專利名稱：臥式鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池，特別涉及一種臥式鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為未來10-20年的電池主導(dǎo)產(chǎn)品，其應(yīng)用前景也是一片光明，作為新能源汽車的核心動(dòng)力設(shè)備，鋰電池未來將得到空前的發(fā)展，隨著技術(shù)的成熟，其在各行各業(yè)的運(yùn)用也將越來越普及，特別是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用也將步入人們的視野，而儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和電動(dòng)汽車技術(shù)對(duì)電池性能提出了更高的要求，電池的高比能量、大電流放電、可靠性、安全性也是大容量動(dòng)力電池制作過程中的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)和重點(diǎn)。首先，現(xiàn)在塑殼動(dòng)力鋰離子電池的密封主要是依靠塑料電池殼與正、負(fù)極柱之間有一定壓縮量的密封圈來密封，但是密封圈在電解液的浸泡下會(huì)加速老化，進(jìn)而失去作用，這樣就容易漏液，漏氣，電池體內(nèi)吸入空氣中的水分與電池內(nèi)的電解液混合，或內(nèi)部電解液漏出，終將導(dǎo)致電池性能差、循環(huán)壽命衰減、內(nèi)阻增大，最終導(dǎo)致電池?zé)o法繼續(xù)使用。其次，塑殼動(dòng)力鋰離子電池用于汽車上更要求高比能量、適合于大電流放電并且可靠性好、內(nèi)阻穩(wěn)定。所以電池內(nèi)部更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分利用電池內(nèi)部的空間，要求合適新型的蓋板相配合，提高電池的容量。再次，塑殼動(dòng)力鋰離子電池用于電動(dòng)汽車，需要內(nèi)阻穩(wěn)定且適合于大電流放電，所以與極柱和電池極組相連接的部分都要求焊接而成，減小電池振動(dòng)中接觸電阻的變化和鉚接中箔層表面氧化造成的內(nèi)阻變化，更重要的是，接觸電阻的變化和增大，使電池大電流放電時(shí)產(chǎn)生大量的熱，使電池本身溫度上升，而分解電解液，從而使電池壽命減短和失效?，F(xiàn)有的鋰離 子電池均包括若干組極組，每個(gè)極組均包括若干間隔設(shè)置的正極片和負(fù)極片，相鄰的正極片和負(fù)極片之間采用隔膜隔開，其中所有正極片均設(shè)有一正極耳，所有的負(fù)極片均設(shè)有一負(fù)極耳。若干個(gè)正、負(fù)極片疊到一起形成一個(gè)極組，然后由多組極組一同構(gòu)成一電芯。鋰離子動(dòng)力電池的比能量在技術(shù)進(jìn)步中不斷地提升，而在電動(dòng)汽車發(fā)展的今天，對(duì)車用動(dòng)力電池提出了比能量的更高的要求。在現(xiàn)有電化學(xué)體系中，安全性能最好的是磷酸鐵鋰體系，但也是比能量較低的一種體系，要想做到電池的高容量，就要合理地利用電池殼體內(nèi)的空間，同時(shí)兼顧制造的難易程度。臥式電池的特點(diǎn)是長度長而高度低，這樣設(shè)計(jì)的電芯就是一個(gè)大的長方形。目前極組的極耳的設(shè)計(jì)容易造成極片面積的無辜損失，因而在相同電化學(xué)體系下電池容量無法達(dá)到最大化。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池的空間利用率較低，電池容量無法最大化且制造難度較大的缺陷，提供一種臥式鋰離子電池。