锂离子电池、锂离子电池组以及锂离子电池模组的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池，包括至少两个的单体电芯，至少两个的单体电芯并联设置；单体电芯为叠片结构，包括交替叠置的正极片和负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜；单体电芯之间设置有固定装置，用于固定单体电芯；固定装置覆盖单体电芯的表面的部分区域。上述锂离子电池由至少两个的单体电芯并联形成，且单体电芯之间设置有固定装置，固定装置仅覆盖了单体电芯的表面的部分区域，从而在单体电芯之间未覆盖固定装置的区域形成有间隙，有利于锂离子电池的散热，使得锂离子电池具有较好的散热效果，同时，上述锂离子电池的单体电芯采用叠片结构，不易发生变形。还公开了一种锂离子电池组和一种锂离子电池模组。
【专利说明】锂离子电池、锂离子电池组以及锂离子电池模组
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子电池制备【技术领域】，特别是涉及一种锂离子电池、锂离子电池组以及锂离子电池模组。
【背景技术】
[0002]锂离子电池在使用过程中会发热，当电池的热量不能得到快速释放时，存在潜在的热失控安全风险。传统的钢壳或者铝壳锂离子电池生产工艺难度较大，盖板和壳体之间需要高能量的激光焊接，电池重量较重。并且锂离子电池组中单体电池之间紧密相连，热量难以传导和散失，散热性能差，热失控破坏性大，存在较大的安全风险。传统的锂离子电池多采用采用卷绕结构，使得电池容易发生变形的问题。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种散热效果好且不易发生变形的锂离子电池。
[0004]一种锂离子电池，包括至少两个的单体电芯，所述至少两个的单体电芯并联设置；所述单体电芯为叠片结构，包括交替叠置的正极片和负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜；所述单体电芯之间设置有固定装置，用于固定所述单体电芯；所述固定装置覆盖所述单体电芯的表面的部分区域。
[0005]在其中一个实施例中，所述固定装置采用隔热材料。
[0006]在其中一个实施例中，所述固定装置为隔热胶带；所述隔热胶带的长度为80?120毫米，宽度为8?15毫米。
[0007]在其中一个实施例中，所述单体电芯为软包装锂离子电池电芯。
[0008]一种锂离子电池组，包括至少两个的如前述任一实施例中所述的锂离子电池；所述锂离子电池之间设置有散热装置。
[0009]在其中一个实施例中，所述散热装置为铝片。
[0010]一种锂离子电池模组，包括至少两个如前述任一实施例所述的锂离子电池组；至少两个的锂离子电池组之间通过连接装置进行电性连接并保持有预设间距。
[0011]在其中一个实施例中，还包括多孔塑胶框，用于包裹所述至少两个的锂离子电池组。
[0012]在其中一个实施例中，所述多孔塑胶框的受压强度为20?40千克力。
[0013]在其中一个实施例中，所述连接装置为铜片；所述铜片包括第一固定片、第二固定片以及连接片；其中，第一固定片和第二固定片平行设置且分别垂直连接于所述连接片的一端；所述第一固定片和所述第二固定片分别与相邻的两个锂离子电池组的极耳固定连接；所述连接片的长度大于所述锂离子电池组的厚度。
[0014]上述锂离子电池由至少两个的单体电芯并联形成，且单体电芯之间设置有固定装置，固定装置仅覆盖了单体电芯的表面的部分区域，从而在单体电芯之间未覆盖固定装置的区域形成有间隙，有利于锂离子电池的散热，使得锂离子电池具有较好的散热效果，同时，上述锂离子电池的单体电芯采用叠片结构，不易发生变形。
[0015]上述锂离子电池组，包括至少两个的上述锂离子电池且锂离子电池之间设置有散热装置，进一步改善了电池的散热效果。
[0016]上述锂离子电池模组，包括至少两个的上述锂离子电池组且锂离子电池组之间通过连接装置电性连接后能够形成一定的间隙，有利于电池的散热，进一步改善了锂离子电池模组的散热性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为一实施例中的锂离子电池的侧视图；
[0018]图2为沿图1中的A-A ;线的剖视图；
[0019]图3为一实施例中的锂离子电池中的单体电芯30的结构示意图；
[0020]图4为一实施例中的锂离子电池组的侧视图；
[0021]图5为一实施例中的锂离子电池模组内的电芯的结构示意图；
[0022]图6为图5所示实施例中的锂离子电池模组中的连接装置510的结构示意图；
[0023]图7为一实施例中的锂离子电池模组中的多孔塑胶框520的结构示意图；
