一种锂离子电池的制作方法

    专利2022-07-10  213


    本实用新型属于电池技术领域,尤其涉及一种锂离子电池。



    背景技术:

    锂离子电池由于具有能量密度高、工作电压高、使用温度宽、使用寿命长和对环境友好等优点,已经在消费手机、电动工具、医疗电子等领域获得广泛应用,同时,在新能源汽车、储能基站等领域也显示出良好的应用前景。

    锂离子电池根据封装形式主要可以分为三大类,即圆柱型锂离子电池、方形锂离子电池和软包装锂离子电池。不同的结构意味着不同的优缺点。其中,参考图1,方形电池一般是铝壳或钢壳方形电池,方形电池的结构简单,机械强度高,不易出现漏液等风险。然而,方形锂离子电池其裸电芯2大多采用卷绕结构,裸电芯2两侧为弧形结构20,其存在以下缺点:1)裸电芯2组装后,其弧形结构20的顶部与壳体1的侧面紧贴,顶部受力,弧形结构20的其它部位无束缚力,循环过程中膨胀导致受力不均,局部有变形断裂风险;2)裸电芯2其弧形结构20与壳体1侧面间隙较大,会储存部分游离电解液,导致电解液使用率不高;3)裸电芯2拐角与壳体1间隙较大,传热效果差。



    技术实现要素:

    本实用新型的目的在于:针对现有技术的不足,而提供一种锂离子电池,优化裸电芯弧形位置的受力,减少裸电芯与壳体的间隙,提高空间利用率。

    为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

    一种锂离子电池,包括壳体以及封装于所述壳体内部的裸电芯,所述壳体包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁均包括与所述裸电芯侧部相匹配的贴合部。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,所述贴合部为圆弧弧形或椭圆弧形,所述贴合部的弧度为90°~150°。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,所述贴合部的厚度从其边缘区到其中间区逐渐递减。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,所述贴合部其边缘区的厚度比所述贴合部其中间区的厚度大0~0.5mm。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,所述贴合部其中间区的厚度为0.2~2mm。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,所述贴合部设置有至少一个,相邻两个所述贴合部相互连接。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,所述贴合部的数量与所述裸电芯的数量相同。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,所述壳体还包括相对设置的第三侧壁和第四侧壁,所述第三侧壁和所述第四侧壁两者均与所述第一侧壁和所述第二侧壁连接形成一框体,所述第三侧壁和所述第四侧壁均为平面状。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,所述壳体还包括底板,所述底板设置于所述框体的一端部。

    作为本实用新型所述的锂离子电池的一种改进,还包括顶盖,所述顶盖的形状与所述壳体的开口形状相匹配。

    相比于现有技术,本实用新型的有益效果包括但不限于:

    1)本实用新型的锂离子电池其壳体的第一侧壁和第二侧壁均设置有与裸电芯侧部相匹配的贴合部,使得裸电芯其侧部的整个弧形结构与壳体贴合紧密,受力均匀,防止循环过程中极片因局部受力不均而导致断裂。

    2)本实用新型的锂离子电池其壳体的第一侧壁和第二侧壁均设置有与裸电芯侧部相匹配的贴合部,使得裸电芯其侧部的整个弧形结构与壳体贴合紧密,从而减小了两者之间的空隙,提高了空间利用率,减少游离电解液量,降低保液量。

    3)本实用新型的锂离子电池其壳体的第一侧壁和第二侧壁均设置有与裸电芯侧部相匹配的贴合部,使得裸电芯其侧部的整个弧形结构与壳体贴合紧密,增加了裸电芯和壳体的接触面积,增加了换热面积,有利于裸电芯向外散热。

    附图说明

    图1是现有技术中裸电芯与壳体的装配结构示意图。

    图2是本实用新型中裸电芯与壳体的装配结构示意图之一。

    图3是本实用新型中裸电芯与壳体的装配结构示意图之二。

    图4是本实用新型中顶盖与壳体的装配结构示意图之一。

    图5是本实用新型中顶盖与壳体的装配结构示意图之二。

    其中:1-壳体,2-裸电芯,3-顶盖,11-第一侧壁,12-第二侧壁,13-第三侧壁,14-第四侧壁,10-贴合部,20-弧形结构,30-弧形部,31-电极端子。

    具体实施方式

    如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。

    在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。

    在本实用新型中,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,或一体地连接;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。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实用新型中的具体含义。

    以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明,但不作为对本实用新型的限定。

    本实用新型的锂离子电池包括壳体1以及封装于壳体1内部的裸电芯2,壳体1包括相对设置的第一侧壁11和第二侧壁12,第一侧壁11和第二侧壁12均包括与裸电芯2侧部相匹配的贴合部10。需要说明的是,相匹配是指贴合部10的内侧面至少75%以上的面积与裸电芯2的侧部(此处指具有弧形结构的侧部)相贴合。

    发明人发现,壳体1的第一侧壁11和第二侧壁12设置有与裸电芯2侧部相匹配的贴合部10,能使得裸电芯2其侧部的整个弧形结构20与壳体1贴合紧密,进而具有以下有益效果:1)裸电芯2侧部弧形结构20处受力均匀,防止循环过程中极片因局部受力不均而导致断裂;2)减小了裸电芯2与壳体1之间的空隙,提高了空间利用率,减少游离电解液量,降低保液量;3)增加了裸电芯2和壳体1的接触面积,增加了换热面积,有利于裸电芯2向外散热。

