專利名稱：復(fù)合電芯及鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種儲(chǔ)能元器件，尤其涉及一種復(fù)合電芯及鋰離子電池。
背景技術(shù)：
近年來，隨著環(huán)保低碳理念的逐步推廣，以及新材料和加工制造技術(shù)的飛速發(fā)展，鋰離子電池的產(chǎn)能和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。據(jù)悉，2010年，我國(guó)鋰離子二次電池的產(chǎn)量已達(dá)20億只，共實(shí)現(xiàn)銷售收入約200億元。其應(yīng)用領(lǐng)域也從傳統(tǒng)的數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)玩具、UPS等行業(yè)向大容量、高功率的應(yīng)用領(lǐng)域如電動(dòng)工具、電動(dòng)車輛等行業(yè)快速滲透，預(yù)期，在國(guó)家新能源汽車發(fā)展規(guī)劃“十城千輛”項(xiàng)目的推動(dòng)下，這種增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)在以后的幾年里會(huì)更加明顯。市場(chǎng)的巨大需求，對(duì)鋰離子電池尤其是動(dòng) 力電池的規(guī)格和性能提出了更高的要求?；谑袌?chǎng)的要求，在規(guī)格上，鋰離子電池須具備更高的容量以滿足交通工具續(xù)航里程的需要；在充放電性能上，鋰離子電池必須具備優(yōu)良的倍率特性和較小的內(nèi)阻以滿足交通工具或者其它應(yīng)用設(shè)備的大電流充放電需求；而在當(dāng)前技術(shù)水平下，提高電芯容量的根本方法是增加電池正負(fù)極極片上活性物質(zhì)的含量，由于過高的面密度將會(huì)使極片的可靠性和導(dǎo)電性能降低，并且制造過程也不容易操作和監(jiān)控，故在嚴(yán)格控制電芯的正負(fù)極極片的面密度的前提下，增加活性物質(zhì)的含量會(huì)勢(shì)必會(huì)使得極片的長(zhǎng)度顯著增長(zhǎng)，生產(chǎn)中如果采用卷繞工藝，部分類型的電池電芯的極片長(zhǎng)度甚至超過I. 5米，過長(zhǎng)的極片會(huì)給加工制造過程帶來不必要的麻煩，導(dǎo)致產(chǎn)品不良率的上升；并且，采用長(zhǎng)極片的單體電芯的內(nèi)阻也較大，不利于電池的高倍率充放電，從而一定程度上限制了鋰離子電池的應(yīng)用?；谏鲜霎a(chǎn)品存在的技術(shù)缺陷，有必要對(duì)該種類型的電池電芯技術(shù)進(jìn)一步做出改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)背景技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種復(fù)合電芯及鋰離子電池，其能在保證電池容量不會(huì)減小的前提下，有效的降低電池的內(nèi)阻。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，在一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供一種復(fù)合電芯，包括至少兩單體電芯，所述各單體電芯分別設(shè)置有正極極耳和負(fù)極極耳，所述單體電芯的正極極耳通過正極極耳焊接軌跡為曲線的焊接方式而焊接為一體形成復(fù)合電芯正極，所述單體電芯的負(fù)極極耳通過負(fù)極極耳焊接軌跡為曲線的焊接方式而焊接為一體形成復(fù)合電芯負(fù)極。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，在另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供一種鋰離子電池，其包括密封殼體以及位于密封殼體內(nèi)的復(fù)合電芯，其中所述復(fù)合電芯為本實(shí)用新型第一方面所述的復(fù)合電芯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果(I)由于本實(shí)用新型的復(fù)合電芯具有至少兩個(gè)單體電芯，各單體電芯之間的相同極性的極耳相連而分別形成復(fù)合電芯正負(fù)極。