CN102420313A - 电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池,包括电池壳,收容在电池壳的电池芯、遮罩於电池壳的电池盖,所述电池芯包括正极极片、负极极片、设置于正负极片之间的绝缘的隔离膜,所述正极极片及负极极片交替层叠设置,其中每一片正极极片的两侧都设置有一片负极极片。电池中交替层叠设置正负极片,且每一片正极极片的两侧都设置有一片负极极片,则每一片的正极极片的两面都可以和负极极片反应,且最外侧正极极片的外侧面也可以参与反应,增加了极片反应面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池,尤其关于一种具有层叠式极片的电池。
背景技术
一般而言,电池的形状分为圆柱型与方型两种,而电池的组成则包括电池壳体 (电池芯外部之壳体)、电池芯盖、及内部之电池芯;将电池芯放入电池壳体中,再将电池芯盖与电池壳体以焊接等方式紧密结合,最后将电解液注入电池内,至此,电池的主要制造流程完成。电池芯主要系由正极、负极、隔离膜等材料构成,而电池与电池芯结构间通常则充斥电解液。通常,电池的形状,涉及到电池芯的制程与设计;例如圆筒型电池,其电池芯通常为卷绕体,而方型电池,其电池芯通常为叠片体。
叠片体的制程又分为Z字型叠片法,即正、负极片、隔离膜都采用Z字形折叠方式,并且每一个正或负极片都有与之相邻的正或负极片,具体请参考图1,其中正极片的相邻的两个面101、102不与负极片相对应,其上的电子也难以通过抵达负极极片电池极片的一半的面积被浪费,且无法实现大功率的充放电;隔离膜制袋法,即将每一片正、负极片外设置隔离袋,所述隔离袋由焊接形成,其制程复杂,成本较高;隔离膜切片法,将隔离膜粘结在电极极片上,防止隔离膜及极片的相互移动造成的极片的短路,但是这种方式增加了粘结的工序,且需要对隔离膜进行切割,同样增加的制造成本。
然而,上述的Z字型叠片体结构,都未能充分考虑正负极片的充放电关系。正极都是两面涂布正极材料,充电时,锂离子从正极脱离,经过电解质嵌入到负极,同时电子的补偿电荷由外部电路供给到负极;放电时则相反,锂离子从负极脱离,经过电解质嵌入到正极材料。参考图2,如果正极103比负极104多一层,则最左边与最右边的正极极片内侧面105的锂离子在充电的时候跑到负极极片的外侧面106,但最左边与最右边的正极极片外侧面107的锂离子则没有可以与之反应的负极,导致锂离子可能与电池的其他零组件(如电池壳体或电池芯盖部分)产生反应,使得电池寿命减短、质量不佳。
所以,针对此类电池壳设计,仍有进一步改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池,其每一正极极片的两侧的锂离子都可以充分参与电池的反应。
为了实现上述目的,本发明可以采用以下技术方案:一种电池,包括电池壳,收容在电池壳的电池芯、遮罩於电池壳的电池盖,所述电池芯包括正极极片、负极极片、设置于正负极片之间的绝缘的隔离膜,所述正极极片及负极极片交替层叠设置,其中每一片正极极片的两侧都设置有一片负极极片。
进一步的,所述隔离膜为Z字形设置,每个正极极片及负极极片设置于隔离膜折叠所形成的凹槽内。
进一步的,所述正极极片为铝箔,且正极极片的两侧涂布有锂离子材料。
进一步的,所述负极极片为铜片或石墨,且负极极片上涂布有碳系材料。
进一步的,所述碳系材料为碳纳米管。
进一步的,每一片负极极片的碳系材料涂布量比正极极片的锂离子所需要的涂布量至少多10%。
进一步的,所述最外侧的两片负极极片的外侧面未涂布碳系材料。
进一步的,所述隔离膜为聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸中的一种。
进一步的,所述电池芯外侧包覆有包装层,所述包装层与隔离膜材料相同。
进一步的,所述包装层由隔离膜延伸形成,并卷绕于电池芯外侧。
本发明的有益效果如下:电池中交替层叠设置正负极片,且每一片正极极片的两侧都设置有一片负极极片,则每一片的正极极片的两面都可以和负极极片反应,且最外侧正极极片的外侧面也可以参与反应,增加了极片反应面积。
