多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，其包括：電池外殼、容置于電池外殼中的電芯，以及填充于電池外殼中的電解液，其中，電芯包括具有第一電芯結(jié)構(gòu)的第一電芯和與第一電芯通過隔離膜相連且具有第二電芯結(jié)構(gòu)的第二電芯，通過隔離膜相連的第一電芯的極片與第二電芯的極片極性相反。本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池中，電芯包括并聯(lián)的具有不同電芯結(jié)構(gòu)的第一電芯和第二電芯，綜合了不同電芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，在降低生產(chǎn)成本的同時，提高了鋰離子電池的電化學性能。此外，第一電芯通過隔離膜與第二電芯連接，減小了鋰離子電池的內(nèi)阻，顯著提高了鋰離子電池的能量密度。
【專利說明】多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于鋰離子電池制造領(lǐng)域，更具體地說，本實用新型涉及一種多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著智能電子產(chǎn)品、儲能電源和電動汽車行業(yè)的快速興起，鋰離子電池的性能也不斷提高。新型電池材料的需求、新型生產(chǎn)工藝、卷芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，對鋰離子電池性能的提升至關(guān)重要。
[0003]在鋰離子電池的設(shè)計中，通常需要根據(jù)產(chǎn)品需要設(shè)計具有不同電芯結(jié)構(gòu)的電芯。目前，鋰離子電池所采用的電芯結(jié)構(gòu)種類繁多，常見的有:卷繞式電芯、疊片式電芯、陰極卷繞陽極疊片式電芯、陽極卷繞陰極疊片式電芯，其中，尤以卷繞式電芯和疊片式電芯最為常見。
[0004]不同的電芯結(jié)構(gòu)各有利弊，例如:卷繞式電芯結(jié)構(gòu)工藝成熟,生產(chǎn)效率高,但卷繞式電芯的極片較長，容易導致電池內(nèi)阻極化大，放電平臺低；此外，陰陽極的電子只能通過單一的極耳來傳導，難以完成大電流充放電，因此倍率性能差。
[0005]疊片式電芯結(jié)構(gòu)采用多層極片堆疊而成，每層極片都通過單獨的極耳傳導電子，電池極化內(nèi)阻小，電子傳導速度快，因而與卷繞式電芯相比，疊片式電芯的各項電化學性能較好。但是，目前疊片工藝尚不成熟，半自動或者全自動設(shè)備由于機械制造難度大一時難以普及。人工操作疊片工藝繁瑣，費時費力，制作成本較高。
[0006]便攜式電子產(chǎn)品使用的鋰離子電池通常為單電芯結(jié)構(gòu)，動力電池電芯包含多個相同電芯結(jié)構(gòu)的卷芯，但是，單一電芯結(jié)構(gòu)的多電芯并聯(lián)設(shè)計，能量密度難以發(fā)揮到最佳水平，各電芯僅采用最簡單的并聯(lián)方式連接，性能難以得到有效提升。
[0007]有鑒于此，確有必要提供一種新型的多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的在于:克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，以提高鋰離子電池的電化學性能。
[0009]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型提供了一種多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，其包括:電池外殼、容置于電池外殼中的電芯，以及填充于電池外殼中的電解液，其中，電芯包括具有第一電芯結(jié)構(gòu)的第一電芯和與第一電芯通過隔離膜相連且具有第二電芯結(jié)構(gòu)的第二電芯，通過隔離膜相連的第一電芯的極片與第二電芯的極片極性相反。
[0010]作為本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的一種改進，所述第一電芯和第二電芯為卷繞式電芯、疊片式電芯、陰極卷繞陽極疊片式電芯、陽極卷繞陰極疊片式電芯中任意兩種不同電芯結(jié)構(gòu)的電芯。
[0011]作為本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的一種改進，所述第一電芯為卷繞式電芯，所述第二電芯為疊片式電芯。[0012]作為本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的一種改進，所述第一電芯和第二電芯捆綁固定。
