一种锂离子电池和电池包的制作方法

1.本实用新型属于电池领域，尤其涉及一种锂离子电池和电池包。


背景技术：

2.改善锂离子电池在低温环境下充放电困难的技术主要有以下几种：一种是通过改善电解液的添加剂，提高锂离子电池低温性能，该方法虽然简单易行，但改善的效果有限，其次增加电芯的成本；另一种是在电芯表面贴置加热垫，通过外界输入热量，使得电芯处在一个较高温度环境中，该方法可操作性强，但此方法只对电芯某个面加热，使得电芯受热不均匀，后期电芯使用易出现安全隐患；还一种方法是利用脉冲方式，电芯在脉冲条件下自产热，此方法虽然可操作性强，但受制于脉冲时间及脉冲电流，导电芯实际温升小，效果不佳；综上可知，现有的这几种技术还存在许多缺点，还不能满足锂离子电池低温环境下的技术需求。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的一个目的是提供一种锂离子电池，解决现有的电芯加热存在成本高、加热不均匀，以及加热效果不理想的问题，进而导致的锂离子电池低温环境充放电难的问题。另一个目的是提供一种电池包。
4.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
5.一方面，本实用新型提供一种锂离子电池，包括：壳体和极片组件；
6.所述极片组件设于所述壳体内，所述极片组件包括依次层叠设置的正极片、隔膜、负极片、与所述正极片电连接的正极耳以及与所述负极片电连接的负极耳；
7.所述正极耳为多个，多个所述正极耳均与所述正极片电连接，和/或，所述负极耳为多个，多个所述负极耳均与所述负极片电连接；
8.所述正极耳和所述负极耳均为片状层叠结构；
9.所述壳体上设有与所述正极耳数量相同的正极柱，每一所述正极柱分别与一所述正极耳电连接；
10.所述壳体上设有与所述负极耳数量相同的负极柱，每一所述负极柱分别与一所述负极耳电连接。
11.进一步的，多个所述正极耳沿着所述正极片的卷绕方向等间隔设置；和/或，多个所述负极耳沿着所述负极片的卷绕方向等间隔设置。
12.进一步的，所述壳体包括本体和顶盖，所述本体包括一端开口的容纳腔，所述顶盖盖设于所述容纳腔的开口处，所述极片组件设于所述容纳腔内；
13.多个所述正极耳设于所述正极片靠近所述顶盖的一侧，和/或，多个所述负极耳设于所述负极片靠近所述顶盖的一侧；
14.所述正极柱设置在所述顶盖上与所述正极耳的位置对应处；
15.所述负极柱设置在所述顶盖上与所述负极耳的位置对应处。
隔膜、15-聚酯薄膜。
具体实施方式
38.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
41.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
44.在申请实施例中，“平行”是指直线与直线、直线与面、或面与面形成的角度为-10
°
～10
°
的状态。另外，“垂直”是指直线与直线、直线与面、或面与面形成的角度为80
°
～100
°
的状态，“距离相等”或“等间隔”，是指公差范围在-10％～10％的状态。
45.本实用新型的实施例提供了一种锂离子电池，包括壳体和极片组件；极片组件设于所述壳体内，极片组件包括依次层叠设置的正极片、隔膜、负极片，以及与正极片电连接的正极耳和与负极片电连接的负极耳，正极耳为多个，多个正极耳均与正极片电连接，和/或，负极耳为多个，多个负极耳均与负极片电连接；壳体上与正极耳的位置对应处设有正极柱，正极柱与正极耳电连接；壳体上与负极耳的位置对应处设有负极柱，负极柱与负极耳电
