CN113921899A - 一种电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池，包括电池壳及封装于电池壳内的电芯和电解液，电芯包括正极片和负极片；电池壳上设置有正极外接部和负极外接部，正极外接部和负极外接部彼此绝缘：正极外接部通过第一导电海绵与正极片电连接，和/或，负极外接部通过第二导电海绵与负极片电连接。本发明将导电海绵相应设置于电池电芯的正极片与电池壳的正极外接部和/或电池电芯的负极片与负极外接部连接处，起到电导通作用，避免了传统技术通过正负极耳同电池壳的正极外接部和负极外接部的焊接工序，优化电池制造流程。

Description

一种电池

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种电池。

背景技术

锂离子电池由于具备工作电压高、能量密度高、无记忆效应等优点，被广泛应用于笔记本电脑、数码产品、移动通讯等方面。

目前,锂离子电池，其电芯的正、负极片需通过正负极耳同电池壳的正极外接部和负极外接部进行焊接，焊接工序使得电池制造流程复杂。此外，锂离子电池均存在着一种现象：即在锂离子电池首次充放电循环过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层，被称为“固体电解质界面膜(solid electrolyteinterface)”，简称SEI膜。因为形成SEI膜消耗了大量的锂离子，从而导致首次充放电不可逆容量增加,降低了电极材料的充放电库伦效率。同时锂电池在长循环过程中也会不断消耗锂离子和电解液，从而降低电池的循环性能。

发明内容

本发明目的是提供一种电池，能够提高电池的制备效率并优化电池自身的电连接结构。本发明由以下技术方案实现：

一种电池，包括电池壳及封装于电池壳内的电芯和电解液，所述电池壳上设置有正极外接部和负极外接部，正极外接部和负极外接部彼此绝缘并分别与所述电芯的正极片、负极片电连接；其特征在于：所述正极外接部通过第一导电海绵与所述正极片电连接，和/或

所述负极外接部通过第二导电海绵与所述负极片电连接。

具体地，所述电池壳包括彼此扣合且彼此绝缘的壳体和壳盖，所述壳体整体作为所述正极外接部，所述壳盖整体作为所述负极外接部。

具体地，所述电池壳包括彼此扣合且彼此绝缘的壳体和壳盖，所述正极外接部和负极外接部分别设置于所述壳体和壳盖上。

具体地，所述电池壳包括彼此扣合且彼此绝缘的壳体和壳盖；所述壳体的边缘设置有第一嵌合部；所述壳盖的边缘设置有第二嵌合部；所述第一嵌合部和第二嵌合部之间设置绝缘胶层。

具体地，所述第一导电海绵以接触的方式分别与所述正极外接部及所述正极片电连接，和/或，所述第二导电海绵以接触的方式分别与所述负极外接部及所述负极片电连接。

具体地，所述电芯包括正极耳和负极耳，所述正极耳和负极耳布设于电芯相对的两侧，分别与所述正极片和负极片连接；

所述正极耳通过第一导电海绵与所述正极外接部电连接，和/或

所述负极耳通过第二导电海绵与所述负极外接部电连接。

具体地，所述第一导电海绵以接触的方式分别与所述正极外接部及所述正极耳电连接，和/或，所述第二导电海绵以接触的方式分别与所述负极外接部及所述负极耳电连接。

具体地，所述第一导电海绵和/或第二导电海绵各自的吸纳空间与所述电池壳内部空间连通。

具体地，所述第一导电海绵和第二导电海绵采用以下材质中的一种制成或几种混合制成：石墨烯纤维，碳纳米管纤维，金属或合金纤维，导电橡胶纤维，导电塑料纤维，导电纤维织物。

具体地，所述第一导电海绵和第二导电海绵内设置有若干锂棒。

具体地，所述第一导电海绵和第二导电海绵上横向开设有若干容置孔，所述若干锂棒相应插设于所述容置孔内。

具体地，所述第一导电海绵和第二导电海绵的厚度为1-10mm，孔隙率为50-85％，所述锂棒的直径为0.1-1mm。

本发明的有益效果包括：将导电海绵相应设置于电池电芯的正极片与电池壳的正极外接部和/或电池电芯的负极片与负极外接部连接处，起到电导通作用，避免了传统技术正极片和负极片通过正负极耳同电池壳的正极外接部和负极外接部的焊接工序，提高电池的制备效率，优化电池制造流程；同时，通过导电海绵以接触方式分别将正极外接部与正极片以及负极外接部与负极片进行相应的电连接，利用导电海绵的抵接力，从而确保相应的电连接结构的稳定可靠性；而且导电海绵的接触面还可以灵活调整，增大导电海绵的接触面，可以有效提升电池的导电效率及散热效率。此外，导电海绵具有吸收电解液的作用，可以补偿电池长循环过程中电解液的消耗，提升电池的循环性能。再者，导电海绵内可以设置锂棒，锂棒作为锂源，补偿电池在首次充放电形成SEI膜过程中和循环过程中锂离子的消耗，可极大的改善提升电池整体性能，同时降低电池的使用成本，提升产品的市场竞争力。