[0013]作為本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的一種改進，所述第一電芯和第二電芯都設(shè)有獨立的極耳，極耳通過并聯(lián)方式連接。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池具有以下優(yōu)點:
[0015]1.電芯包括并聯(lián)的具有不同電芯結(jié)構(gòu)的第一電芯和第二電芯,綜合了不同電芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，在降低生產(chǎn)成本的同時，提高了鋰離子電池的電化學性能。
[0016]2.第一電芯通過隔離膜與第二電芯相連，減小了鋰離子電池的內(nèi)阻，顯著提高了鋰離子電池的能量密度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池及其有益效果進行詳細說明，附圖中:
[0018]圖1為本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的電芯的第一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的電芯的第二實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的電芯的第三實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本實用新型的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本實用新型，并非為了限定本實用新型。
[0022]第一實施方式
[0023]本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的第一實施方式包括電池外殼(未圖示)、容置于電池外殼中的電芯10,以及填充于電池外殼中的電解液(未圖不)。
[0024]第一實施方式中，電芯10的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括具有卷繞結(jié)構(gòu)的第一電芯102和與第一電芯102并聯(lián)的具有疊片結(jié)構(gòu)的第二電芯104，其中，第一電芯102以陰極鋁箔收尾，第一電芯102與第二電芯104接觸的空鋁箔區(qū)域涂覆有陰極活性材料。第二電芯104的最外層為陽極極片，第二電芯104的最外層陽極極片涂覆有陽極活性材料。第一電芯102與第二電芯104通過隔離膜20相連，第一電芯102與第二電芯104通過捆綁固定。
[0025]制作時，具有卷繞結(jié)構(gòu)的第一電芯102的陰極片焊接鋁帶，具有疊片結(jié)構(gòu)的第二電芯104的陽極片焊接鎳帶，且鋁帶和鎳帶的焊接位置保持一致；將第一電芯102和第二電芯104的陰極鋁帶焊接在鋁極耳上，第一電芯102和第二電芯104的陽極鎳帶焊接在鎳極耳上，鋁極耳、鎳極耳分別獨立設(shè)置并通過并聯(lián)方式連接；最后，將并聯(lián)后的電芯10裝入電池外殼中并填充電解液，組裝成鋰離子電池。
[0026]第二實施方式
[0027]本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的第二實施方式包括電池外殼(未圖示)、容置于電池外殼中的電芯10,以及填充于電池外殼中的電解液(未圖不)。
[0028]第二實施方式中，電芯10的結(jié)構(gòu)如圖2所示，為由三個電芯組成的“三明治”結(jié)構(gòu)電芯，其包括兩個位于外側(cè)具有卷繞結(jié)構(gòu)的第一電芯102和位于兩個第一電芯102之間并分別與兩個第一電芯102并聯(lián)的具有疊片結(jié)構(gòu)的第二電芯104,其中，兩個第一電芯102以陰極鋁箔收尾，兩個第一電芯102與第二電芯104接觸的空鋁箔區(qū)域分別涂覆有陰極活性材料；第二電芯104的最外層為陽極極片，最外層的陽極極片涂覆有陽極活性材料，兩個第一電芯102與第二電芯104分別通過隔離膜20相連,第一電芯102與第二電芯104通過捆
綁固定。
[0029]制作時，具有卷繞結(jié)構(gòu)的第一電芯102的陰極片焊接鋁帶，具有疊片結(jié)構(gòu)的第二電芯104的陽極片焊接鎳帶，且鋁帶和鎳帶的焊接位置保持一致；將第一電芯102和第二電芯104的陰極鋁帶焊接在鋁極耳上，第一電芯102和第二電芯104的陽極鎳帶焊接在鎳極耳上，鋁極耳、鎳極耳分別獨立設(shè)置并通過并聯(lián)方式連接；最后，將并聯(lián)后的電芯10裝入電池外殼中并填充電解液組裝成鋰離子電池。
[0030]第三實施方式
[0031]本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池的第三實施方式包括電池外殼(未圖示)、收容于電池外殼中的電芯10，以及灌注于電池外殼中的電解液(未圖示)。