连接。上述锂离子电池通过外部电源连接多个正极柱(或多个负极柱)，通电后，电流流过正极片，正极片形成阻抗产生热量，因此实现电芯整体加热，而非局部受热，电芯受热更均匀；另外，电芯内外每层正极极片(或每层负极片)都通过电流同时加热，从而提高加热效率是卷芯可以实现快速温升，提高加热效率；相比于传统的脉冲加热技术，本实用新型中电芯的加热功率及加热时间更灵活方便。
46.需要提到的是，在本实用新型中优选正极耳的宽度为6-8mm和负极耳的宽度为6-8mm；在此基础上，考虑极耳的错位排布，因此需要满足：相邻的两所述正极柱之间的间隔距离大于12mm，相邻的两负极柱之间的间隔距离大于12mm，正极柱与负极柱之间的间隔大于12mm，这样防止极耳错位排布的时候出现相交的情况。
47.需要提到的是，本实用新型中的正极耳和负极耳均为片状层叠结构，具体的层数由正极片和负极片的数量来确定，即每一个正极片均对应电连接正极耳的一层片状结构，每一个负极片均对应电连接负极耳的一层片状结构。
48.实施例1
49.如图1所示，本实用新型的实施例提供的锂离子电池包括壳体1、极片组件、顶盖2以及三个正极柱和一负极柱6。壳体1包括本体和顶盖1，本体包括一端开口的容纳腔，顶盖1盖设于容纳腔的开口处以起到密封效果，极片组件设于容纳腔内，所述极片组件包括依次叠层设置的负极片12、隔膜14和正极片8，所述正极片8上电连接有三个正极耳，所述负极片12上电连接有一个负极耳13。所述顶盖2上设有注液口7。三个所述正极柱和一个负极柱6均固定在所述顶盖2上，三个所述正极柱分别与对应的一个所述正极耳电连接，所述负极柱6与所述负极耳13电连接。
50.所述注液口7用于向所述壳体1内注入电解液。
51.三个所述正极分别为所述第一正极柱3、第二正极柱4和第三正极柱5。所述正极耳包括第一正极耳9、第二正极耳10和第三正极耳11，所述第一正极耳9与所述第一正极柱3电连接，所述第二正极耳10与所述第二正极柱4电连接，所述第三正极耳11与所述第三正极5电连接，所述负极耳13与所述负极柱6电连接，这里的电连接方式优选焊接。
52.需要提到的是，正极柱与负极柱也可不设置在顶盖1上，也可设置在本体的其他侧壁上，正极柱与负极柱设置在同一侧壁上或不同侧壁上均可；正极耳与负极耳也不一定要设置在极片靠近正极柱或负极柱的一侧，做为其他选择，也可设置在极片不靠近正极柱或负极柱的另一侧，这里不做限定。
53.需要提到的是，为了使得正极片或负极片在自加热是加热更均匀，可以使得多个极耳沿着正极片的卷绕方向等间隔设置，和/或，多个负极耳沿着所述负极片的卷绕方向等间隔设置；当多个正极耳(负极耳)设置在正极片(负极片)的同一侧时，多个正极耳(负极耳)是沿该侧的卷绕方向等间隔设置，当多个正极耳(负极耳)设置在正极片(负极片)的不同侧时，在本实施例中极片呈矩形状，即在极片的一相对的两侧卷绕方向上均匀设置正极耳(负极耳)，相邻的两个正极耳(负极耳)的间隔距离相等。
54.当在低温环境时，通过外界电源连接其中的两个正极柱，例如第一正极柱3和第二正极柱4，电流通过外接导线、第一正极柱3、正极片8、第二正极柱4和外接导线的路径，通过正极片8阻抗形成热阻加热电芯内部。也就是说，将正极片8作为发热电阻进行发热。所述锂离子电池能够实现电芯整体加热，而非局部受热，电芯受热更均匀；可以实现电芯快速温
升，提高加热效率；相比于传统的脉冲加热技术，本实用新型中可以通过控制电流的大小，从而控制电芯的加热功率及加热时间，更灵活方便。
55.需要提到的是，
56.所述壳体1优选为铝壳，所述铝壳的厚度优选为0.2mm～1.2mm。
57.所述正极片8优选为箔材制成。
58.可以理解，上述通过外界电源连接其中的两个正极柱，也可以是第二正极柱4和第三正极柱5，或者第一正极柱3和第三正极柱5。