[0024]图8为对比例的铝壳锂离子电池模组中的电芯的结构示意图；
[0025]图9为对比例和实施例的5C放电温升曲线对比图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]一种锂离子电池，包括至少两个的单体电芯，至少两个的单体电芯并联设置。其中，单体电芯为叠片结构，包括交替叠置的正极片和负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜。单体电芯之间设置有固定装置，用于固定单体电芯。固定装置覆盖于单体电芯表面上的部分区域。
[0028]上述锂离子电池由至少两个的单体电芯并联形成，且单体电芯之间设置有固定装置。固定装置仅覆盖了单体电芯表面的部分区域，从而在单体电芯之间未覆盖固定装置的区域形成有间隙，有利于锂离子电池的散热，使得锂离子电池具有较好的散热效果。同时，上述锂离子电池的单体电芯采用叠片结构，不易发生变形。
[0029]图1所示为一实施例中的锂离子电池100的侧视图，图2为沿图1的A-A ’线的剖视图。请参考图1和图2，在本实施例中，锂离子电池100包括三个并联设置的单体电芯30。在其他的实施例中，锂离子电池100可以包括2?4个单体电芯30，也可以为更多，具体可以根据所需的锂离子电池的容量进行设定。在本实施例中，包括2?4个单体电芯30的锂离子电池100的容量在5?15Ah。
[0030]传统的锂离子电池多采用卷绕结构，因电池的容量较高，单体容量为5?15Ah时要求电极片较长，卷绕时存在对齐度不好，负极包覆正极不良，卷芯内部张力过大，卷芯容易变形等问题。并且传统的铝壳锂离子电池，整个电芯较厚，密封在铝壳中，预留空间较小，不利于热量的释放，若发生热失控，将会出现起火爆炸现象，危险系统高。而本实施例中的单体电芯30为叠片结构，即正极片32、负极片34交替叠置且正极片32和负极片34之间设置有隔膜36进行隔离，如图3所示。单体电芯30设置为叠片结构，保证了电芯的平整、无变形、无正负极覆盖差的问题。同时，电芯内部张力较小，有利于注液和电解液的吸收，能够很好的克服传统的铝壳电池存在的问题。同时，单体电芯30为软包装锂离子电池电芯结构，即直接用铝塑膜将电芯进行热封起来，生产工艺简单，避免了高能量的激光焊接。并且，单体电芯30较薄，约为传统的同容量的铝壳电池的1/2?1/4。另外，铝塑膜的重量也远小于铝壳，减轻了电池的重量。
[0031]单体电芯30之间通过固定装置110进行固定连接。具体地，固定装置110仅覆盖了单体电芯30表面的部分区域，从而使得单体电芯30之间未设置有固定装置110的区域形成有间隙120，有利于电池的散热，使得热量能够快速传导和散发出去，改善了电池的散热效果。即便是发生了热失控，也只会出现铝塑膜鼓胀裂开、起火现象，不会发生爆炸，极大地降低了危险系数，提高了安全性能。固定装置110可以为隔热材料构成。在本实施例中，固定装置110为隔热胶带，且隔热胶带为3条并行间隔设置于单体电芯30的表面。具体地，隔热胶带的长度为80?120毫米，宽度为8?15毫米，从而既能够很好的固定单体电芯30，也能够保证在单体电芯30之间形成有充足的间隙120来进行散热。在其他的实施例中，固定装置110也可以为其他的能够实现隔热固定的材料构成。
[0032]一种锂离子电池组400，包括至少两个前述实施例中的锂离子电池100，且锂离子电池100之间设置有散热装置410。图4为一实施例中的锂离子电池组400的侧视图。如图4所示，在本实施例中，锂离子电池组400包括三个锂离子电池100。在其他的实施例中，锂离子电池组400也可以由2?4个锂离子电池100形成，甚至更多。散热装置410设置于锂离子电池100之间，能够便于热量的快速传导以及释放，改善了电池组的散热性能。并且，散热装置410能够在锂离子电池100之间形成一定的间隙，进一步促进了热量的释放，改善了电池的散热效果。在本实施例中，散热装置410为覆盖于锂离子电池100表面的铝片。多个锂离子电池100通过将极耳420弯折后进行电性连接。在本实施例中，包括2?4个锂离子电池100的锂离子电池组400的容量在15?45Ah。
[0033]一种锂离子电池模组500，包括至少两个如前述实施例中的锂离子电池组400。锂离子电池组400之间通过连接装置510进行电性连接并保持有预设间距。图5为一实施例中的锂离子电池模组500中的电芯的结构示意图。在本实施例中，锂离子电池模组500由7个锂离子电池组组成，且由连接装置510进行电性连接。连接装置510的结构如图6所示，包括第一固定片512、第二固定片514以及连接片516。其中，第一固定片512和第二固定片514平行设置且分别垂直连接于连接片516的一端。第一固定片512和第二固定片514分别与相邻的两个锂离子电池组400的极耳固定连接。连接片516的长度L大于锂离子电池组400的厚度B，从而确保锂离子电池组400之间保持有固定的间隙，便于热量的释放，确保电池具有较佳的散热性能。在本实施例中，第一固定片512和第二固定片514上还设置有供固定元件穿过的通孔518，以实现对锂离子电池组400的固定以及电性连接。连接装置510为铜片。
