鋰離子動力電池

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，極耳分佈不均勻，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，極耳或者極柱連接部位若有氧化層、油污，或者極耳和極柱之間連接鬆動等，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）與正負電極間的連接結構都是採用螺栓緊固連接、用超聲波焊接。採用螺栓緊固連接在電池受到震動時容易鬆動，造成連接處接觸內阻增大、電池性能惡化，充放電過程中連接處發熱、甚至打火而造成電池有發生爆炸的危險；採用超聲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。 ^[3] 

《鋰離子動力電池》的目的在於提供一種鋰離子動力電池，電芯電場分佈均勻，電池內阻小，比功率大，滿足實現高倍率放電要求。 ^[3] 

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接，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。 ^[3] 

《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。通俗地説，該發明提供的極耳結構和極耳的連接結構，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，電流分佈均勻，減少了連接極耳的工序，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接或用超聲波焊接，避免了因採用螺栓緊固連接在電池受到震動時容易鬆動，造成的連接處接觸內阻增大、電池性能惡化，充放電過程中連接處發熱、甚至打火而造成電池有發生爆炸的危險；以及採用超聲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。 ^[3] 

《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。 ^[3] 

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接結構示意圖；

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接結構示意圖。 ^[3] 

《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接方式。 ^[3] 

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接，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接，所述正極極板與殼體通過密封膠（8）絕緣，並通過沖壓殼體端部密封連接；所述負極極柱與負極極板通過鉚接固定連接；所述負極極板與殼體通過密封膠絕緣，並通過沖壓殼體端部衝壓密封連接。

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）連接為一體，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）連接，每一片負極極耳（9）的外端均與負極極板（12）連接；正極極板（4）的外端面設置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）連接導通，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）密封連接；所述負極極耳（9）、負極極柱（11）與負極極板（12）的結構和連接方式與正極相同。

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）連接，每一片負極極耳（9）的外端均與負極極板（12）連接；正極極板（4）的外端面設置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）連接導通，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）密封連接；所述負極極耳（9）、負極極柱（11）與負極極板（12）的結構和連接方式與正極相同。 ^[3] 

《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接，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連接為一體，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。 ^[3] 

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連接，每一片負極極耳9的外端均與負極極板12連接；正極極板4的外端面設置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連接導通，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密封連接；所述負極極耳9、負極極柱11與負極極板12的結構和連接方式與正極相同。

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密封連接；所述正極極板與內殼和外殼通過密封膠8絕緣，然後通過沖壓固定連接；所述負極極耳、負極極柱與負極極板的結構和連接方式與正極相同。 ^[3] 

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連接，每一片負極極耳9的外端均與負極極板12連接；正極極板4的外端面設置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連接導通，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密封連接；所述負極極耳9、負極極柱11與負極極板12的結構和連接方式與正極相同。

所述正極極柱與正極極板通過鉚接固定連接，所述正極極板與殼體通過密封膠絕緣，並通過沖壓殼體端部密封連接；所述負極極柱與負極極板通過鉚接固定連接；所述負極極板與殼體通過密封膠絕緣，並通過沖壓殼體端部衝壓密封連接。 ^[3] 

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。 ^[1]