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一种模块化结构的锂离子动力 电池

阅读：427发布：2024-01-09

专利汇可以提供一种模块化结构的锂离子动力电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种模块化结构的锂离子动力电池，其包括多个电芯模块，所述电芯模块包括正极片、负极片以及隔膜，其中，负极片或者正极片插入在两隔膜之间，所述插入有负极片或者正极片的隔膜折叠后为Z字形，与插入隔膜中的负极片或者正极片相对应的是，正极片或负极片插入到Z字形隔膜的折叠空隙之间；本实用新型可以按照需要自由组装为不同容量的电池，并且电池正、负极采用Z字形叠织，电池的内阻小，循环性能优异，便于电池生产，适于做纯电动和混合电动汽车的电源。，下面是一种模块化结构的锂离子动力电池专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种模块化结构的锂离子动力电池，其特征在于，其包括多个电芯模块，所述电芯模块包括正极片、负极片以及隔膜，其中，负极片或者正极片插入在两隔膜之间，所述插入有负极片或者正极片的隔膜折叠后为Z字形，与插入隔膜中的负极片或者正极片相对应的是，正极片或负极片插入到Z字形隔膜的折叠空隙之间。
2.如权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于，正极片包括凸出的空白铝箔凸片，负极片包括凸出的空白铜箔凸片，正极片的所述铝箔凸片与负极片的所述铜箔凸片反向放置。
3.如权利要求1或2所述的锂离子动力电池，其特征在于，电芯模块用铝塑膜封装。
4.如权利要求1或2所述的锂离子动力电池，其特征在于，按照电池容量的需要，与插入隔膜中的负极片或者正极片相对应的是，在每两个电芯模块之间设置有另外的正极片或者负极片。
5.如权利要求1或2所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述隔膜为多孔聚丙烯膜。
6.如权利要求2所述的锂离子动力电池，其特征在于，在所述铝箔凸片上焊接正极耳，在所述铜箔凸片上焊接负极耳。

说明书全文

一种模块化结构的锂离子动力 电池

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种模块化结构的锂离子动力电池，特别是一种铝塑膜锂离子动力电池。

背景技术

[0002] 普通的铝塑膜锂离子电池电芯制作方式一般有两种：一种是卷绕式结构的电池，将隔膜包裹负极(或者正极)，将正极(或者负极)放在隔膜上，然后将正负极卷绕制成；另一种是叠片式结构的电池，将正负极极片交叉放置正极和负极之间用隔膜隔开。第一种方式由于负极和正极的尺寸限制，不适合生产大容量的动力电池。而第二种电池负极之间采用的仅是并联的方式焊接起来，最外层负极与内部负极在充放电过程中不一致性造成了电池性能的下降。所以不同容量的电池需要重新设计优化。因此生产过程中根据不同容量的电池产品需要不断的调整设备，对连续化生产和电池的品质带来一定的负担。
实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是提供一种可进行快速批量化生产不同容量电池的模块化全新结构的锂离子动力电池。

[0004] 本实用新型的技术方案如下：

[0005] 一种模块化结构的锂离子动力电池，其特征在于，其包括多个电芯模块，所述电芯模块包括正极片、负极片以及隔膜，其中，负极片或者正极片插入在两隔膜之间，所述插入有负极片或者正极片的隔膜折叠后为Z字形，与插入隔膜中的负极片或者正极片相对应的是，正极片或负极片插入到Z字形隔膜的折叠空隙之间。

[0006] 其中，正极片包括凸出的空白铝箔凸片，负极片包括凸出的空白铜箔凸片，正极片的所述铝箔凸片与负极片的所述铜箔凸片反向放置。

[0007] 其中，电芯模块用铝塑膜封装。

[0008] 其中，按照电池容量的需要，与插入隔膜中的负极片或者正极片相对应的是，[0009] 在每两个电芯模块之间设置有另外的正极片或者负极片。

[0010] 其中，隔膜为多孔聚丙烯膜。

[0011] 其中，在铝箔凸片上焊接正极耳，在铜箔凸片上焊接负极耳。

[0012] 本实用新型的锂离子动力电池，可以按照需要将多个电芯模块自由组装为不同容量的电池，并且正极片或者负极片采用Z字形叠织，电池的内阻小，循环性能优异，便于电池生产，适于做纯电动和混合动力汽车的电源。附图说明