相同極性的極耳相連形成整體的復(fù)合電芯，對(duì)外即表現(xiàn)為多個(gè)單體電芯(大于等于兩個(gè))并聯(lián)而形成的復(fù)合電芯，從而在保證增加電池容量的基礎(chǔ)上，使整個(gè)復(fù)合電芯內(nèi)阻降低，進(jìn)而達(dá)到降低內(nèi)阻增加電池容量技術(shù)效果。[0009](2)各單體電芯的正負(fù)極耳在進(jìn)行兩兩同性極耳焊接時(shí)，為了進(jìn)ー步降低電池正負(fù)極耳之間的接觸內(nèi)阻，在對(duì)單體電芯的正極極耳和負(fù)極極耳之間的焊接時(shí)，采用曲線形的焊接軌跡，由于焊接軌跡為曲線形，相對(duì)傳統(tǒng)直線形的焊接方式，曲線形極耳焊接方式之間的焊點(diǎn)相對(duì)較多，同性極耳之間的接觸面積變大，進(jìn)而減小了同性極耳之間的接觸電阻，提高了復(fù)合電芯的導(dǎo)電性能，從而最大限度的降低了應(yīng)用有該復(fù)合電芯的鋰離子電池的內(nèi)阻，確保了鋰離子電池的性能。

圖I為兩個(gè)單體電芯正極極耳連接時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為兩個(gè)單體電芯負(fù)極極耳連接時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖I的兩個(gè)單體電芯正極極耳之間焊接的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖2的兩個(gè)單體電芯負(fù)極極耳之間焊接的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖3所不的另一俯視結(jié)構(gòu)不意圖；圖6為應(yīng)用有復(fù)合電芯的鋰離子電池結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下I鋰離子電池11復(fù)合電芯正極13復(fù)合電芯負(fù)極15密封殼體IlAUlB單體電芯正極極耳 13A、13B單體電芯負(fù)極極耳111正極極耳焊接軌跡131負(fù)極極耳焊接軌跡
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來說明本實(shí)用新型的復(fù)合電芯及鋰離子電池。首先說明根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合電芯。圖I為兩個(gè)單體電芯正極極耳IlAUlB連接時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為兩個(gè)單體電芯負(fù)極極耳13A、13B連接時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖I的兩個(gè)單體電芯正極極耳IlAUlB之間焊接的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖2的兩個(gè)單體電芯負(fù)極極耳13A、13B之間焊接的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；在圖I至圖4所示的結(jié)構(gòu)中，復(fù)合電芯包括兩單體電芯。各單體電芯分別設(shè)置有正極極耳和負(fù)極極耳，即在圖I和圖2中，一個(gè)單體電芯設(shè)置有正極極耳IlA和負(fù)極極耳13A，而另ー個(gè)單體電芯設(shè)置有正極極耳IlB和負(fù)極極耳13B。所述單體電芯的正極極耳IlAUlB通過正極極耳焊接軌跡111為曲線的焊接方式而焊接為一體形成復(fù)合電芯正極11，如圖I和圖3所示。所述單體電芯的負(fù)極極耳13A、13B可通過負(fù)極極耳焊接軌跡131為曲線的焊接方式而焊接為一體形成復(fù)合電芯負(fù)極13，如圖2和圖4所示。在本實(shí)用新型中，所述各單體電芯可以是通過極片卷繞而形成的卷繞型電芯，或者是通過極片層疊而形成的疊片型電芯。圖3示出了正極極耳焊接軌跡111的形狀，其為S形。圖5示出了正極極耳焊接軌跡111的另一形狀，其為W形。圖4示出了負(fù)極極耳焊接軌跡131的形狀，其為S形，可替代地，也可采用圖5所示的形狀，即W形。