已迅速向产业化发展,锂离子电池具有能量密度高、安全环保、循环次数长,外观尺寸多样化等优点,现广泛应用于移动电话、摄像机、笔记本电脑、便携式电器,电动工具、医疗器械以及电动车等电力供能设备中。近年来,电子烟市场愈发成熟,型号多样,对应的锂离子电池也多样化,有方形、圆形,且圆柱形电池型号较多,直径也各异,电动自行车和电动工具大部分采用钢壳圆柱像18650,21700等,这些圆柱型电芯不管是聚合物的还是钢壳的都是要求倍率型电芯。近年来,以特斯拉为主的企业,推出46800全极耳设计电芯结构,体积能量密度之高,内阻之低,功率密度之高,又容易实现量产批量化生产。但现有的圆柱形锂电池多是在电芯端部焊接圆形集流盘来实现,在焊接集流盘时要求电芯端部要非常平整,所以会增加工艺难度,进而增加生产成本。像电子烟,电动自行车和电动工具等要求倍率型电芯要实现温升控制,能量密度控制,功率性能并没有太好的结构设计。


技术实现思路

1、为了解决上述现有圆柱形锂电池端部焊接集流盘工艺难度高的问题,本技术提供了一种多极耳圆柱锂离子电芯结构。

2、为实现上述目的,本技术提供如下技术方案:

3、一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,电芯由从外之内依次为负极片、隔膜、正极片和隔膜的四层材料卷绕成圆柱形;所述负极片由铜箔制成,正极片由铝箔制成;所述负极片上涂覆有负极覆料区,负极覆料区的面积小于负极片的面积,且负极覆料区的横向和纵向长度均小于隔膜;所述正极片上涂覆有正极覆料区,正极覆料区的面积小于正极片的面积,且正极覆料区的面积小于负极覆料区的面积,所述电芯的上下两端分别为留空的负极片和正极片端部形成的负极全极耳和正极全极耳,负极全极耳和正极全极耳的端部分别焊接有负极焊接极耳和正极焊接极耳,且负极全极耳和正极全极耳处均设置有绝缘片。

4、优选的,所述负极覆料区的活性物质由石墨、或者石墨与硅碳/硅氧的组合物制成,所述正极覆料区的活性物质由钴酸锂、三元材料、锰酸锂、铁锂、锰铁锂的一种或者多种的组合物制成。

5、优选的,所述负极焊接极耳和正极焊接极耳为方形或圆形的镍带、铝带或铜镍复合带。

6、优选的,所述绝缘片采用一体成型的圆片,中间留有极耳孔,且一侧设置连通极耳孔的开口,或者采用胶纸贴住部分或者全部实现端面绝缘,并在电芯两侧包绝缘胶进行绝缘的方式。

7、优选的,所述负极焊接极耳焊接于负极全极耳端部,再在位于电芯的中心处向上弯折90°穿过绝缘片上的极耳孔;所述正极焊接极耳焊接于正极全极耳端部,再在位于电芯的中心处向下弯折90°穿过绝缘片上的极耳孔。

8、优选的,所述负极焊接极耳焊接于负极片一侧留空处,且延伸至负极片外,在电芯卷绕完成后,向外延伸的一段负极焊接极耳弯折90°与负极全极耳焊接,再在位于电芯的中心处向上弯折90°穿过绝缘片上的极耳孔;所述正极焊接极耳焊接于正极片一侧留空处,且延伸至正极片外,在电芯卷绕完成后,向外延伸的一段正极焊接极耳弯折90°与正极全极耳焊接,再在位于电芯的中心处向下弯折90°穿过绝缘片上的极耳孔;所述正极焊接极耳与负极焊接极耳之间可以呈任意夹角。

