CN202585597U - 一种圆柱形锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种圆柱形锂离子电池，包括电池壳体、收容于电池壳体内的极片组，以及密封组接于电池壳体上的电池盖帽，极片组的中央设有中心管，极片组由正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔膜卷绕而成，负极片的一侧留有空白集流体段，空白集流体段通过嵌入设置在电池壳体底部的泡沫金属层与电池壳体导通。相对于现有技术，本实用新型采用无焊接的嵌入式接触方式，将电池负极片插入到与电池壳体紧密接触的泡沫金属中。由于电池负极片空白集流体段在泡沫金属中的嵌入面积较大，从而能够有效降低接触电阻；由此能够有效提升圆柱形锂离子电池的放电能力，其放电电流大小可以提升为0-50A。

Description

一种圆柱形锂离子电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种能够大电流放电的圆柱形锂离子电池。

背景技术

当锂离子电池作为电动工具等用电器电源使用时，需要其提供大电流以保证用电器的正常工作。卷绕型锂离子电池特别是圆柱形钢壳锂离子电池，被作为大倍率的锂离子电池使用，其中极片与电流导出端(一般为极耳)的接触电阻大小，极大地限制了电池放电电流的大小。

为了减小电池极片与电流导出端的接触电阻，传统的技术是在电池极片上增加极耳数目，以增加电池极片与电流导出端的接触点从而减小接触电阻，由此达到增大锂离子电放电电流的目的。但是，多个极耳与电池极片的定位增加了电池电芯的制备难度，同时电池极耳与电池电流导出端的焊接受到操作空间的限制，所以电池中的极耳数目无法增加过多，无法进一步降低电池极片与电池电流导出端接触电阻，因此造成目前多极耳的大倍率锂离子电池的持续放电电流范围为0-25A。

有鉴于此，确有必要提供一种圆柱形锂离子电池，以解决现有技术中电池极耳焊接无法进一步降低电池极片与电池电流导出端接触电阻，进而无法增大电池放电电流的问题，使电池具有大电流放电的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种圆柱形锂离子电池，以解决现有技术中电池极耳焊接无法进一步降低电池极片与电池电流导出端接触电阻，进而无法增大电池放电电流的问题，使电池具有大电流放电的功能。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种圆柱形锂离子电池，包括电池壳体、收容于所述电池壳体内的极片组、填充于所述电池壳体内的电解液，以及密封组接于所述电池壳体上的电池盖帽，所述极片组的中央设有中心空间，所述中心空间中设有中心管，所述极片组由正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔膜卷绕而成，负极片的一侧留有空白集流体段，所述空白集流体段通过嵌入设置在电池壳体底部的泡沫金属层与电池壳体导通。

本实用新型中，电池壳体除了具备承装电池电芯结构和保护电池电芯的能力以外，同时还作为电池电流导出端使用。泡沫金属自身的电阻小于5mΩ，同时具备抗负极氧化能力和高的电导率。

作为本实用新型圆柱形锂离子电池的一种改进，所述空白集流体段的宽度为1-5mm。若空白集流体段的宽度太小，则较难减小极片与电池电流导出端的接触电阻；而若空白集流体段的宽度太大，则会使负极片上活性物质的宽度层相应减小，导致电池能量密度的降低。

作为本实用新型圆柱形锂离子电池的一种改进，所述泡沫金属层的厚度为1-6mm。若泡沫金属层的厚度太小，则较难减小极片与电池电流导出端的接触电阻；而若泡沫金属层的厚度太大，则会使负极片上活性物质的宽度层相应减小，导致电池能量密度的降低。

作为本实用新型圆柱形锂离子电池的一种改进，所述泡沫金属层的厚度为1.5-5.5mm。

作为本实用新型圆柱形锂离子电池的一种改进，所述泡沫金属层为泡沫铜层或泡沫镍层，他们具有可插入性和较高的电导率。

作为本实用新型圆柱形锂离子电池的一种改进，所述泡沫金属层与所述空白集流体段的接触部分填充有导电胶体层。

作为本实用新型圆柱形锂离子电池的一种改进，所述泡沫金属层与所述电池壳体的接触位置部分填充有导电胶体层。填充导电胶层的目的在于稳定泡沫金属与极片、泡沫金属与电池壳体之间的接触，在将电池电芯固定在电池电池壳体中位置的同时，能够保证泡沫金属与极片及电池壳体三者组成的连接体的电阻小于5mΩ。导电胶体通过中心管注入。注入后，将电池电芯与电池壳体紧密压合于一体，并通过相关配件进行保护，从而制备出高安全特性的圆柱形锂离子电池。

相对于现有技术，本实用新型采用一种无焊接的嵌入式接触方式(负极片未焊接极耳)，将电池负极片插入到与电池电流导出端(即电池壳体)紧密接触的泡沫金属中。由于电池负极片空白集流体段在泡沫金属中的嵌入面积远远大于负极极耳与负极片焊接时的接触面积，从而能够有效降低接触电阻；同时负极片的一侧均嵌入在泡沫金属中，其导出电流分布相对于局部焊接极耳片导出的电流更为均匀。由此能够有效提升圆柱形锂离子电池的放电能力，其放电电流大小可以由传统的0-25A提升为0-50A。