本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題:一種臥式鋰離子電池，其包括一電池殼體，容置于該電池殼體中的電芯，以及用于將該電芯封裝于該電池殼體中的上蓋，該上蓋上設(shè)有一正極柱和一負(fù)極柱，所述電芯包括若干相互平行的極組，每一所述極組均包括若干帶有正極耳的正極片和若干帶有負(fù)極耳的負(fù)極片，其特點(diǎn)在于:所述正極耳和負(fù)極耳均位于該電芯的同一短邊側(cè)；該臥式鋰離子電池還包括一用于將所述正極柱與所有所述正極耳連接的正極延伸柄；以及一用于將所述負(fù)極柱與所有所述負(fù)極耳連接的負(fù)極延伸柄。其中，該正極柱和該負(fù)極柱分置于該上蓋的兩端，且該正極柱位于該負(fù)極耳和正極耳的上方；該負(fù)極柱靠近所述電芯的另一短邊側(cè)；所述正極延伸柄在豎直方向延伸，所述負(fù)極延伸柄包括一與負(fù)極柱連接的引出段，一與所述負(fù)極耳連接的連接段以及一連接所述引出段和連接段的水平段，所述水平段位于該上蓋和該電芯之間。其中，所有所述極組的所有正極耳均相互重疊，所有所述極組的所有負(fù)極耳均相互重疊；所述正極延伸柄的上端與所述正極柱連接，所述正極延伸柄的下端設(shè)有一對(duì)耳片，該對(duì)耳片夾持所有所述正極耳并與所有所述正極耳焊接在一起；所述負(fù)極延伸柄的連接段設(shè)有另一對(duì)耳片，該另一對(duì)耳片夾持所有所述負(fù)極耳并與所有所述負(fù)極耳焊接在一起。由耳片將對(duì)應(yīng)的正極耳或負(fù)極耳夾持并焊接在一起，能降低裝配的難度，提高電池裝配的效率。其中，所述正極延伸柄和所述負(fù)極延伸柄上均設(shè)有絕緣膜。該絕緣膜能夠避免使用過程中由于電芯與正、負(fù)極延伸柄接觸而導(dǎo)致的短路情況，提高電池使用的安全性。其中，該上蓋上還設(shè)有一安全閥；該負(fù)極延伸柄的該水平段上與該安全閥相對(duì)的位置設(shè)有一透氣孔。該透氣孔能夠防止安全閥的出氣口被堵塞，確保電池的安全使用和使用壽命。其中，該上蓋上還設(shè)有一溫度測量槽。該結(jié)構(gòu)用于電池組采樣溫度。其中，該電池殼體與該短邊側(cè)相對(duì)的內(nèi)壁設(shè)有一凸臺(tái)，該凸臺(tái)與該正極延伸柄相抵靠。該凸臺(tái)能有效防止電芯在使用過程中發(fā)生左右移動(dòng)，從而提高電池耐振動(dòng)性能。其中，該正極柱和負(fù)極`柱與該上蓋為一體注塑成型。該結(jié)構(gòu)省去了現(xiàn)有技術(shù)中的密封圈，從而杜絕了密封圈老化帶來的漏氣、漏液現(xiàn)象，提高了電池的安全性和使用壽命。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于:本實(shí)用新型的臥式鋰離子電池結(jié)構(gòu)緊湊、使用安全性高，通過合理地布局有效提高了電池殼體內(nèi)部的可利用空間從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)電池容量最大化的目的。
圖1為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中的臥式鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為沿圖1中A-A剖切線剖切后的剖視圖。圖3為本實(shí)施例中的臥式鋰離子電池除去電池殼體后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的爆炸圖。圖5為本實(shí)施例中的電池殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5的俯視圖。圖7為耳片夾持正極耳時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0026]下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實(shí)用新型。實(shí)施例1如圖1飛所示，該臥式鋰離子電池包括一用于容置電芯11的電池殼體4，以及用于封裝該電芯11的上蓋I。