[实用新型]具有中空极柱的圆柱锂离子电池

说明书

技术领域

本申请涉及锂离子电池，尤其涉及一种具有中空极柱的圆柱锂离子电池。

背景技术

自索尼首次将圆柱电池推向市场，锂离子圆柱电池安全问题一直受到广泛的关注。系统分析圆柱电芯引起爆炸的内在最重要的原因，可归结于电池使用过程中内部发热、热量不断聚集且无法散出，导致电芯内部温度持续升高进而超过安全温度。在电芯产热的过程中如何增加散热效率，降低电芯温度的变化，不仅在电芯安全方面至关重要，而且在动力电池热管理方面具有重要的作用。

发明内容

本申请要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有中空极柱的圆柱锂离子电池。

本申请要解决的技术问题通过以下技术方案加以解决：

一种具有中空极柱的圆柱锂离子电池，包括电芯和套设在所述电芯上的外壳，所述电芯包括极柱、正极片、负极片和隔膜，所述极柱为中空柱体，所述正极片、所述负极片和所述隔膜制成的材料卷绕在所述极柱上，所述外壳包括筒状壳体和设置在所述壳体两端的端盖，所述正极片包括正极集流体，所述负极片包括负极集流体，所述正极集流体和所述负极集流体之一焊接在极柱上，所述正极集流体和所述负极集流体之另一焊接在所述壳体内表面，所述端盖套设在所述极柱上。

上述电池，所述极柱为正极柱，所述正极集流体焊接在所述正极柱上，所述负极集流体焊接在所述壳体内表面。

上述电池，所述端盖包括绝缘板、密封圈和盖板，所述绝缘板套设在所述正极柱上，所述密封圈由绝缘材料制成，所述盖板由金属材料制成，所述盖板通过所述密封圈套设在所述正极柱上。

上述电池，所述正极柱上设有与所述密封圈配合的第一限位槽。

上述电池，所述正极柱上设有与所述绝缘板配合的第二限位槽。

上述电池，所述端盖上设有防爆装置。

上述电池，所述防爆装置为设置在所述盖板上的环形凹槽。

上述电池，所述密封圈为橡胶圈。

上述电池，所述盖板由钢材或合金材料制成，所述壳体由钢材、铝材或合金制成。

由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

在本申请的具体实施方式中，由于组成电芯的极柱为中空柱体，在热量最易聚集的电池轴心部位，采用中空设计，增大了电芯的散热的表面积，正极集流体和负极集流体之一焊接在极柱上，正极集流体和负极集流体之另一焊接在壳体内表面，取消了极耳设计，减小了电池在充放电过程中的电子传输通道，降低电芯内阻，进而减小了电芯内部焦耳热的产生。

附图说明

图1为本申请的电池在一种实施方式中的元件分立示意图；

图2为本申请的电池在一种实施方式中的剖示图；

图3为本申请的正极柱及正极片在一种实施方式中的结构示意图；

图4为本申请的正极柱在一种实施方式中的立体结构示意图；

图5为本申请的盖板在一种实施方式中的立体结构示意图；

图6为本申请的盖板在一种实施方式中的剖示图；

图7为图6中A的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

通过对传统圆柱电芯温度升高的内在机理分析发现，电芯温度升高主要取决于内部热量的产热速率和散热速率。当产热速率大于散热时电芯内部温度聚集温度升高，当产热速率效率散热速率时电芯内部温度降低。

电芯产热速率由电芯内部欧姆电阻、极化内阻和电流等等因素所决定。降低电芯内部欧姆电阻，可减小电芯内部产热速率。以此为方向，在本发明中取消传统电芯内部存在的极耳设计结构，直接将集流体与极柱或者外壳连接，缩短电子导通路径，同时增大了集流体与极柱焊接面积，降低电芯内部电阻。

本申请在改善散热方面，主要通过增加电芯表面积和改善电芯内部热量的传递两方面进行优化。首先在传统的圆柱电芯热量最易聚集的轴心部位优化设计为管状铝材圆柱，将中心的热量通过管状极柱进行散热。在改善内部热传导方面，增大电芯内部集流体与金属外壳和中心管状极柱之间的接触面积。充分利用金属材料良好导热特性，将电芯内部热量通过集流体传递给电芯管状正极柱和外壳，提高了电芯散热效率。