當(dāng)然不限于此，正極極耳焊接軌跡111和/或負(fù)極極耳焊接軌跡131還可為圓弧狀、橢圓狀、M形曲線。當(dāng)然正極極耳焊接軌跡111和/或負(fù)極極耳焊接軌跡131或者為圓弧狀、橢圓狀、S形、W形、M形的任意組合。在圖4至圖5中，正極極耳焊接軌跡111和/或負(fù)極極耳焊接軌跡131由連續(xù)地焊線形成?？商娲兀龢O極耳焊接軌跡111和/或負(fù)極極耳焊接軌跡131由離散狀分布的互相間隔的焊接點(diǎn)形成。在本實(shí)用新型中，焊接方式可采用激光焊接、電阻焊接或超聲波焊接。優(yōu)選采用激光焊接。與電阻焊、超聲波和其它焊接技術(shù)相比較，激光焊接具有焊接速度快、深度大、變形小、幾乎沒有連接間隙、工裝設(shè)備簡(jiǎn)單和操作環(huán)境易于調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)。此外，所述各單體電芯的正極極耳IlAUlB和負(fù)極極耳13A、13B也可通過焊接軌跡為曲線的焊接方式分別對(duì)應(yīng)與所述各單體電芯的正、負(fù)極極片(未示出)相連。此時(shí)的焊接軌跡的曲線可以采用與正極極耳焊接軌跡111、負(fù)極極耳焊接軌跡131相同的曲線。此外，復(fù)合電芯表面纏繞且粘接有耐熱膠帶(未示出)，以將重疊在一起的各單體電芯固定。由于各個(gè)單體電芯由繞復(fù)合電芯表面粘接纏繞的耐熱膠帶而固定，該措施使得多個(gè)并聯(lián)的單體電芯緊密的結(jié)合成一個(gè)整體，從而避免了在震動(dòng)和顛簸強(qiáng)烈的應(yīng)用環(huán)境中使用時(shí)，因單體電芯之間的扭擺、錯(cuò)位而引發(fā)的復(fù)合電芯的失效。當(dāng)然，在本實(shí)用新型中，復(fù)合電芯包括的單體電芯的數(shù)量不限于兩個(gè)，可以為多個(gè)。換句話說，復(fù)合電芯包括的單體電芯的數(shù)量為至少兩個(gè)。下面以兩個(gè)單體電芯為例并參照?qǐng)DI至圖4來說明本實(shí)用新型的操作過程。首先將兩個(gè)單體電芯按照正極極耳IIA對(duì)正極極耳11B、負(fù)極極耳13A對(duì)負(fù)極極耳13B的方式進(jìn)行固定，然后外部使用耐熱膠帶纏繞固定，以形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的復(fù)合電芯；其次將重疊在一起的正極極耳IlAUlB或負(fù)極極耳13A、13B壓緊，然后在設(shè)置焊接工藝參數(shù)，在正極極耳IlAUlB之間的焊接面上焊接形成曲線形的焊接軌跡111，在負(fù)極極耳13A、13B之間的焊接面上焊接形成曲線形的焊接軌跡131，正極極耳焊接軌跡111和/或負(fù)極極耳焊接軌跡131可以表現(xiàn)為一段圓弧、一個(gè)類似于S或W或M狀的規(guī)則性曲線或者一個(gè)封閉性的圓弧，也可以表現(xiàn)為一段不規(guī)則的曲線或者離散的焊接點(diǎn)。以下以激光焊接為例來說明本實(shí)用新型的焊接機(jī)理。將高強(qiáng)度的激光束輻射至重疊壓緊在一起的正極極耳IlAUlB之間位置或負(fù)極極耳13A、13B之間的位置(激光束的焦點(diǎn))，正極極耳IlAUlB或負(fù)極極耳13A、13B吸收激光的能量并將之轉(zhuǎn)化為熱能，該熱能促使激光束的焦點(diǎn)除(即正極極耳IlAUlB之間或負(fù)極極耳13A、13B之間的焊點(diǎn)位置處)的金屬發(fā)生熔化；撤去激光束后，熔化的金屬再經(jīng)冷卻結(jié)晶從而形成光滑平整、結(jié)合緊密的焊接軌跡。決定接觸電阻和電子導(dǎo)電性能的主要因素是正極極耳和/或負(fù)極極耳焊接處原子級(jí)接觸面積的大小以及焊接位置處金屬的氧化程度。在正極極耳和/或負(fù)極極耳面積大小有限的情況下，本實(shí)用新型將常規(guī)的直線型焊接軌跡改進(jìn)為曲線形的焊接軌跡。改進(jìn)后的焊接工藝具有接觸面積大、焊接牢固、焊接時(shí)受熱均勻、電子導(dǎo)電能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型所披露的焊接方法也可以用于疊片電池箔片之間的連接，或者疊片電池與極耳之間的連接，或者電池正負(fù)極和集流導(dǎo)體之間的連接。