CN107342433A - 锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锂电池，是在一外壳上设有二个接线组件，在外壳内部容置复数个交叉堆叠的正、负极电极片，任一个正极电极片与相邻的一个负极电极片之间夹置一个呈片状的固态分子聚电解质，且片状的固态分子聚电解质的正反两面分别贴合相邻的正极电极片的正极涂层及负极电极片的负极涂层。而复数个正极电极片的复数个正极极耳与一接线组件呈电性连接，复数个负极电极片的复数个负极极耳与另一接线组件呈电性连接。借此，通过固态分子聚电解质涂层的特性，即能在高、低温的环境下正常运作，并让电池的性能稳定，以确保使用安全。

Description

锂电池

技术领域

本发明是有关一种锂电池，尤指一种在高、低温环境下能作业稳定，且能适合高倍率大电流的充、放电使用，以确保使用安全者。

背景技术

一般锂电池内的电极片的制程大致分为堆叠及卷绕两种方式，二者方式皆是在正极片及负极片之间夹置隔膜纸之后，再重复堆叠或卷绕而成，而在放进壳体之后，注入电解液，最后打钢珠封口则可成型一锂电池。然而，当电池芯处于充、放电状态、短路或高温环境下而使得电池液的温度升高到达大约75～80℃以上的高温时，由于隔膜纸与电解液均不耐高、低温，因此，不但容易形成气胀及漏液的现象，造成电池芯的性能下降，甚至于会产生***现象，而有安全上的疑虑。

再者，目前所使用的锂电池，主要是在壳体内置放电解质溶液及锂电池卷芯，锂电池卷芯是由正极片、隔离膜及负极片连续卷绕而成。其中，正极片焊接正极极耳，正极极耳再焊接在壳体内壁上，让壳体与正极接线柱呈电连接。而负极片焊接负极极耳，负极极耳则向上焊接在壳体的负极接线柱的底部。如此一来，即可通过正极接线柱及负极接线柱顶部的外螺纹分别螺合一螺母后，分别固定不同的接线端子，以分别输出正、负电。

然而，上述负极极耳是由负极片另外引出，再焊接在负极接线柱的底部，其加工程序繁杂；而正极极耳焊接在壳体内壁及负极极耳焊接在负极接线柱，其焊接点的品质不易控制，且常为点状的接触，因此，容易造成导电及散热不良的问题，只适合小电流的储能用电，而不适合高倍率大电流的充、放电使用。

发明内容

有鉴于此，为了提供一种有别于现有技术的结构，并改善上述的缺点，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。

本发明的一目的在提供一种锂电池，通过一种使复数个正极电极片及复数个负极电极片交叉堆叠，并在相邻的正极电极片的正极涂层及负极电极片的负极涂层之间夹置一个片状的固态分子聚电解质的结构，俾能解决现有锂电池的隔膜纸与电解液不耐高、低温，容易产生气胀、漏液的问题，而能让性能稳定，并确保使用安全。

本发明的一目的在提供一种锂电池，通过在交叉堆叠的复数个正、负极电极片的二侧形成负极极耳组及正极极耳组，并使负极导电片及正极导电片分别以大面积方式与负极极耳组及正极极耳组形成电性连接的结构，俾能解决现有锂电池的焊接点为点状接触，其品质不易控制、导电及散热不良，且仅适合小电流储能用电的问题，而能有效导电及散热，并满足高倍率大电流的充、放电使用需求。

为达上述的目的，本发明所设的锂电池是包括一外壳，外壳上设有第一接线组件及第二接线组件，外壳内容置复数个正极电极片及复数个负极电极片，正极电极片的正反两面的大部份区域分别结合一正极涂层，并形成一正极极耳，负极电极片的正反两面的大部份区域分别结合一负极涂层，并形成一负极极耳，复数个正极极耳与第一接线组件呈电性连接，复数个负极极耳与第二接线组件呈电性连接，其主要的技术特点在于：复数个正极电极片及复数个负极电极片交叉堆叠，任一个正极电极片与相邻的一个负极电极片之间夹置一呈片状之固态分子聚电解质，且片状的固态分子聚电解质的正反两面分别贴合相邻的正极电极片的正极涂层及负极电极片的负极涂层。

实施时，本发明还包括一正极导电片及一负极导电片，该外壳包括一下壳体及盖合在下壳体顶端的一盖板，第一接线组件及第二接线组件连结于盖板上；正极导电片结合在第一接线组件的底部，并以远离盖板的方向向下延伸，负极导电片结合在第二接线组件的底部，并以远离盖板的方向向下延伸；而复数个正极电极片的复数个正极极耳组成一正极极耳组，复数个负极电极片的复数个负极极耳组成一负极极耳组，正极极耳组及负极极耳组分别呈直立状排列，且正极极耳组及负极极耳组反向设置在组合后的复数个正极电极片及复数个负极电极片的两侧；正极极耳组与正极导电片呈电性连接，负极极耳组与负极导电片呈电性连接。

