[实用新型]一种具有快速散热能力的聚合物锂离子电池结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种对电池结构，特别是对高容量聚合物锂离子电池结构的改进。

背景技术

自日本sony能源公司20世纪90年代商品化锂离子电池以来，随着锂离子电池在各种电器中的不断应用和推广，其比能量高，电压平台高的优点越来越被大家所认可。然而，高容量及动力型锂离子电池由于安全性能难以满足要求而成为其商业化推广的主要制约因素。当电池发生外部短路或内部短路时将产生几百安培的过大电流，外部短路时电池瞬间大电流放电，在内阻上消耗大量能量，产生巨大热量，内部短路形成大电流，温度上升导致隔膜熔化，短路面积扩大，进而形成恶性循环。电解液的主要成分为碳酸酯，闪点很低，沸点也较低，如电池出现过热，热量不能迅速传导和散失掉，将导致电解液中的碳酸酯被氧化和还原，产生大量气体和更多的热，电池内压急剧上升将引起爆炸。聚合物电解质锂离子电池也没有从根本上解决此安全问题，同样使用钴酸锂和有机电解液，而且电解液不易泄漏，将会发生更猛烈的燃烧，燃烧是聚合物电池最大的安全问题。

锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的，随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出事故的可能性将大幅增加。目前，对于高容量聚合物锂离子电池一般采用叠片制作工艺，此方法需要精准、复杂的工装设备作为支持，以及大量的人工操作；但采用现有成熟的半自动和全自动卷绕工艺，则电池的散热效果差，需要考虑更安全的结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过提供一种具有快速散热能力的聚合物锂离子电池结构，可以使电池体内热量均匀分布且快速分散，进而克服了上述现有技术中存在的问题。

本实用新型所述的一种具有快速散热能力的聚合物锂离子电池结构，由多个单体极组并联构成，电池的单体极组采用卷绕方式制作，单体极组之间的正、负极极耳分别对应焊接。

正、负极极耳的并联焊接位置分别设置于一个正极极耳和一个负极极耳上的可热熔极耳胶至极组隔膜之间；在可热熔极耳胶以下至正、负极极组隔膜之间的极耳外表面和极耳焊接部位均粘贴有保护胶带。进而可以防止极耳上传导的大量热将极耳附近的隔膜熔解，从而引起电池内部短路。

所述的可热熔极耳胶可以设置在一个较长的正极极耳和一个较长的负极极耳上，其余的正、负极极耳不设置可热熔极耳胶，并被分别焊接在较长的正极极耳或者较长的负极极耳上设置的可热熔极耳胶至极组隔膜之间的焊接位置。

所述的较长的正极极耳和较长的负极极耳可以为同一个单体极组的正极极耳和负极极耳，也可以分别为并联极组中两个不同单体极组的正极极耳和负极极耳。

所述单体极组的正、负极极耳可以同时设置在该极组的内部或者外部，也可以分别设置在该极组的内部和外部。

所述单体极组分别设置有一对也可以是一对以上的正、负极极耳。

极耳之间的焊接为极耳对极耳的直接焊接，也可以为转焊镍条或镍铝条后再进行焊接的连接方式。

所述单体极组正极极耳的材质为铝，负极极耳的材质为铜镀镍。

所述单体极组的结尾采用高热导率的铜箔和/或者铝箔，当极组中同时使用铜箔和铝箔时，以铜箔结尾。

单体极组最外圈的金属箔体为铜箔，其厚度范围为8～25um，铜箔的圈数为0.5圈～2圈，同时也可包含0.5圈～3圈铝箔，铝箔厚度为8～25um，最后均以铜箔收尾。

单体极组最外圈的金属箔体是延长的集流体，或者是独立包裹在极组外的金属薄膜。

所述聚合物锂离子电池的外壳为常规的聚合物材料制成，电池采用常规的热封口工艺和热作用下的现场聚合技术制备。

本实用新型对电池结构的上述改进，根据并联分流原理将作用在高容量电池上的大电流均匀分布到多个单体极组上，避免局部大电流造成的热量积聚；同时，通过将电池分成多个极组，也使得正负极极片长度缩短，每个极组通过宽极耳进行集流，不仅有效的缩短了热传导的距离，而且使极组内的热量能够通过不同位置的多个极耳迅速地散发。每个极组以高导电导热的金属箔体结尾，可将外界条件造成的电池内短路(如针刺等情况)产生的热量迅速传递和分散。同时，采用此结构方式的电池极组可采用半自动和全自动卷绕工艺制作，有效地保证了电芯的一致性和可靠性，适用于批量生产。

附图说明

附图1为本实用新型两只单体极组并联时的结构示意图；

附图2为本实用新型两只单体极组并联，极耳设置在极组内部的结构示意图；

附图3为本实用新型单体极耳设置在极组外部时的并联结构示意图；

附图4为本实用新型并联的极组以金属箔体结尾，并同时起集流作用的结构示意图；