該電池殼體4上設(shè)有若干結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋42，在上蓋I上設(shè)有一安全閥2和一溫度測量槽3。在上蓋4上還設(shè)置有正極柱5和負(fù)極柱6。所述電芯11包括若干組平行設(shè)置的極組(圖中僅表示了兩組極組)，每組極組均包括若干間隔設(shè)置的正極片和負(fù)極片，相鄰的正極片和負(fù)極片之間通過隔膜隔開。所有正極片均具有一帶有正極耳，所有負(fù)極片均具有一帶有負(fù)極耳。所有正極耳和負(fù)極耳均位于電芯11的同一短邊側(cè)，且所有正極耳位于負(fù)極耳的下方。并且，所有正極耳的尺寸相同并重疊設(shè)置形成一正極耳組121，同樣的，所有負(fù)極耳的尺寸也均相同并重疊設(shè)置形成一負(fù)極耳組122。該臥式鋰離子電池還包括一用于將正極柱5與正極耳組121連接的正極延伸柄7 ；以及一用于將所述負(fù)極柱6與負(fù)極耳組122連接的負(fù)極延伸柄8。本實(shí)施例中，正極柱5位于負(fù)極耳組122的上方，正極延伸柄7的上端與正極柱5連接，豎直向下延伸的正極延伸柄5的下端設(shè)有一對(duì)相對(duì)設(shè)置的耳片71。在裝配前，該對(duì)耳片71指向電芯I的左側(cè)(見圖4)，在夾持相鄰的兩組正極耳組121時(shí)，將兩組相鄰的正極耳組121抵靠于該對(duì)耳片71的外側(cè)，然后將每一片耳片71沿其外側(cè)向后彎折180°，從而夾持兩組正極耳組121。此時(shí)，該對(duì)極耳71的橫向剖視圖呈“M”型(見圖7)。當(dāng)然，也可將所述兩組的正極耳捆扎成組后，將耳片71分別插入它們之間后再焊接牢固。此外，上述耳片71和上述耳片81也可設(shè)置為指向正、負(fù)極耳組的一側(cè)，這樣只需將相鄰的兩組正極耳組或者相鄰的兩組負(fù)極耳組直接夾設(shè)于對(duì)應(yīng)的耳片內(nèi)即可。此時(shí)，耳片的橫向剖視圖呈“U”型。 夾持后將它們分別焊接即可。負(fù)極柱6則位于上蓋I的另一端，即靠近電芯11的另一短邊側(cè)。因此，用于連接負(fù)極柱6和負(fù)極耳組122的負(fù)極延伸柄8便包括了一與負(fù)極柱6連接的引出段82，以及與正極延伸柄7平行的連接段84，在該連接段84上設(shè)有用于夾持上述重疊設(shè)置的兩組負(fù)極耳組122的另一對(duì)耳片81。耳片81夾持相鄰的負(fù)耳片組122的方式與耳片71的方式相同，在此不再贅述。當(dāng)然，所述負(fù)極耳也可捆扎成組后，將耳片81分別插入其中并焊接。而所述的引出段82和連接段84則通過一橫向延伸的水平段83連接。該水平段83位于電芯11和上蓋I之間，在水平段83上與安全閥2相對(duì)應(yīng)的位置還設(shè)有一透氣孔(圖中未示)。本實(shí)施例中，正極延伸柄與負(fù)極延伸柄的連接段相互平行并位于正極耳和負(fù)極耳的側(cè)面。為了確保電池使用過程中不會(huì)因碰撞等問題造成短路，在正極延伸柄7和負(fù)極延伸柄8上分別套設(shè)有一層絕緣膜9和絕緣膜10。本實(shí)施例中采用的絕緣膜為PE材質(zhì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用常用的絕緣材料予以替代。在電池殼體4與設(shè)有正極耳組121和負(fù)極耳組122的電芯11的短邊側(cè)相對(duì)的內(nèi)壁還設(shè)有一凸臺(tái)41 (見圖3)，該凸臺(tái)41從側(cè)面抵靠正極延伸柄7從而確保電芯11在使用過程中不會(huì)左右移動(dòng)。由于正極耳和負(fù)極耳均設(shè)置在電芯的同一短邊側(cè)，從而減少了內(nèi)部空間的浪費(fèi)，增加了正、負(fù)極片的表面積，提高了電池的電容量。實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例中的正極延伸柄7套設(shè)絕緣膜9的部分從捆扎成組的負(fù)極耳組中垂直穿過，然后再于位于負(fù)極耳組下方的正極耳組焊接，從而進(jìn)一步釋放該電池殼體內(nèi)部的空間，增大了正、負(fù)極片的表面積。雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更 和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種臥式鋰離子電池，其包括一電池殼體，容置于該電池殼體中的電芯，以及用于將該電芯封裝于該電池殼體中的上蓋，該上蓋上設(shè)有一正極柱和一負(fù)極柱，所述電芯包括若干相互平行的極組，每一所述極組均包括若干帶有正極耳的正極片和若干帶有負(fù)極耳的負(fù)極片，其特征在于:所述正極耳和負(fù)極耳均位于該電芯的同一短邊側(cè)；該臥式鋰離子電池還包括一用于將所述正極柱與所有所述正極耳連接的正極延伸柄；以及一用于將所述負(fù)極柱與所有所述負(fù)極耳連接的負(fù)極延伸柄。
2.如權(quán)利要求1所述的臥式鋰離子電池，其特征在于，該正極柱和該負(fù)極柱分置于該上蓋的兩端，且該正極柱位于該負(fù)極耳和正極耳的上方；該負(fù)極柱靠近所述電芯的另一短邊側(cè)；所述正極延伸柄在豎直方向延伸，所述負(fù)極延伸柄包括一與負(fù)極柱連接的引出段，一與所述負(fù)極耳連接的連接段以及一連接所述引出段和連接段的水平段，所述水平段位于該上蓋和該電芯之間。
3.如權(quán)利要求2所述的臥式鋰離子電池，其特征在于，所有所述極組的所有正極耳均相互重疊，所有所述極組的所有負(fù)極耳均相互重疊；所述正極延伸柄的上端與所述正極柱連接，所述正極延伸柄的下端設(shè)有一對(duì)耳片，該對(duì)耳片夾持所有所述正極耳并與所有所述正極耳焊接在一起；所述負(fù)極延伸柄的連接段設(shè)有另一對(duì)耳片，該另一對(duì)耳片夾持所有所述負(fù)極耳并與所有所述負(fù)極耳焊接在一起。
4.如權(quán)利要求3所述的臥式鋰離子電池，其特征在于，所述正極延伸柄和所述負(fù)極延伸柄上均設(shè)有絕緣膜。
5.如權(quán)利要 求2所述的臥式鋰離子電池，其特征在于，該上蓋上還設(shè)有一安全閥；該負(fù)極延伸柄的該水平段上與該安全閥相對(duì)的位置設(shè)有一透氣孔。
6.如權(quán)利要求1所述的臥式鋰離子電池，其特征在于，該上蓋上還設(shè)有一溫度測量槽。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的臥式鋰離子電池，其特征在于，該電池殼體與該短邊側(cè)相對(duì)的內(nèi)壁設(shè)有一凸臺(tái)，該凸臺(tái)與該正極延伸柄相抵靠。
8.如權(quán)利要求7所述的臥式鋰離子電池，其特征在于，該正極柱和負(fù)極柱與該上蓋為一體注塑成型。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種臥式鋰離子電池，其包括一電池殼體，容置于該電池殼體中的電芯，以及用于將該電芯封裝于該電池殼體中的上蓋，該上蓋上設(shè)有一正極柱和一負(fù)極柱，所述電芯包括若干相互平行的極組，每一所述極組均包括若干帶有正極耳的正極片和若干帶有負(fù)極耳的負(fù)極片，所述正極耳和負(fù)極耳位于該電芯的同一短邊側(cè)；該臥式鋰離子電池還包括一用于將所述正極柱與所有所述正極耳連接的正極延伸柄；以及一用于將所述負(fù)極柱與所有所述負(fù)極耳連接的負(fù)極延伸柄。本實(shí)用新型的臥式鋰離子電池結(jié)構(gòu)緊湊、使用安全性高，通過合理地布局有效提高了電池殼體內(nèi)部的可利用空間從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)電池容量最大化的目的。
文檔編號(hào)H01M10/058GK203103420SQ201320049950
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者馬忠龍, 李靜, 李寶玉, 趙正威, 馬紫峰 申請(qǐng)人:中聚電池研究院有限公司