实施时，上述正极导电片包括一第一定位部及一第一延伸部，第一定位部结合于第一接线组件的底部使呈电性连接，第一延伸部由第一定位部的一侧以概略垂直于第一定位部的方向向下延伸；而负极导电片包括一第二定位部及一第二延伸部，第二定位部结合于第二接线组件的底部使呈电性连接，第二延伸部由第二定位部的一侧以概略垂直于第二定位部的方向向下延伸。

实施时，第一定位部及第一延伸部是呈倒L字形，第二定位部及第二延伸部是呈倒L字形。

为进一步了解本发明，以下举较佳的实施例，配合附图、图号，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。

附图说明

图1是为本发明的较佳实施例的正、负极电极片及片状的固态分子聚电解质交叉堆叠时的元件分解图；

图2是为本发明的较佳实施例的正、负极电极片及片状的固态分子聚电解质交叉堆叠时的立体外观图；

图3是为本发明的较佳实施例的部份元件分解图；

图4是为本发明的较佳实施例的元件分解图。

附图标记说明：

锂电池1； 外壳2；

下壳体21； 盖板22；

顶板221； 绝缘片222；

第一接线组件3； 胶套31、41；

第二接线组件4； 正极导电片5；

第一定位部51； 第一延伸部52；

负极导电片6； 第二定位部61；

第二延伸部62； 正极电极片7；

正极涂层71； 正极极耳72；

正极极耳组73； 负极电极片8；

负极涂层81； 负极极耳82；

负极极耳组83； 固态分子聚电解质9；

绝缘胶套91。

具体实施方式

本发明锂电池是在一外壳上设有二个接线组件，在外壳内部容置复数个交叉堆叠的正、负极电极片，且任一个正极电极片与相邻的一个负极电极片之间夹置一个呈片状的固态分子聚电解质，片状的固态分子聚电解质的正反两面分别贴合相邻的正极电极片的正极涂层及负极电极片的负极涂层。而复数个正极电极片的复数个正极极耳与一接线组件呈电性连接，复数个负极电极片的复数个负极极耳与另一接线组件呈电性连接。

请参阅图1-4所示，其为本发明锂电池1的较佳实施例，是包括一外壳2、一第一接线组件3、一第二接线组件4、一正极导电片5、一负极导电片6、复数个正极电极片7、复数个负极电极片8以及复数个片状的固态分子聚电解质9。

外壳2包括一下壳体21及一盖板22，下壳体21是为顶端具有开口的中空长方形体，盖板22盖合在下壳体21的顶端以封闭该开口。盖板22包括一顶板221及一绝缘片222，顶板221及绝缘片222上、下重叠。第一接线组件3及第二接线组件4分别穿过二个胶套(31、41)，以连结在盖板22上。

正极导电片5是为一平板弯折而成，包括一第一定位部51及一第一延伸部52，第一延伸部52由第一定位部51的一侧以概略垂直于第一定位部51的方向向下延伸，以使第一定位部51及第一延伸部52概略呈倒L字形。第一定位部51位于盖板22的下方，并以铆接方式向上连结固定第一接线组件3，使第一定位部51及第一接线组件3呈电性连接。

负极导电片6是为一平板弯折而成，包括一第二定位部61及一第二延伸部62，第二延伸部62由第二定位部61的一侧以概略垂直于第二定位部61的方向向下延伸，以使第二定位部61及第二延伸部62概略呈倒L字形。第二定位部61位于盖板22的下方，并以铆接方式向上连结固定第二接线组件4，使第二定位部61及第二接线组件4呈电性连接。

复数个正极电极片7、复数个负极电极片8及复数个片状的固态分子聚电解质9是容置于外壳2的下壳体21内。其中，复数个正极电极片7及复数个负极电极片8交叉堆叠，任一正极电极片7的正反两面的大部份区域分别结合一正极涂层71，并形成一正极极耳72，复数个正极极耳72层叠并加压呈一正极极耳组73；任一负极电极片8的正反两面的大部份区域分别结合一负极涂层81，并形成一负极极耳82，复数个负极极耳82层叠并加压呈一负极极耳组83。而任一个呈片状的固态分子聚电解质9是夹置于任一个正极电极片7与相邻的一个负极电极片8之间，且固态分子聚电解质9的正反两面分别贴合相邻的正极电极片7的正极涂层71及负极电极片8的负极涂层81。实施时，该片状的固态分子聚电解质9是为耐高、低温的高分子聚合物，例如：具有由以下通式I表示的重复单元E 1：

