锂离子电池论文和设计-黄益

全文摘要

本实用新型提供了一种锂离子电池，该电池主要包括电芯和电池组件。其中，电芯包括壳体，壳体上方开口处设置有面盖，面盖上设置有极耳端子，电池组件位于电芯内，电池组件包括电解液、电池正极片、电池负极片和隔膜，电池正极片、电池负极片和隔膜沉浸于电解液内，隔膜呈Z字型叠片结构设置。与现有技术相比，本实用新型的锂离子电池，结构设计巧妙，可以在保证电池其它性能的前提下，大幅提升电池的容量，缩短电池的充放电时间。

主设计要求

1.锂离子电池，其特征在于，包括电芯，所述电芯包括壳体(10)，所述壳体(10)上方开口处设置有面盖(20)，所述面盖(20)上设置有极耳端子(30)；电池组件，所述电池组件位于电芯内；所述电池组件包括：电解液(40)、电池正极片(50)、电池负极片(60)和隔膜(70)，所述电池正极片(50)、电池负极片(60)和隔膜(70)沉浸于电解液(40)内，所述隔膜(70)呈Z字型叠片结构设置。

设计方案

1.锂离子电池，其特征在于，包括

电芯，所述电芯包括壳体(10)，所述壳体(10)上方开口处设置有面盖(20)，所述面盖(20)上设置有极耳端子(30)；

电池组件，所述电池组件位于电芯内；

所述电池组件包括：

电解液(40)、电池正极片(50)、电池负极片(60)和隔膜(70)，所述电池正极片(50)、电池负极片(60)和隔膜(70)沉浸于电解液(40)内，所述隔膜(70)呈Z字型叠片结构设置。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述面盖(20)内侧、与所述壳体(10)相接处设置有密封圈。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述壳体(10)内壁设置有引流槽(80)。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述壳体(10)与面盖(20)为焊接成型。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述面盖(20)与极耳端子(30)为铆接。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述极耳端子(30)呈对角线设置于所述面盖(20)上。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述极耳端子(30)周围设置有凸台(90)。

8.根据权利要求1～7任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述Z字型叠片结构包括第一间隔和第二间隔，所述电池正极片(50)设置于所述第一间隔中，所述电池负极片(60)设置于所述第二间隔中。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于电池制备技术领域，具体涉及锂离子电池。

背景技术

随着电动汽车技术的不断进步，对于核心器件电池的要求也越来越高。

现有技术中，锂离子电池主要存在两个问题。一是电池容量低，难以保证电动汽车的长距离通行；二是电池的充放电时间长，会导致将占有的公共资源如场地等增加，使电池的使用效率受影响。

因此，仍需开发一种新的电池，能够在提高电池容量的前提下，缩短电池的充放电时间。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

锂离子电池，包括

电芯，所述电芯包括壳体，所述壳体上方开口处设置有面盖，所述面盖上设置有极耳端子；

电池组件，所述电池组件位于电芯内；

所述电池组件包括：

电解液、电池正极片、电池负极片和隔膜，所述电池正极片、电池负极片和隔膜沉浸于电解液内，所述隔膜呈Z字型叠片结构设置，Z字型叠片结构相比卷绕式更适合制作大容量电池。