[0032]第三實施方式中，電芯10的結(jié)構(gòu)如圖3所示，為由三個電芯組成的“三明治”結(jié)構(gòu)電芯，其包括兩個位于外側(cè)具有疊片結(jié)構(gòu)的第二電芯104和位于兩個第二電芯104之間并分別與兩個第二電芯104并聯(lián)的具有卷繞結(jié)構(gòu)的第一電芯102，其中，第一電芯102以陰極鋁箔收尾，第一電芯102與第二電芯104接觸的空鋁箔區(qū)域涂覆有陰極活性材料；兩個第二電芯104的最外層為陽極極片，第二電芯104的最外層陽極極片涂覆有陽極活性材料。第一電芯102與兩個第二電芯104分別通過隔離膜20相連，三明治”結(jié)構(gòu)層疊的第一電芯102與第二電芯104通過捆綁固定。
[0033]制作時，具有卷繞結(jié)構(gòu)的第一電芯102的陰極片焊接鋁帶，具有疊片結(jié)構(gòu)的第二電芯104的陽極片焊接鎳帶，且鋁帶和鎳帶的焊接位置保持一致；將第一電芯102和第二電芯104的陰極鋁帶焊接在鋁極耳上，第一電芯102和第二電芯104的陽極鎳帶焊接在鎳極耳上，鋁極耳、鎳極耳分別獨立設(shè)置并通過并聯(lián)方式連接；最后，將并聯(lián)后的電芯10裝入電池外殼中并填充電解液組裝成鋰離子電池。
[0034]結(jié)合以上對本實用新型實施方式的詳細描述可以看出，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池具有以下優(yōu)點:
[0035]1.電芯包括并聯(lián)的具有不同電芯結(jié)構(gòu)的第一電芯和第二電芯,綜合了不同電芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，在降低生產(chǎn)成本的同時，提高了鋰離子電池的電化學性能。
[0036]2.第一電芯通過隔離膜與第二電芯相連，減小了鋰離子電池的內(nèi)阻，顯著提高了鋰離子電池的能量密度。
[0037]雖然在說明書中僅以并聯(lián)的具有卷繞結(jié)構(gòu)的第一電芯和具有疊片結(jié)構(gòu)的第二電芯為例對本實用新型進行了說明，但是，可以理解的是，根據(jù)本實用新型的揭示和教導，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以采用其他不同結(jié)構(gòu)的電芯并聯(lián)，例如，采用卷繞式電芯、疊片式電芯、陰極卷繞陽極疊片式電芯、陽極卷繞陰極疊片式電芯中的任意兩種具有不同結(jié)構(gòu)的電芯進行并聯(lián)，只要任意兩個相鄰電芯之間通過隔離膜相連，且相鄰電芯接觸面上的集流體上涂覆有極性相反的活性材料即可。此外，不同電芯結(jié)構(gòu)的電芯的數(shù)量并不局限于2個和3個，也可以根據(jù)需要，采用更多個不同電芯結(jié)構(gòu)的電芯的并聯(lián)。
[0038]說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應(yīng)當落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實用新型構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池,其特征在于:包括電池外殼、容置于電池外殼中的電芯，以及填充于電池外殼中的電解液，其中，電芯包括具有第一電芯結(jié)構(gòu)的第一電芯和與第一電芯通過隔離膜相連且具有第二電芯結(jié)構(gòu)的第二電芯，通過隔離膜相連的第一電芯的極片與第二電芯的極片極性相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，其特征在于:所述第一電芯和第二電芯為卷繞式電芯、疊片式電芯、陰極卷繞陽極疊片式電芯、陽極卷繞陰極疊片式電芯中任意兩種不同電芯結(jié)構(gòu)的電芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，其特征在于:所述第一電芯為卷繞式電芯，所述第二電芯為疊片式電芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，其特征在于:所述第一電芯和第二電芯捆綁固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，其特征在于:所述第一電芯和第二電芯都設(shè)有獨立的極耳，極耳通過并聯(lián)方式連接。
【文檔編號】H01M10/058GK203574066SQ201320787025
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】陳偉 申請人:寧德新能源科技有限公司