附图说明

图1为实施例提供的电池的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，为了便于说明，本发明中结合附图对方位进行定义，这些方位的定义仅仅为了便于清楚地描述相对的位置关系，并不用于对产品或装置在生产、使用、销售等过程中实际方位的限制。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本实施例提供的电池，包括电池壳及封装于电池壳内的电芯和电解液，电芯包括正极片和负极片，电池壳上设置有正极外接部和负极外接部，正极外接部和负极外接部作为电池使用过程中充放电的正负极，正极外接部和负极外接部彼此绝缘并分别与电芯的正极片、负极片电连接。

在一个具体示例中，结合图1所示，电池壳包括彼此扣合且彼此绝缘的壳体11和壳盖12，本实施例中，壳体11为金属材质且整体作为所述正极外接部，壳盖12为金属材质且整体作为所述负极外接部。壳体11的边缘设置有第一嵌合部，壳盖12的边缘设置有第二嵌合部，第一嵌合部和第二嵌合部之间设置绝缘胶层20，胶层20一方面起到连接密封的作用，另一方面将壳体11和壳盖12进行绝缘隔离，也相当于将所述正极外接部和负极外接部绝缘隔离。

继续参见图1，本实施例提供的电池还包括设置于电池壳内的第一导电海绵31和第二导电海绵32，所述正极外接部通过第一导电海绵与电芯40的正极片电连接，所述负极外接部通过第二导电海绵32与电芯40的负极片电连接。在上述壳体11整体作为正极外接部以及壳盖整体作为负极外接部的示例中，电芯的正极片通过第一导电海绵31与壳体11电连接，电芯的负极片通过第二导电海绵32与壳盖12电连接。这种方式下，第一导电海绵31与壳体11的接触面、第二导电海绵32与壳盖12接触面较大，这样可以有效提升电池的导电效率及散热效率。

在另一个具体示例中，所述正极外接部和负极外接部可以是分别设置于壳体11和壳盖12上的导电触片。电芯的正极片通过第一导电海绵31与壳体11上的导电触片电连接，电芯的负极片通过第二导电海绵32与壳盖12上的导电触片电连接。此种情形时，可扩大壳体11和壳盖12的结构和材质的选择范围，从而降低电池的制作成本。

本实施例中，所述电芯40包括分别与电芯40的正极片和负极片连接的正极耳41和负极耳42，正极耳41和负极耳42布置于电芯上下两侧，旨在分别靠近壳体11和壳盖12主体部，所述正极外接部通过第一导电海绵与正极耳41电连接，所述负极外接部通过第二导电海绵32与负极耳42电连接。

本实施例中，第一导电海绵31和第二导电海绵32各自的吸纳空间与电池壳内部空间连通。这样使得电池壳内的电解液中的一部分暂存于第一导电海绵31和第二导电海绵32的吸纳空间内，当电池内部空间的电解液随着使用时间而逐步消耗时，第一导电海绵31和第二导电海绵32内的电解液被逐步吸出，从而补充电池内部空间的电解液，以此提升电池循环性能，同时降低使用成本。

再参见图1，本实施例提供的电池还包括若干锂棒51，埋设于第一导电海绵31和第二导电海绵32内。具体地，第一导电海绵31和第二导电海绵32上横向开设有若干容置孔，若干锂棒51相应插设于各容置孔内。可以理解的是，锂棒只是一种示例形状，也可为片状、丝状或者箔状的金属锂，不排除其他形状的锂材料以其他的方式设置于导电海绵内。

具体地，所述第一导电海绵和第二导电海绵采用以下材质中的一种制成或几种混合制成：石墨烯纤维，碳纳米管纤维，铜、铝、银等金属及合金纤维，导电橡胶纤维，导电塑料纤维，导电纤维织物等非金属导电纤维。此外，导电海绵的厚度为1-10mm，孔隙率为50-85％，锂棒的直径为0.1-1mm。

上述实施例中，第一导电海绵31和第二导电海绵32具有吸收储存电解液的能力，可以吸纳一些电解液并与电池壳内部空间的电解液进行流通交互，能够补偿电池在使用过程中电解液和锂离子的消耗，提升电池循环性能，同时降低使用成本；锂棒51可以进一步补偿电池消耗的锂离子。此外，第一导电海绵31和第二导电海绵32可以做为正负极极耳与壳体11和壳盖12间的弹性连接导通媒介，减免极耳同壳体11和壳盖12的焊接工序。另外，通过在导电海绵中增加锂棒，从而在有效补充电池所消耗的锂离子的同时，无需对现有的电池的正极片或负极片进行修改，与现有工艺和现有的电池结构形成良好匹配。