优选地，所述壳体为方形。

壳体、面盖和极耳端子均为铝合金，该铝合金的成分包括以下质量百分比计的原料：

硅5～6％，镍2～3％，铜0.4～0.6％，锰0.1～0.2％，余量为Al。

优选地，所述面盖内侧、与所述壳体相接处设置有密封圈。

密封圈的设置可以保证电池壳体的整体密封性。

优选地，所述壳体内壁设置有引流槽。

引流槽为不规则形状，引流槽的设置有利于电解液的流动和浸润，如果没有引流槽，隔膜的两边有可能会贴紧壳体内壁，导致电解液与贴紧壳体内壁的这部分隔膜的浸润不充分。

优选地，所述壳体与面盖为焊接成型。

优选地，所述面盖与极耳端子为铆接。

优选地，所述极耳端子呈对角线设置于所述面盖上。

极耳端子呈对角线设置，可以方便模组的组装。

进一步优选地，所述极耳端子周围设置有用于引出极耳的凸台。

由于凸台增大了与电极一侧的接触面积，因此凸台的设置可以提高电池高功率环境下的电流承载量。

优选地，所述Z字型叠片结构包括第一间隔和第二间隔，所述电池正极片设置于所述第一间隔中，所述电池负极片设置于所述第二间隔中。

本实用新型锂离子电池的正负极片含有正、负极活性材料、导电剂、粘结剂和集流体。其中，导电剂为复合导电剂，包括乙炔黑、碳纳米管和石墨烯，乙炔黑的一次粒径小于50nm，碳纳米管直径小于20nm，单壁碳纳米管的比例大于或等于50％，石墨烯的层数少于7层，同时需满足3层及以下的比例大于或等于50％。

本实用新型所使用的复合导电剂各组分均应具有较少的官能团和合适的尺寸，并采用超高速离心的方式在短时间内制备混合，从而减少制备过程的中的副反应，以获得导电性提升显著、各组分混合均匀的电极浆料。

本实用新型的有益效果

1、与现有技术相比，本实用新型的锂离子电池，结构设计巧妙，可以在保证电池其它性能的前提下，大幅提升电池的容量，缩短电池的充放电时间；

2、电池壳体内壁设置有不规则的引流槽，有利于电解液的流动和浸润，极耳端子呈对角线设置，方便了模组的组装，极耳端子周围设置的凸台可以提高电池高功率环境下的电流承载量。

附图说明

图1为本实用新型锂离子电池结构示意图。

图2为电池组件俯视图。

图3为锂离子电池面盖俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于再次描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上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”、“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

本例提供了一种锂离子电池，如图1所述，该电池包括电芯和电池组件。

其中，电芯包括壳体10，壳体10为方形，壳体10上方开口处设置有面盖20，面盖20上设置有极耳端子30，壳体10与面盖20为焊接成型，面盖20与极耳端子30为铆接，极耳端子30呈对角线设置于面盖20上，以方便模组的组装。极耳端子30周围设置有凸台90，如图3所示，凸台90可以提高电池高功率环境下的电流承载量。

此外，可以在面盖20内侧、与所述壳体10相接处设置有密封圈，以保证电池壳体10的整体密封性。在壳体10内壁设置有引流槽80，引流槽80为不规则设置，引流槽80的设置有利于电解液的流动和浸润。

电池组件位于电芯内，如图2所示，电池组件包括：电解液40、电池正极片50、电池负极片60和隔膜70，电池正极片50、电池负极片60和隔膜70沉浸于电解液40内，隔膜70呈Z字型叠片结构设置，具体地说，Z字型叠片结构包括第一间隔和第二间隔，电池正极片50设置于第一间隔中，电池负极片60设置于第二间隔中。

需要说明的是，图2所示为一片正极、一片负极所构成的电池组件单元，电池壳内含有若干个相连的电池组件。

在锂离子电池中，壳体10、面盖20和极耳端子30均为铝合金，该铝合金的成分包括以下质量百分比计的原料：硅5～6％，镍2～3％，铜0.4～0.6％，锰0.1～0.2％，余量为Al。

实施例2

本例提供了锂离子电池的组装方法，具体为：

(1)先将正极片、隔膜、负极片和隔膜顺序堆垛成Z字型叠片结构，然后分别将正、负极片端头留出的部分(即集流体)以超声焊接的方式固定在引出端子上，并从面盖的留孔中穿出，采用激光焊接固定在面盖上。

(2)将面盖激光焊接于外壳上部，抽取真空后注入电解液即可。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

设计图

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