9、优选的,所述负极焊接极耳和正极焊接极耳与负极全极耳和正极全极耳的焊接长度区间为大于等于电芯的端面圆半径而小于等于电芯的端面圆直径。

10、优选的,所述负极焊接极耳和正极焊接极耳与负极全极耳和正极全极耳的焊接部位呈十字状。

11、与现有技术相比,本技术的有益效果为:本技术通过在负极片和正极片的一端均留空不涂布活性物质,在卷绕成电芯后形成负极全极耳和正极全极耳,负极全极耳和正极全极耳均进行一定程度的揉平即可,可以极耳都倒向圆心揉平,也可以杂乱无章,方向不一定,相较于焊接集流盘的方式而言,揉平工艺要求不高,大大降低了工艺难度,进而降低生产成本。然后可以直接在负极全极耳和正极全极耳上再焊接极耳,将负极全极耳端部和正极全极耳的端部形成连接并联结构,如此即可降低电芯的内阻,增加高倍率电池的容量设计以达到提高倍率电池的能量密度,降底温升保证功率性能,保证安全性能。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,电芯由从外之内依次为负极片、隔膜、正极片和隔膜的四层材料卷绕成圆柱形;所述负极片由铜箔制成,正极片由铝箔制成;其特征在于,所述负极片上涂覆有负极覆料区,负极覆料区的面积小于负极片的面积,且负极覆料区的横向和纵向长度均小于隔膜;所述正极片上涂覆有正极覆料区,正极覆料区的面积小于正极片的面积,且正极覆料区的面积小于负极覆料区的面积,所述电芯的上下两端分别为留空的负极片和正极片端部形成的负极全极耳和正极全极耳,负极全极耳和正极全极耳的端部分别焊接有负极焊接极耳和正极焊接极耳,且负极全极耳和正极全极耳处均设置有绝缘片。

2.根据权利要求1所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述负极焊接极耳和正极焊接极耳为方形或圆形的镍带、铝带或铜镍复合带。

3.根据权利要求2所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述绝缘片采用一体成型的圆片,中间留有极耳孔,且一侧设置连通极耳孔的开口,或者采用胶纸贴住部分或者全部实现端面绝缘,并在电芯两侧包绝缘胶进行绝缘的方式。

4.根据权利要求3所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述负极焊接极耳焊接于负极全极耳端部,再在位于电芯的中心处向上弯折90°穿过绝缘片上的极耳孔;所述正极焊接极耳焊接于正极全极耳端部,再在位于电芯的中心处向下弯折90°穿过绝缘片上的极耳孔。

5.根据权利要求4所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述负极焊接极耳焊接于负极片一侧留空处,且延伸至负极片外,在电芯卷绕完成后,向外延伸的一段负极焊接极耳弯折90°与负极全极耳焊接,再在位于电芯的中心处向上弯折90°穿过绝缘片上的极耳孔;所述正极焊接极耳焊接于正极片一侧留空处,且延伸至正极片外,在电芯卷绕完成后,向外延伸的一段正极焊接极耳弯折90°与正极全极耳焊接,再在位于电芯的中心处向下弯折90°穿过绝缘片上的极耳孔;所述正极焊接极耳与负极焊接极耳之间可以呈任意夹角。

6.根据权利要求4或5所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述负极焊接极耳和正极焊接极耳与负极全极耳和正极全极耳的焊接长度区间为大于等于电芯的端面圆半径而小于等于电芯的端面圆直径。

7.根据权利要求6所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述负极焊接极耳和正极焊接极耳与负极全极耳和正极全极耳的焊接部位呈十字状。

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【技术特征摘要】

1.一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,电芯由从外之内依次为负极片、隔膜、正极片和隔膜的四层材料卷绕成圆柱形;所述负极片由铜箔制成,正极片由铝箔制成;其特征在于,所述负极片上涂覆有负极覆料区,负极覆料区的面积小于负极片的面积,且负极覆料区的横向和纵向长度均小于隔膜;所述正极片上涂覆有正极覆料区,正极覆料区的面积小于正极片的面积,且正极覆料区的面积小于负极覆料区的面积,所述电芯的上下两端分别为留空的负极片和正极片端部形成的负极全极耳和正极全极耳,负极全极耳和正极全极耳的端部分别焊接有负极焊接极耳和正极焊接极耳,且负极全极耳和正极全极耳处均设置有绝缘片。

2.根据权利要求1所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述负极焊接极耳和正极焊接极耳为方形或圆形的镍带、铝带或铜镍复合带。

3.根据权利要求2所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述绝缘片采用一体成型的圆片,中间留有极耳孔,且一侧设置连通极耳孔的开口,或者采用胶纸贴住部分或者全部实现端面绝缘,并在电芯两侧包绝缘胶进行绝缘的方式。

4.根据权利要求3所述的一种多极耳圆柱锂离子电芯结构,其特征在于:所述负极焊接极耳焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈圣勇
申请(专利权)人:深圳市中麟时代科技有限责任公司
类型:新型
国别省市:

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