59.需要说明的是，本实用新型的所述正极的个数并不限于三个，也可以是两个正极和一个负极，其中一个所述正极既可以与负极一起作为该电池的工作电极，也可以与另外一个正极连接用于加热正极片使用。当然所述正极的个数也可以是三个以上，只要能个满足本实用新型的上述功能即可。优选的，所述正极为2-4个。
60.为了方便安装连接，所述顶盖2上形成有第一安装口、第二安装口、第三安装口和第四安装口。所述第一正极柱3、第二正极柱4、第三正极柱5分别固定安装在所述第一安装口、第二安装口和第三安装口，所述负极柱6固定安装在所述第四安装口。
61.所述负极片12、隔膜14和正极片8依次叠置并卷绕形成为卷芯，所述卷芯套设在所述壳体1内。
62.所述锂离子电池还包括聚酯薄膜15，所述聚脂薄膜15包裹在所述卷芯外。
63.所述第一正极柱3、第二正极柱4、第三正极柱5与负极柱6均通过铆接焊与顶盖连接。
64.所述第一正极耳9、第二正极耳10、第三正极耳11与负极耳13通过激光焊分别与所述第一正极柱3、所述第二正极柱4、所述第三正极柱5和负极柱6连接。
65.所述顶盖2与所述壳体1焊接连接。
66.本实用新型的所述锂离子电池在制备和使用时包括步骤：
67.s1、将隔膜14、负极片12、正极片8通过叠片或卷绕方式装配，做成卷芯；
68.s2、用聚酯薄膜15将卷芯包裹；
69.s3、将包裹聚酯薄膜15的卷芯与顶盖2连接，具体为将第一正极耳9、第二正极耳10、第三正极耳11分别与第一正极柱3、第二正极柱4、第三正极柱5通过激光焊焊接连接，负极耳13与负极柱6通过激光焊焊接连接；
70.s4、将接连好顶盖2的卷芯装入铝壳1；
71.s5、将顶盖2与铝壳1连接密封，具体为通过激光焊将连接卷芯的顶盖与铝壳1焊接密封；
72.s6、将电解液沿从注液口7注入铝壳内；
73.s7、将注液口7密封：通过激光焊将注液口7焊接密封；
74.s8、低温环境下，外界电源连接第一正极柱3和第二正极柱4，输入电流；实现电芯内部自加热，同时第三正极柱5和负极柱6连接充电。
75.实施例2
76.如图2所示，本实用新型的实施例2提供的锂离子电池，与实施例1提供的锂离子电池之间的不同在于，实施例2提供的锂离子电池仅包括两个正极耳9＇，10＇和一个负极耳13＇。所示顶盖2上设有与两个所述正极耳9＇，10＇一一对应的两个正极柱3＇,4＇和一个负极
柱6＇。
77.在低温条件下时，先通过电源连接两个所述正极柱3＇,4＇和正极片8实现电芯内部自加热，加热完成后再连接所述一个正极耳3＇或4＇和负极柱6＇进行充电。
78.实施例3
79.如图3所示，本实施例3提供的锂离子电池，与实施例1以及实施例2提供的锂离子电池之间的不同在于，正极片8上设有一个正极耳20，负极片12上设三个负极耳18，所述顶盖2上设有与所述正极耳20对应的正极柱19以及三个负极柱17，三个所述负极柱与三个所述负极耳18一一对应的。
80.与实施例1相类似，低温环境下，外界电源连接其中两个负极柱17，输入电流，实现电芯内部自加热，加热的同时还可以连接第三个负极柱17与正极柱19进行充电。
81.实施例4
82.如图4所示，本实施例4提供的锂离子电池，与实施例1提供的锂离子电池之间的不同在于，正极片8上设有一个正极耳23，负极片12设两个负极耳22，与实施例2相类似。所述顶盖2上设有与所述正极耳23对应的正极柱24和两个负极柱21，两个所述负极柱21分别与两个所述负极耳22一一对应。
83.低温环境下，先通过外界电源连接两个所述的负极柱21，输入电流，电流流过正极片，所述正极片形成阻抗产生热量，实现电芯内部自加热，加热后再连接一个所述负极柱21与正极柱24进行充电。
84.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。