CN102569720A - 电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池，其包括收容在其中的电池芯及包覆在电池芯外的电池壳，所述电池芯设置有若干交替堆叠设置的正极板及负极板，所述正、负极板包括基板及涂布于基板上的浆料，其中以电池18毫米厚度安装总数120-161片的密度安装正、负极板。电池极板的厚度较薄，且经过高密度的安装，可实现电池瞬间的大功率充放电，增加电池应用场合。

Description

电池
技术领域
本发明涉及一种电池，特别是一种叠片式电池芯的充电式锂电池。 
背景技术
锂离子电池通常采用较为节省成本、设备发展成熟的卷绕式制程，将正极、隔膜、负极卷绕成圆柱型，再放入圆柱型的电池壳，如18650型的锂离子电池就采用该制程生产，其直径为18毫米、高度为65毫米。此设计的优点是使用卷绕设备的自动化程度高、制作快速且成本低廉；缺点在于圆柱型电池在组装时，圆形与圆形之间的空间即被浪费，无法有效利用空间，达到较高的单位体积能量密度。近来陆续有方型的电池出现，有些采用叠片式的工艺，即可在组装时不会因为电池的形状而牺牲空间，进而提高电池的单位体积能量密度，如现有的1865140型电池，其厚度为18毫米、宽度为65毫米、高度为140毫米，采用叠片式工艺，大大提高了电池的单位体积能量密度。 
随着锂离子电池材料的发展，应用在电动工具、电动车等动力电池组的锂离子电池需要具备短时间大量充电的能力以虽短充电时间，提高可用性；或需要具备短时间大量放电的能力，以因应负载突然增加的需求。但是现有叠片结构的电池，特别是锂离子充电电池，偏重于提升能量密度，主要为体积能量密度及质量能量密度，电池的结构仍不能满足短时间大量的充、放电。 
所以，目前的充电锂电池设计，仍有进一步改进的空间。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池，其具有层叠式极板的电池芯，可增强锂电池短时间大量充放电的能力。 
为了实现上述目的，本发明可以采用以下技术方案： 
一种电池，其包括收容在其中的电池芯及包覆在电池芯外的电池壳，所述电池芯设置有若干交替堆叠设置的正极板及负极板，所述正、负极板包括基板及涂布于基板上的浆料，其中以电池18毫米厚度安装总数120-161片的密度安装正、负极板。
进一步的，所述正极板的基板的一面或两面涂布有浆料，涂布有浆料的正极板辊压后的厚度为90-120微米。 
进一步的，所述浆料包括电化学材料及黏着剂，所述电化学材料包括纳米级磷酸亚铁锂材料，所述黏着剂为聚偏氟乙烯。 
进一步的，所述负极板的基板的一面或两面涂布有浆料，涂覆有浆料的负极板辊压后的厚度为60-80微米。 
进一步的，所述浆料包括电化学材料及黏着剂，所述电化学材料为石墨或中间相碳微球，所述黏着剂为聚偏氟乙烯。 
进一步的，所述浆料中还包括导电剂，所述导电剂为纳米碳管或纳米金属。 
进一步的，所述电池的厚度、长度、宽度分别为18毫米或65毫米的倍数。 
进一步的，所述电池按照厚度×长度×宽度的尺寸为18×36×65、18×65×36、18×65×54、18×65×108、18×65×180（单位为毫米）。 
进一步的，所述正负极板的长度相较于电池长度小6至12毫米，极板的宽度较电池宽度少3至6 毫米。 
进一步的，所述负极板数量比正极板多一个，且每个正极板两侧各设置一个负极板。 
本发明的有益效果如下：电池极板的厚度较薄，且经过高密度的安装，可实现电池瞬间的大功率充放电，增加电池应用场合。附图说明 
图1是本发明一实施方式电池的主视图；
图2是本发明一实施方式电池的示意图；
图3是本发明一实施方式电池的正、负极片示意图。
具体实施方式
本发明为一个方形锂电池，其中设置有电池芯，所述电池芯包括若干堆叠设置的正极板、负极板，所述正极板、负极板之间还设有隔膜。 
所述正极板包括金属材质的基板，其优先采用厚度为10-20微米的铝箔作为基板，基板每一面设置有厚度为20-110微米的浆料，所述浆料包括电化学材料（如纳米级磷酸亚铁锂材料）、黏着剂(如PVDF，即聚偏氟乙烯)等材料，还可以包括导电剂（如纳米碳管或纳米金属等），并将上述材料进行混合，将所述浆料涂布在铝箔上并辊压。辊压前，基板及浆料的总厚度为100-200微米；辊压后，所述正极板的厚度为90-120微米，至此正极板制作完成。 
所述负极板包括基板，所述基板优选材质为铜箔，其厚度为8-20微米，基板每一面设置有厚度为30-60微米的浆料，所述浆料包括电化学材料（如石墨或中间相碳微球）、黏着剂(如：PVDF，即聚偏氟乙烯)等，所述浆料还可包括导电剂（如纳米碳管或纳米金属等)，将上述材料混合并涂布在基板上，然后进行辊压。辊压前，所述负极板的厚度为80-120微米，辊压后，负极板的厚度为60-80微米，至此负极板制作完成。 
所述正负极板的外形为矩形或正方形，优选实施方式为其中一条边的长度为65毫米，另一条边的长度为18毫米的倍数，如36毫米或54毫米等等；其他实施方式中，也可以将其两条边的长度都设置为18毫米的倍数。需特别说明的是，当电池的高度为65毫米时，则对应的所述长度为65毫米的极板的实际长度略小于65毫米，以便将其容纳于电池，为方便描述，此处仍然将其长度称为65毫米；相对应的，当电池的长宽为18毫米的倍数，如36毫米或54毫米时，极板的实际长宽略小于36毫米或54毫米。上述电池极板的长度相较于电池长度或高度小6至12毫米，极片的宽度较电池宽度约少3至6 毫米。 
以厚度为18毫米的电池为例，其中极板以正极－隔膜－负极的方式叠片排列，其中正极板有60个，因为负极板设置于极板组合的最外侧，所以负极板的数量比正极板多一个，共有61个负极板。本实施例中的60个正或负极板相较于现有技术中的30个正或负极板的数量多出一倍，增加了单位厚度的极板密度，使单位厚度内更多极板同时放电，提高了充、放电倍率，实现较大面积的电池极板在同一时间参与反应，在短时间内实现大功率的输入、输出，增加了电池的使用场合，可满足电动工具、电动汽车等产品的需求。本实施例中，若正负极板厚度较薄，则正极板的数量可达80个，负极板的数量为81个。在部分实施例中，每一个电池也可以设置相等数量的正负极板。 
若电池的厚度不为18 毫米，也可为18或65 毫米的倍数，如36 毫米、54 毫米、65 毫米，以优选实施例相同的结构与密度，按倍数增减极片数量。同时电池的宽度为65毫米、高度为18毫米的倍数；或者宽度为18毫米的倍数，并且小于65毫米，高度为65毫米。优选的实施方式中，电池的厚度×宽度×高度的尺寸为18×36×65、18×65×36、18×65×54、18×65×108、18×65×180（单位都为毫米）。 
当电池厚度为18毫米，宽度为36或54毫米，高度为65毫米时，其尺寸与2个或2个以上直立式18650圆柱形电池（其直径为18毫米，高度为65毫米）组合的尺寸相同，则本发明的电池可以替代18650圆柱形电池组合，且不具有18650圆柱形电池组合内部之间的缝隙，可有效增加电池的单位能量密度。 
对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化，仍应包含在本发明权利要求所主张的范围中。 

