專利名稱:方形二次鋰電池的電芯結構的制作方法
方形二次鋰電池的電芯結構技術領域—種方形二次鋰電池的電芯結構,特別是指二次鋰電池內部該電芯的極巻導電 連接結構設計。背承扶術現(xiàn)有的方型二次鋰電池,多被使用作為低電量的充、放電用途,例如美國第 6844109號專利,即為一現(xiàn)有相當普遍的低電量方型二次鋰電池結構,請參閱圖l所 示,其中,該電芯10的主要構成,包括:一極巻ll、復數(shù)個正極及負極導電柄121、 122及二個導電套13所構成,其中,該極巻通常由一正極層、 一隔離層及一負極層相 迭置所構成,該極巻并透過迭置或巻繞方式構成一多層的結構型態(tài),并于該各正極 層及負極層中分別各引出數(shù)個正極及負極導電柄,再透過該二導電夾片作為該各個 正極或負極導電柄的集成導出;前述二次鋰電池結構組成相當精簡,但結構過于脆弱,僅適合作為低電量的電 池結構,對于高電量的動力電池而言,并不適用,請參閱圖2、圖3所示,此為中國 臺灣第I233227號專利的方型電池極巻集成結構,其中該極巻20由一正極層、 一隔離 層及一負極層相迭置所構成,該極巻20是巻繞于一基板21外部而成形為多層的渦形 結構,于該極巻20的正極層及負極層端側各設有一未涂布的段部22,而得以復數(shù)個 主墊片23、復數(shù)個次墊片24對應設置于該極巻20各層的段部22上,并透過復數(shù)個栓 桿25依序穿設過該主墊片23、次墊片24及基板21,而構成該極巻的導電集成結構;值得一提的是,由于前述電池結構中設有一基板構件,不僅整體結構較為強固 不易變形,且該基板外部可供穩(wěn)固地巻繞較多層數(shù)的極層,而可適合作為高電量電 池的結構然而,前述現(xiàn)有的可適用于高電量的方型電池結構中,透過該主墊片及次墊片
與該極巻各層的段部分別夾合導接,雖然可免除現(xiàn)有的導電柄結構,而節(jié)省導電柄 的焊接或成型工序,值得注意的是,在該電池結構中,必須于該極巻的各個極層中 均配置有一主墊片及一次墊片,當極層的數(shù)量龐大時,該主墊片及次墊片的數(shù)量勢 必相對增加,如此不僅會導致構件成本升高、組裝工序增加且復雜,更重要的是設 置于各該極層中的主墊片會使電芯的整體內阻升髙(接觸電阻),而導致溫度上升、 耗能的問題,且對于高容量電池的充、放電而言,高接觸電阻更是會造成該極巻的 段部因高溫而氧化的嚴重問題;由此可見,現(xiàn)有的方型二次鋰電池的結構設計,顯然未臻完善,而有進一步加 以大幅改良的必要;因此,本發(fā)明的研發(fā)重心,在于針對現(xiàn)有的髙電容量方形二次 鋰電池的構件組成復雜、組配困難及衍生的接觸電阻過高等問題,作一突破性的改 良,本發(fā)明透過結構設計,使其導電集成結構的接觸電阻大幅降低,而結構組成更 為精簡,以期更能符合高容量電池的實際需求。發(fā)明內容本發(fā)明的主要目的,在于提供一種方形二次鋰電池的電芯結構,本發(fā)明透過該 導接組件的導電壓片,直接將該極巻的正極或負極導接區(qū)的各層一次壓合而完成電 性連接,本發(fā)明不僅結構組成精簡,且該正極或負極導接區(qū)的各層直接壓合導電后, 所構成的電池,其內部阻抗顯然較現(xiàn)有結構低,較適于高電量的電池結構需求。本發(fā)明的另一目的,在于提供一種方形二次鋰電池的電芯結構,本發(fā)明透過該 導接組件的導電壓片,直接將該極巻的正極或負極導接區(qū)的各層一次壓合而完成電 性連接,由于構件組成精簡,對于電池的制程難度及成本而言,無疑可大幅降低, 而符合實際需求。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采用的技術方案是 一種方形二次鋰電池的電芯結構,該電芯組設于一方形電池瞎內部,并透過一連接件與該電池罐端側的正極及負極導出端子作電性聯(lián)結,其特征在于,主要包括 一基板,為一絕緣結構,設于該電池權內部;一極巻,以至少一正極層、至少一隔離層及至少一負極層依序相迭置巻繞于基
