[实用新型]一种大容量高输出比功率聚锂电池结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及聚合物锂离子电池的高输出比功率大电流放电应用技术领域，特别与一种大容量高输出比功率聚锂电池结构有关。

背景技术

随着现代化社会的发展，聚合物锂离子电池以它优异的性能条件越来越广泛的行业能源需求及应用。但对于大容量高输出比功率大电流放电应用技术领域中，对于具有苛刻使用要求（放电温度低、放电容量比高）运行的单体大容量电池，由于它的极耳金属片截面输出额定电流密度与单体大容量电池在高输出比功率大电流放电的工作电流密度在不对称条件下工作，必然导致电池内部极片组极化条件恶劣，而造成电池内部热效应聚集过快，造成电池容量在该工作条件下输出电能过低，而且工作时温度过高，严重的影响聚合物锂离子电池在电池高输出比功率大电流放电的正常使用。成为制约聚合物锂离子电池高输出比功率大电流放电应用的瓶颈。

从电化学原理分析可知，大容量电池在高输出比功率大电流放电条件下，放电倍率越高，电池内部的极化现象就越严重。过渡的极化导致电池内部局部电流密度过大，太大的电流密度使得电池中的活性材料（阴极）的性质发生改变甚至导致阴极材料晶格塌陷，从而使得不可逆容量增大，容量产生衰减。而且这种恶性循环，部分材料晶体的破坏会导致电池内部更为严重的极化现象，如此循环下去，电池性能也会加速下降。因此系统（正负极连接器、辅助电极、聚四氟乙烯隔片、极片对应隔离分组）调整电池内部的电流密度的分布，均衡电流密度的一致性，是改善电池高倍率放电性能和提高大容量电池循环性能的有效途径。

对于高倍率聚合物锂离子电池在高输出比功率大电流放电连续工作条件下，其电池的极化现象必然是非常严重的，而且由于电池在的随着局部电流密度的增大，其极化均匀程度破坏，极化现象极为严重。

如图1所示，在传统传统聚合物锂离子电池的单个极片成分构成包括：一片铜集流体金属薄片10、两片铝集流体金属薄片20、两片正极材料薄膜30、两片20固态电解质隔膜40、两片负极材料薄膜50。两片铝集流体金属薄片20位于最外侧，在每个铝集流体金属薄片20内侧向内依次叠放一片正极材料薄膜30、一片20固态电解质隔膜40、一片负极材料薄膜50，在两片负极材料薄膜50之间叠放一片铜集流体金属薄片10。上述极片经过封装后，形成如图2所示的单片电池极片60，铜集流体金属薄片10和铝集流体金属薄片20上引出部分热压后分别形成正极极耳71和负极极耳72。

又参见图3、图4，单体电池组是由若干单片电池极片60叠放形成，所有单片电池极片60的同一极性的极耳成组压合整形，然后输出导电体80夹在整体极耳上焊接固定。再如图5所示，输出导电体80上焊接正负导电金属片90，形成单体电池完整结构，最后如图6所示，采用铝塑包装后形成传统聚合物锂离子电池100。

由于在极耳整体压合时，极耳数量较多，使得外侧极耳弯折幅度大，导致极耳金属薄片导流面积受限及和高输出比功率大电流放电的电流密度不对称，在该条件放电时，内阻增大，温度急剧升高，极化现象严重，必然导致电池循环性能急剧恶化现象严重。

为了解决上述问题，本发明人设计出一种大容量高输出比功率聚锂电池结构，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种大容量高输出比功率聚锂电池结构，有效降低聚合物锂离子电池组大电流放电的温度，提高循环寿命，有效提高电池组高倍率放电的工作性能。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种大容量高输出比功率聚锂电池结构，包括若干单片电池极片，将所有单片电池极片等分成若干单片小组，同一单片小组中的单片电池极片同一极性的极耳压合整形，由正、负极夹具焊接夹固，相邻组之间叠放有正极辅助电极铝导电金属片和聚四氟乙烯隔板薄片，各组同一极性的夹具由输出连接器统一对应连接，最终铝塑包装膜封装而成。

所述的正极辅助电极铝导电金属片和正极夹具为整体结构。

所述的铝塑包装膜封装后，在该结构单体电池四周具有加热固化成型的绝缘散热定型胶体层。

所述的输出连接器包括绝缘板和导电金属片，每个夹具上引出导电金属片，同一极性的导电金属片固定在同一绝缘板上。

所述的绝缘板采用PPC高分子树脂材料与导电金属片相隔后，置入固定工装，热压合成的加工方式形成输出连接器整体结构。

所述的绝缘板采用PPC高分子树脂材料和导电金属片定型固定在模具中高压注塑成型，形成连接器整体结构。

所述的导电金属片，其正极采用高纯度铝金属薄片，负极采用高纯度铜或镍金属薄片，其厚度控制为0.01-0.5毫米。