Claims (10)

1.一种电池，其包括收容在其中的电池芯及包覆在电池芯外的电池壳，所述电池芯设置有若干交替堆叠设置的正极板及负极板，所述正、负极板包括基板及涂布于基板上的浆料，其特征在于：以电池18毫米厚度安装总数120-161片的密度安装正、负极板。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述正极板的基板的一面或两面涂布有浆料，涂布有浆料的正极板辊压后的厚度为90-120微米。
3.如权利要求2所述的电池，其特征在于：所述浆料包括电化学材料及黏着剂，所述电化学材料包括纳米级磷酸亚铁锂材料，所述黏着剂为聚偏氟乙烯。
4.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述负极板的基板的一面或两面涂布有浆料，涂覆有浆料的负极板辊压后的厚度为60-80微米。
5.如权利要求4所述的电池，其特征在于：所述浆料包括电化学材料及黏着剂，所述电化学材料为石墨或中间相碳微球，所述黏着剂为聚偏氟乙烯。
6.如权利要求3或5所述的电池，其特征在于：所述浆料中还包括导电剂，所述导电剂为纳米碳管或纳米金属。
7.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电池的厚度、长度、宽度分别为18毫米或65毫米的倍数。
8.如权利要求8所述的电池，其特征在于：所述电池按照厚度×长度×宽度的尺寸为18×36×65、18×65×36、18×65×54、18×65×108、18×65×180（单位为毫米）。
9.如权利要求7或8所述的电池，其特征在于：所述正负极板的长度相较于电池长度小6至12毫米，极板的宽度较电池宽度少3至6 毫米。
10.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述负极板数量比正极板多一个，且每个正极板两侧各设置一个负极板。
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