    具体地,贴合部10为圆弧弧形或椭圆弧形,贴合部10的弧度为90°~150°。一般的,裸电芯2侧部形成的弧形结构20的弧度约为90°~150°,贴合部10的弧度大概等于裸电芯2侧部弧形结构20的弧度,使得两者之间能够贴合较为紧密的同时,也不会对裸电芯2造成损坏。

    具体地,贴合部10的厚度从其边缘区到其中间区逐渐递减。优选的,贴合部10其边缘区的厚度比贴合部10其中间区的厚度大0~0.5mm。贴合部10的边缘区较厚,中间区较薄,形成逐渐递减的趋势,有效改善拐角壳体1强度,同时使拐角处壳体1与裸电芯2贴合更紧凑。需要说明的是,中间区是指贴合部10其对称轴左右各延伸0~1cm所形成的区域,边缘区是指除去中间区之外的其它区域。

    具体地,贴合部10其中间区的厚度为0.2~2mm。中间区的厚度过薄会降低壳体1的强度,降低对裸电芯2的保护作用。而当中间区的厚度过厚时,又会影响壳体1与裸电芯2的贴合效果。

    具体地,贴合部10的数量与裸电芯2的数量相同。贴合部10设置有至少一个,相邻两个贴合部10相互连接。参考图2,在一些实施方式中,裸电芯2只有一个,贴合部10也只设置一个。参考图3,在另一些实施方式中,裸电芯2设置有两个或以上,贴合部10也设置有两个或以上,而且相邻两个贴合部10相互连接。

    具体地,壳体1还包括相对设置的第三侧壁13和第四侧壁14,第一侧壁11的一端与第三侧壁13连接,第一侧壁11的另一端与第四侧壁14连接,第二侧壁12的一端与第三侧壁13连接,第二侧壁12的一端与第四侧壁14连接。第一侧壁11、第三侧壁13、第二侧壁12和第四侧壁14依次连接形成一个框体。具体地,第三侧壁13和第四侧壁14均为平面状。壳体1可由铝或铝合金等导电金属的材料制成,也可由塑胶等绝缘材料制成。

    具体地,壳体1还包括底板(图中未示),底板设置于框体的一端部,形成一个仅有一端具有开口的壳体1。优选的,底板与框体一体成型。

    参考图4~5,本实用新型的锂离子电池还包括顶盖3,顶盖3的形状与壳体1的开口形状相匹配。顶盖3的两侧设置有弧形部30,弧形部30与贴合部10相互配合。顶盖封装于壳体1的开口处。其中,顶盖3除了形状与现有的顶盖不同,其它的均与现有的顶盖相同,如还设置有电极端子31、防爆阀(图中未示)、注液孔(图中未示)等。

    本实用新型的锂离子电池中裸电芯2优选为卷绕式裸电芯,卷绕式裸电芯其两侧部形成有弧形结构20。

    上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式,但如前所述,应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施方式的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述实用新型构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围,则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。


    技术特征:

    1.一种锂离子电池,包括壳体以及封装于所述壳体内部的裸电芯,其特征在于,所述壳体包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁均包括与所述裸电芯侧部相匹配的贴合部。

    2.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述贴合部为圆弧弧形或椭圆弧形,所述贴合部的弧度为90°~150°。

    3.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述贴合部的厚度从其边缘区到其中间区逐渐递减。

    4.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述贴合部其边缘区的厚度比所述贴合部其中间区的厚度大0~0.5mm。

    5.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述贴合部其中间区的厚度为0.2~2mm。

    6.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述贴合部设置有至少一个,相邻两个所述贴合部相互连接。

    7.根据权利要求6所述的锂离子电池,其特征在于,所述贴合部的数量与所述裸电芯的数量相同。

    8.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述壳体还包括相对设置的第三侧壁和第四侧壁,所述第三侧壁和所述第四侧壁两者均与所述第一侧壁和所述第二侧壁连接形成一框体,所述第三侧壁和所述第四侧壁均为平面状。

    9.根据权利要求8所述的锂离子电池,其特征在于,所述壳体还包括底板,所述底板设置于所述框体的一端部。

    10.根据权利要求1~9中任一项所述的锂离子电池,其特征在于,还包括顶盖,所述顶盖的形状与所述壳体的开口形状相匹配。

    技术总结
    本实用新型属于电池技术领域,尤其涉及一种锂离子电池,包括壳体以及封装于所述壳体内部的裸电芯,所述壳体包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁均包括与所述裸电芯侧部相匹配的贴合部。相比于现有技术,本实用新型优化裸电芯弧形位置的受力,减少裸电芯与壳体的间隙,提高空间利用率。

    技术研发人员:游坤;华秉杨;宋贺;黄天翔
    受保护的技术使用者:东莞塔菲尔新能源科技有限公司;江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司;江苏塔菲尔动力系统有限公司
    技术研发日:2020.07.23
    技术公布日:2021.03.12

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