同时，通过导电海绵以接触方式分别将正极外接部与正极片以及负极外接部与负极片进行相应的电连接，利用导电海绵的抵接力，从而确保相应的电连接结构的稳定可靠性；而且导电海绵的接触面还可以灵活调整，增大导电海绵的接触面，可以有效提升电池的导电效率及散热效率。

本实施例还提供一种制备方法，用于制备上文所述的电池，该制备方法包括：

制备导电海绵：将导电海绵剪切或冲切出工艺需要的形状和大小，在导电海绵上冲切出孔径在0.5mm的容置孔，在容置孔内***锂棒，制造出带锂棒的导电海绵。

制备电芯的正、负极片：在正、负集流体上通过喷涂的方式将活性材料干粉颗粒或者NMP混合的浆液(浆料固含量20％-60％)分布均匀地涂敷在正、负极集流体表面，重复上面操作达到想要的面密度即可；其所述的正负极极片体厚度在5-600μm；所述正负极片的体面密度为1-300mg/cm²。

制备电芯：将正、负极片通过卷绕或者叠片的方式制造出工艺所需要的卷芯或者叠片体，卷芯或者叠片体上下两侧预留正、负极片电连接部，正、负极耳分别焊接于正、负极片电连接部。其中，极耳采用超声焊或激光焊的方式焊接。

组装电池：在壳体和壳盖里分别放入负载有锂棒的第一导电海绵、第二导电海绵，然后将电芯放入，正极耳和负极耳分别同第一导电海绵、第二导电海绵相接触，形成正极耳-第一导电海绵-壳体(正极外接部)，负极耳-第二导电海绵-壳盖(负极外接部)的电连接关系。

注液封装：将封装后的电池放入干燥箱温度60-100℃真空干燥3-24h，在水分＜20ppm下的真空手套箱中注入电解液，所述的电解液可根据使用要求，可为低温、高温、高倍率等常规或功能性电解液，最后密封壳体和壳盖，完成电池制作。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、无需经过创造性劳动即可得到的等效技术特征的替换，应当视为本发明揭露的范围。例如，电池壳可以不是硬质壳体或壳盖构成，也可以是软包电池，只要电池壳上提供相应的正极外接部和负极外接部，且电池内相应设置将正极外接部与电芯正极片电连接的第一导电海绵及将负极外接部与电芯负极片电连接的第二导电海绵即可；而且，正极外接部和负极外接部可以分别位于电池壳的上下两侧、左右两侧、前后两侧，甚至位于同一侧。

Claims (10)

1.一种电池，包括电池壳及封装于电池壳内的电芯和电解液；

所述电芯包括正极片和负极片；

所述电池壳上设置有正极外接部和负极外接部，正极外接部和负极外接部彼此绝缘；其特征在于：所述正极外接部通过第一导电海绵与所述正极片电连接，和/或

所述负极外接部通过第二导电海绵与所述负极片电连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电池壳包括彼此扣合且彼此绝缘的壳体和壳盖，所述壳体整体作为所述正极外接部，所述壳盖整体作为所述负极外接部。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电池壳包括彼此扣合且彼此绝缘的壳体和壳盖，所述正极外接部和负极外接部分别设置于所述壳体和壳盖上。

4.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于：

所述电池壳包括彼此扣合且彼此绝缘的壳体和壳盖；

所述壳体的边缘设置有第一嵌合部；

所述壳盖的边缘设置有与所述第一嵌合部对应设置的第二嵌合部；

所述第一嵌合部和第二嵌合部之间设置绝缘胶层。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电芯包括正极耳和负极耳，所述正极耳和负极耳布设于电芯相对的两侧，所述正极耳和负极耳分别与所述正极片和负极片连接；

所述正极耳通过第一导电海绵与所述正极外接部电连接，和/或

所述负极耳通过第二导电海绵与所述负极外接部电连接。

6.根据权利要求1至6任一项所述的电池，其特征在于：所述第一导电海绵和/或第二导电海绵各自的吸纳空间与所述电池壳的内部空间连通。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第一导电海绵和/或第二导电海绵采用以下材质中的一种制成或几种混合制成：石墨烯纤维，碳纳米管纤维，金属或合金纤维，导电橡胶纤维，导电塑料纤维，导电纤维织物。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第一导电海绵和/或第二导电海绵内设置有若干锂棒。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于：所述第一导电海绵和/或第二导电海绵上横向开设有若干容置孔，所述若干锂棒相应插设于所述容置孔内。

10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于：所述第一导电海绵和/或第二导电海绵的厚度为1-10mm，孔隙率为50-85％，所述锂棒的直径为0.1-1mm。

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