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)需要焊接的極片的個(gè)數(shù)和極片的厚度、材料等，對(duì)焊接機(jī)的輸出功率等工藝參數(shù)做出適當(dāng)調(diào)整。最后說明本實(shí)用新型的鋰離子電池。[0041]如圖6所示，根據(jù)本實(shí)用新型的鋰離子電池I包括密封殼體15以及位于密封殼體15內(nèi)的復(fù)合電芯，復(fù)合電芯包括上面所述的復(fù)合電芯正極11和復(fù)合電芯負(fù)極13。本實(shí)用新型，依據(jù)焊接的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，采取曲線形的焊接エ藝，克服了常規(guī)焊接方式 中連接不可靠以及接觸電阻大的問題，降低了鋰離子電池單元的內(nèi)阻，提高了多單體電芯并聯(lián)電池単元的性能，具有廣闊的應(yīng)用前景和顯著的進(jìn)步意義。
權(quán)利要求1.ー種復(fù)合電芯，包括至少兩單體電芯，所述各單體電芯分別設(shè)置有正極極耳(11A，11B)和負(fù)極極耳(13A，13B)，其特征在于，所述單體電芯的正極極耳(11A，11B)通過正極極耳焊接軌跡(111)為曲線的焊接方式而焊接為一體形成復(fù)合電芯正極(11)，所述單體電芯的負(fù)極極耳(13A，13B)通過負(fù)極極耳焊接軌跡(131)為曲線的焊接方式而焊接為一體形成復(fù)合電芯負(fù)極(13)。
2.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合電芯，其特征在于，所述各單體電芯是通過極片卷繞而形成的卷繞型電芯，或者通過極片層疊而形成的疊片型電芯。
3.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合電芯，其特征在于，所述正極極耳焊接軌跡(111)和/或負(fù)極極耳焊接軌跡(131)為圓弧狀、橢圓狀、S形、W形、M形曲線之ー或它們的組合。
4.如權(quán)利要求要求I所述的復(fù)合電芯，其特征在于，所述正極極耳焊接軌跡(111)和/或負(fù)極極耳焊接軌跡(131)由離散狀分布的互相間隔的焊接點(diǎn)形成。
5.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合電芯，其特征在于，所述復(fù)合電芯表面纏繞且表面粘接有耐熱膠帶。
6.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合電芯，其特征在于，所述各單體電芯的正極極耳(111)和負(fù)極極耳(131)通過焊接軌跡為曲線的焊接方式分別對(duì)應(yīng)與所述各單體電芯的正、負(fù)極極片相連。
7.—種鋰離子電池，包括密封殼體(15)以及位于密封殼體(15)內(nèi)的復(fù)合電芯，其特征在于，所述復(fù)合電芯為權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的復(fù)合電芯。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種復(fù)合電芯及鋰離子電池。所述復(fù)合電芯包括至少兩單體電芯，所述各單體電芯分別設(shè)置有正極極耳(11A，11B)和負(fù)極極耳(13A，13B)，所述單體電芯的正極極耳(11A，11B)通過正極極耳焊接軌跡(111)為曲線的焊接方式而焊接為一體形成復(fù)合電芯正極(11)，所述單體電芯的負(fù)極極耳(13A，13B)通過負(fù)極極耳焊接軌跡(131)為曲線的焊接方式而焊接為一體形成復(fù)合電芯負(fù)極(13)。所述鋰離子電池包括密封殼體(15)以及位于密封殼體(15)內(nèi)的所述復(fù)合電芯。本實(shí)用新型在保證增加電池容量的基礎(chǔ)上，使整個(gè)復(fù)合電芯內(nèi)阻降低，進(jìn)而達(dá)到降低內(nèi)阻增加電池容量技術(shù)效果。
文檔編號(hào)H01M10/0587GK202444029SQ20122006999
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者梁霞妹, 許天軍, 陳樂茵, 黃建 申請(qǐng)人:無錫富洪科技有限公司