[0034]在本实施例中，锂离子电池模组500还包括多孔塑胶框520，如图7所示。多孔塑胶框520用于包裹锂离子电池模组500中由多个锂离子电池组400形成的电芯结构。在本实施例中，多孔塑胶框520的受压强度为20?40千克力。在其他的实施例中，多孔塑胶框520的受压强度可以由锂离子电池模组500中的锂离子电池组400的个数确定。多孔塑胶框520上的孔522可以为方形孔、圆形孔、椭圆孔或者其他任一图形的孔均可。在本实施例中，多孔塑胶框520上的孔522为方形孔。方形孔的长度为10?20毫米，所述方形孔的宽度为5?10毫米。因此，既可以保证锂离子电池模组500的良好散热，又能够保证多孔塑胶框520具有足够的强度。
[0035]上述锂离子电池模组500，包括至少两个的锂离子电池组400且锂离子电池组400之间通过连接装置510电性连接后能够形成一定的间隙，有利于电池的散热，进一步改善了锂离子电池模组500的散热性能。同时通过采用多孔塑胶框520，可以进一步改善锂离子电池模组500的散热性能。
[0036]为对本实施例中的锂离子电池模组500的散热性能进行更好的说明，下面结合对比例进行试验说明。对比例采用传统的铝壳锂离子电池模组，其内部的电芯结构如图8所示。利用数字记录仪记录了本实施例中的具有多孔塑胶框520的锂离子电池模组500和铝壳电池模组5C(1C = 28Ah)放电的温度上升曲线，如图9所示。整个过程中，本实施例中的锂离子电池模组500的温升较慢，相比于铝壳锂离子电池模组低约3?8摄氏度。因此可见，本实施例中的锂离子电池模组500的散热效果明显较传统的铝壳锂离子电池模组要好。
[0037]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种锂离子电池，包括至少两个的单体电芯，所述至少两个的单体电芯并联设置；其特征在于，所述单体电芯为叠片结构，包括交替叠置的正极片和负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜；所述单体电芯之间设置有固定装置，用于固定所述单体电芯；所述固定装置覆盖所述单体电芯的表面的部分区域。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述固定装置采用隔热材料。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述固定装置为隔热胶带；所述隔热胶带的长度为80?120毫米，宽度为8?15毫米。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述单体电芯为软包装锂离子电池电芯。
5.一种锂离子电池组，其特征在于，包括至少两个的如权利要求1?4任一所述的锂离子电池；所述锂离子电池之间设置有散热装置。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池组，其特征在于，所述散热装置为铝片。
7.一种锂离子电池模组，其特征在于，包括至少两个如权利要求5或6所述的锂离子电池组；至少两个的锂离子电池组之间通过连接装置进行电性连接并保持有预设间距。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池模组，其特征在于，还包括多孔塑胶框，用于包裹所述至少两个的锂离子电池组。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池模组，其特征在于，所述多孔塑胶框的受压强度为20?40千克力。
10.根据权利要求7所述的锂离子电池模组，其特征在于，所述连接装置为铜片；所述铜片包括第一固定片、第二固定片以及连接片；其中，第一固定片和第二固定片平行设置且分别垂直连接于所述连接片的一端；所述第一固定片和所述第二固定片分别与相邻的两个锂离子电池组的极耳固定连接；所述连接片的长度大于所述锂离子电池组的厚度。
【文档编号】H01M10/613GK104466254SQ201410583609
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】宋华杰, 陈辉 申请人:深圳市比克电池有限公司