其中该重复单元E 1具有两个与该重复单元E 1的四个N原子中的两个键结的侧基，L 1及L 2；

L 1及L 2独立地表示基团R 1－SO3M，

R 1表示烃；

M表示选自由Li+、Na+、H+及K+组成的群的阳离子；

R 3表示基团H或SO3M；

且x表示大于10的整数。

当复数个正极电极片7、复数个负极电极片8及复数个片状的固态分子聚电解质9交叉堆叠之后，正极极耳组73及负极极耳组83分别呈直立状排列，且正极极耳组73及负极极耳组83反向设置在组合后的复数个正极电极片7及复数个负极电极片8的两侧。

实施时，正极导电片5的第一延伸部52是以远离盖板22的方向向下延伸，第一延伸部52的垂直长度较佳是为正极极耳组73的垂直高度的1/3以上；负极导电片6的第二延伸部62是以远离盖板22的方向向下延伸，第二延伸部62的垂直长度较佳是为负极极耳组83的垂直高度的1/3以上。当第一延伸部52以焊接方式连结正极极耳组73时，正极极耳组73与第一接线组件3呈电性连接，而第二延伸部62以焊接方式连结负极极耳组83时，负极极耳组83与第二接线组件4呈电性连接。

另，正极导电片5、负极导电片6、复数个正极电极片7、复数个负极电极片8及复数个片状的固态分子聚电解质9的外周围是以一绝缘胶套91套合，以防止短路。而当上述各元件容纳在金属材料的下壳体21的内部，并将下壳体21及盖板22之间的缝隙接合之后，在外壳2的外周缘增加包覆一绝缘膜，即可组成一电池1。

因此，本发明具有以下的优点：

1、本发明是以片状的固态分子聚电解质夹置在正、负极电极片之间，以同时取代隔膜纸与电解液，因此，不但可以在高温时防止产生气胀、漏液的问题，以确保使用安全，且可以在低温环境中仍能正常运作，以有效提高作业效率，降低制造及组装成本。

2、本发明的正、负极导电片分别以大面积方式与正极极耳组及负极极耳组形成电性连接，因此，不但可让导电的电压及电流稳定，满足高倍率大电流的充、放电使用需求，且可有效散热，以增加产品使用寿命，并确保使用安全。

综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到预期的目的，提供一种不但能让电池的性能稳定、能满足高倍率大电流的充、放电使用需求，以提升导电及散热效果，且可确保使用安全的锂电池，极具产业上利用的价值，爰依法提出发明专利申请。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种锂电池，是包括一外壳，该外壳上设有一第一接线组件及一第二接线组件，该外壳内容置复数个正极电极片及复数个负极电极片，该正极电极片的正反两面的大部份区域分别结合一正极涂层，并形成一正极极耳，该负极电极片的正反两面的大部份区域分别结合一负极涂层，并形成一负极极耳，该复数个正极极耳与该第一接线组件呈电性连接，该复数个负极极耳与该第二接线组件呈电性连接，其改良在于：

该复数个正极电极片及该复数个负极电极片交叉堆叠，任一个该正极电极片与相邻的一个该负极电极片之间夹置一呈片状的固态分子聚电解质，且该片状的固态分子聚电解质的正反两面分别贴合相邻的该正极电极片的该正极涂层及该负极电极片的该负极涂层。

2.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，还包括一正极导电片及一负极导电片，该外壳包括一下壳体及盖合在该下壳体顶端的一盖板，该第一接线组件及该第二接线组件连结在该盖板上；该正极导电片结合于该第一接线组件的底部，并以远离该盖板的方向向下延伸，该负极导电片结合于该第二接线组件的底部，并以远离该盖板的方向向下延伸；而该复数个正极电极片的该复数个正极极耳组成一正极极耳组，该复数个负极电极片的该复数个负极极耳组成一负极极耳组，该正极极耳组及该负极极耳组分别呈直立状排列，且该正极极耳组及该负极极耳组反向设置在组合后的该复数个正极电极片及该复数个负极电极片的两侧；该正极极耳组与该正极导电片呈电性连接，该负极极耳组与该负极导电片呈电性连接。

3.根据权利要求2所述的锂电池，其特征在于，该正极导电片包括一第一定位部及一第一延伸部，该第一定位部结合于该第一接线组件的底部使呈电性连接，该第一延伸部由该第一定位部的一侧以概略垂直于该第一定位部的方向向下延伸；而该负极导电片包括一第二定位部及一第二延伸部，该第二定位部结合于该第二接线组件的底部使呈电性连接，该第二延伸部由该第二定位部的一侧以概略垂直于该第二定位部的方向向下延伸。

4.根据权利要求3所述的锂电池，其特征在于，该第一定位部及该第一延伸部是呈倒L字形，该第二定位部及该第二延伸部是呈倒L字形。

5.根据权利要求2、3或4所述的锂电池，其特征在于，还包括一绝缘胶套，该绝缘胶套是套合在该复数个正极电极片、该复数个负极电极片、该复数个片状的固态分子聚电解质、该正极导电片及该负极导电片的外周围。