附图说明
图1为现有技术的电池的示意图;
图2为现有技术的另一电池的示意图;
图3为本发明电池的主视角度的示意图;
图4为本发明电池部分组件的示意图。
具体实施方式
请参阅图3-4所示,本发明所涉及的电池10主要包括电池壳体1、收容于电池壳体1的电池芯2、 遮罩於电池壳体的电池盖3。
所述电池芯2主要包括正极极片21、负极极片22、及设置在正负极片之间的隔离膜23。
所述正极极片21为矩形金属材料,优选为铝箔,亦可为其他材质,极片上设置有将正极极片的电流引出的极耳210,所述极耳会在电池芯2组装完成后通过焊接的方式结合,每一片正极极片21的两面还涂布有锂离子材料。
所述负极极片22也是矩形的导电材料,通常为导电金属,优选为铜,也可以采用石墨等其他材质。负极极片22的两面涂布有碳系材料,如碳纳米管等材料。所述负极极片22上还设有负极极耳(未图示),将负极极片22上的电流引出,所述负极极耳220会在电池芯2组装完成后通过焊接的方式结合。因为正极极片21的锂离子不会直接流动至最外侧两片负极极片的外侧面212,所以最外侧的两片负极极片的外侧面212可以不涂布所述碳系材料,以节省材料,降低成本。每一片负极极片对应的正极极片产生的锂离子需要负极极片涂布若干碳系材料容纳,每一片负极极片的碳系材料涂布量比正极极片的锂离子所需要的涂布量多10%,以更好地保证每一片负极极片可以更好地与正极极片反应。
参考图4,正极极片21与负极极片22交替层叠式设置,每一个所述正极极片21设置于两个负极极片22之间,即每个正极极片21的两侧都有一个负极极片22。在上述正、负极片21、22之间还设置有隔离膜23,所述隔离膜23通常采用绝缘的有机物,如聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸等材质。且优选实施例中,该隔离膜23为Z字形折叠式的、完整的、连续的隔离膜,所述正、负极片21、22分别设置于隔离膜23折叠所形成的凹槽处。
所述正极极片21、负极极片22、隔离膜23组装完成后,外部还设有一个包装层(未图示),将所述组件包裹。该包装层可采用与隔离膜相同的材料;也可以在将隔离膜折叠成Z字形时,在隔离膜的末端延伸预留一定长度的隔离膜,并将该预留的隔离膜卷绕于所述组装好的组件上。
对于本领域的普通技术人员来说,在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化,仍应包含在本发明权利要求所主张的范围中。
Claims (10)
1.一种电池,包括电池壳,收容在电池壳的电池芯、遮罩於电池壳的电池盖,所述电池芯包括正极极片、负极极片、设置于正负极片之间的绝缘的隔离膜,所述正极极片及负极极片交替层叠设置,其特征在于:每一片正极极片的两侧都设置有一片负极极片。
2.如权利要求1所述的电池,其特征在于:所述隔离膜为Z字形设置,每个正极极片及负极极片设置于隔离膜折叠所形成的凹槽内。
3.如权利要求1所述的电池,其特征在于:所述正极极片为铝箔,且正极极片的两侧涂布有锂离子材料。
4.如权利要求1所述的电池,其特征在于:所述负极极片为铜片或石墨,且负极极片上涂布有碳系材料。
5.如权利要求4所述的电池,其特征在于:所述碳系材料为碳纳米管。
6.如权利要求4所述的电池,其特征在于:每一片负极极片的碳系材料涂布量比正极极片的锂离子所需要的涂布量至少多10%。
7.如权利要求4所述的电池,其特征在于:所述最外侧的两片负极极片的外侧面未涂布碳系材料。
8.如权利要求1所述的电池,其特征在于:所述隔离膜为聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸中的一种。
9.如权利要求1所述的电池,其特征在于:所述电池芯外侧包覆有包装层,所述包装层与隔离膜材料相同。
10.如权利要求9所述的电池,其特征在于:所述包装层由隔离膜延伸形成,并卷绕于电池芯外侧。
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