此外，由于本实用新型不需要在电池负极片上焊接导出极耳，因此不受制于极耳与电池电流导出端的焊接位置和焊接空间，只需控制负极片在泡沫金属中的嵌入面积即可调节接触电阻，操作灵活方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为本实用新型的剖面结构示意图；

图2为本实用新型中负极片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1和图2所示，本实用新型一种圆柱形锂离子电池，包括电池壳体1、收容于所述电池壳体1内的极片组8、填充于所述电池壳体1内的电解液，以及密封组接于所述电池壳体1上的电池盖帽9，所述极片组8的中央设有中心空间，所述中心空间中设有中心管5，所述极片组8由正极片4、负极片2和间隔于正极片4和负极片2之间的隔膜3卷绕而成，负极片2的一侧留有空白集流体段21(如图2所示)，所述空白集流体21段通过嵌入设置在电池壳体1底部的泡沫金属层6与电池壳体1导通。

电池壳体1的作用不仅在于承载电池电芯和保护电池电芯，还在于作为电池负极电流导出端使用，通常为不锈钢或者镀镍钢等金属。空白集流体21的作用在于与泡沫金属层6嵌入式连接，以取代传统的极耳焊接模式，减小接触电阻。

隔膜3用于阻隔正极片与负极片，正极片4能够嵌入和脱出锂离子从而保证锂离子电池的可逆循环使用；泡沫金属层6可以为一系列电阻较小并具有一定可插入性的泡沫金属，如泡沫镍或者泡沫铜，其电阻小于5mΩ。正极片4上的电池活性材料宽度小于负极片2上活性材料的宽度，从而保证在电池工作的过程中，锂离子在负极片2与正极片4之间有效传递而不发生短路。

其中，所述空白集流体段21的宽度为1-5mm。

所述泡沫金属层6的厚度为1-6mm。

所述泡沫金属层6的厚度为1.5-5.5mm。

所述泡沫金属层6为泡沫铜层或泡沫镍层。

所述泡沫金属层6与所述空白集流体段21的接触部分填充有导电胶体层7。

所述泡沫金属层6与所述电池壳体1的接触位置部分填充有导电胶体层7。

导电胶体层7是一系列具有导电能力的粘结性材料，能够将泡沫金属层6和电池壳体1、泡沫金属层6和负极片2粘结在一起，同时增加泡沫金属层6与电池壳体1、泡沫金属层6与负极片2之间的电子传导效果。

组装时，先将负极片2、隔膜3和正极片4通过卷绕制备出极片组8，其中隔膜3始终保证负极片2与正极片4之间的完全阻隔。将由负极片2、隔膜3和正极片4组成的极片组8插入至电池壳体1中，负极片2上的空白集流体段21嵌入至泡沫金属层6中，然后从中心管5注入导电胶体，使泡沫金属层6与空白集流体段21的接触部分、以及泡沫金属层6与所述电池壳体1的接触位置部分均填充有导电胶体层7。导电胶体层7能使泡沫金属层6与电池壳体1、泡沫金属层6与负极片2更为紧密的连接，可以保证电池壳体1、负极片2和泡沫金属层6三者组成的连接体的电阻小于5mΩ。最后在电池壳体1上焊接盖帽9，使电池的正极极耳与盖帽9电连接。

泡沫金属层6与负极片2之间的电阻大小由负极片2中空白集流体21在泡沫金属层6中的嵌入面积大小所决定，即当负极片2中空白集流体21的宽度愈大并且泡沫金属层6的厚度愈大能获得愈小的接触电阻，但是为了减小其两者尺寸对于电池能量密度的影响，需要将泡沫金属层6的厚度控制为小于6mm，空白集流体段21的宽度控制为小于5mm。

通过使用本实用新型的无焊接嵌入式的连通方式，能够有效减小电池负极片2与电池电流导出端的接触电阻大小，从而提升电池放电能力。从而能将电池的放电电流范围由0-25A拓展为0-50A。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (7)

1.一种圆柱形锂离子电池，包括电池壳体、收容于所述电池壳体内的极片组、填充于所述电池壳体内的电解液，以及密封组接于所述电池壳体上的电池盖帽，所述极片组的中央设有中心空间，所述中心空间中设有中心管，所述极片组由正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔膜卷绕而成，其特征在于：负极片的一侧留有空白集流体段，所述空白集流体段通过嵌入设置在电池壳体底部的泡沫金属层与电池壳体导通。

2.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于：所述空白集流体段的宽度为1-5mm。

3.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于：所述泡沫金属层的厚度为1-6mm。

4.根据权利要求3所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于：所述泡沫金属层的厚度为1.5-5.5mm。

5.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于：所述泡沫金属层为泡沫铜层或泡沫镍层。

6.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于：所述泡沫金属层与所述空白集流体段的接触部分填充有导电胶体层。

7.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于：所述泡沫金属层与所述电池壳体的接触位置部分填充有导电胶体层。

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