[0013] 图1是本实用新型的正极片示意图。

[0014] 图2是本实用新型的负极片示意图。

[0015] 图3是本实用新型电芯模块的剖面图。

[0016] 图4是本实用新型的焊接有正负极耳的电芯模块示意图。

[0017] 图5是本实用新型实施例1的2.25Ah铝塑膜锂离子动力电池在高温60℃下的2C充3C放的循环性能曲线。

[0018] 图6是本实用新型实施例2的3.5Ah铝塑膜锂离子动力电池在高温60℃下的2C充3C放的循环性能曲线。

具体实施方式

[0019] 正极片1的制作：将LiMn2O4粉料、碳黑与聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液混合，在常温常压下制成均一的复合浆料，将浆料均匀地涂敷在作为集流体的铝箔(厚2
度15-20um)上，然后在160℃下烘干，涂敷物在铝箔集流体上的面密度为400-500g/m，再进行致密化处理，所得极片厚度在180-220um，然后继续在110℃下烘24小时。烘干后的极片中，LiMn2O4占总涂敷物的91.5wt％。裁切正极片1时，在正极极片的宽度一侧留出一条宽度为2cm的空白铝箔凸片2，见图1，料区的尺寸为50mm×160mm。

[0020] 负极片3的制作：将石墨粉料、碳黑与聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液混合制成均一的复合浆料，然后均匀地涂敷在作为集流体的铜箔(厚度为10-15um)上，然2
后在160℃下烘干，涂敷物在铜箔集流体上的面密度为100-200g/m，再进行致密化处理，所得极片厚度在100-150um，然后继续在110℃下烘24小时。烘干后的极片中，石墨占总涂敷物的91.5wt％。在裁切负极片时，在负极片3的宽度方向一侧留出一条宽度为2cm的空白铜箔凸片4，见图2，料区尺寸为220mm×165mm。

[0021] 电池的装配：

[0022] 实施例1：取7张正极片1和2张负极片3。首先，将1张负极片3插到的隔膜5和6(所用的隔膜为多孔聚丙烯膜，长度为445mm、宽为115)中间，隔膜5和6的末端要比负极片3的末端长出1mm以上，负极片3的料区部分位于隔膜的正中间。然后对包裹了隔膜的负极3进行三次对折见图2，然后在Z字形隔膜空隙之间放入3张正极片1，正极片1的铝箔凸片2一侧与负极片3的铜箔凸片4一侧要反向放置且负极片3的料区部分要完全覆盖正极片1的料区部分，并且正极片1与正极片1对齐，制成方形的电芯模块。之后按照同样的步骤，将另外3张正极片1和1张负极片3，制成方形的电芯模块。按电池容量需要再将两个电芯模块之间放置一张正极片1，组成电芯。然后用超声焊机在电芯的铝箔凸片2上焊接正极耳7，在电芯的铜箔凸片4上焊接负极耳8，焊点要均匀分布，如图4。最后将焊接好极耳的电芯用铝塑膜封装，注入电解液，化成后制得容量为2.25Ah的铝塑膜锂离子动力电池。

[0023] 本实施例的2.25Ah铝塑膜锂离子动力电池的内阻为16mΩ,电池在高温60℃下的2C充3C放的循环性能曲线见图5。

[0024] 另外，此实施例还可以用另一种方式来实现：参照上述，将包裹隔膜后的正极进行Z字形折叠，负极插入其中，制成电芯模块后也可以实现此实用新型的目的。

[0025] 实施例2：取11张正极片和3张负极片，电池的装配同实施例1。最后制得容量为3.5Ah的铝塑膜锂离子动力电池。

[0026] 本实施例的3.5Ah铝塑膜锂离子动力电池的内阻为13mΩ,电池在高温60℃下的2C充3C放的循环性能曲线见图6。

[0027] 以上结合附图描述了本实用新型的实施方案。不过，应当明确，本实用新型并不限于上面叙述的实施例，该领域的技术人员在不偏离本发明所附各项权利要求界定的精神或范围的情况下，可以做出各种修改和替换亦属于本实用新型。

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