板的外部所構成,該正極層的一端側設有一未涂布正極涂料的一正極導接區(qū),于該 負極層相對于正極導接區(qū)的另端側,設有一未涂布負極涂料的一負極導接區(qū),且令 該正極及該負極導接區(qū)分別自極巻二端側凸伸露出;二導接組件,各具有至少一固定栓及至少一導電壓片所構成,該導電壓片對應 設置位于該正極或負極導接區(qū)的外部,透過該固定栓穿過該導電壓片的穿孔再固設 于該基板上,并使該導電壓片與正極或負極導接區(qū)相緊密接觸而電性結合,該導接 組件透過一連接件與正極或負極導接端子電性連接。所述的方形二次鋰電池的電芯結構,于該基板二端側,各設有一導電套,該導 電套于該導電壓片壓合正極或負極導接區(qū)的各層時,于基板兩面的正極或負極導接 區(qū)可更進一歩的跨越連通。所述的方形二次鋰電池的電芯結構,該連接件為一具繞性的導線所構成。 采用本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明透過該導接組件的導電壓片,直接將該極 巻的正極或負極導接區(qū)各層一次壓合而完成電性連接,該各層直接緊密導電壓合, 就構件數(shù)量而言,本發(fā)明的結構組成顯然較現(xiàn)有逐層壓合精簡,此外,由于該正極 或負極導接區(qū)的各層直接壓合而接觸導電,相較于現(xiàn)有技術必須透過以數(shù)個主墊片 及次墊片逐層壓設的結構型態(tài),本發(fā)明結構所構成的電池,其內部阻抗顯然較低, 較適于作為髙電量的電池結構。附閨說明圖l是美國第6844109號專利現(xiàn)有的方形電池結構立體示意圖。圖2是中國臺灣第I233227號專利的方形電池電芯結構立體分解示意圖。圖3是中國臺灣第I233227號專利的方形電池電芯結構立體結合示意圖。圖4是本發(fā)明電芯結構立體分解示意圖。圖5是本發(fā)明電芯結構結合立體示意圖。圖6是本發(fā)明電芯結構結合剖視示意圖。圖7是本發(fā)明電芯與電池權配設前的立體分解示意圖。圖8是本發(fā)明電芯與電池權組設狀態(tài)剖視示意圖。
圖9是本發(fā)明電芯增設一導電套結構剖視示意圖。主要組件符號說明IO電芯ll極巻121正極導電柄122負極導電柄13導電套20極巻21基板22段部23主墊片24次墊片25栓桿30電池罐31正極導出端子32負極導出端子40基板50極巻51正極層511正極導接區(qū)52隔離層53負極層531負極導接區(qū)60導接組件61固定栓62導電壓片621穿孔70連接件80導電套具體實施方式
關于本發(fā)明為達成上述目的,所采用的技術手段及功效,茲舉一較佳可行實施例并配合圖式詳細說明如后首先,請配合參閱圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示,本發(fā)明實施例所提供的一種 方形二次鋰電池的電芯結構,該電芯主要由一基板40、一極巻50及二導接組件60所 構成,該電芯組設于一方形電池權30內部,并與該電池權30端側的正極及負極導出 端子31、 32透過二連接件70作電性聯(lián)結,其中該基板40,設于該電池權30內部;該極巻50,以一正極層51、一隔離層52及一負極層53依序相迭置巻繞于該基板 40外部所構成,該正、負極層51、 53表面分別涂布有正極或負極材料,而該隔離層52設置位于j下、負極層51、 53之間,該正極層51—端設有一未涂布正極涂料的一正 極導接區(qū)511,于該負極層53相對于正極導接區(qū)511的另一端側,設有一未涂布負極 涂料的一負極導接區(qū),且令正極及負極導接區(qū)511、 531分別自二端側凸仲露出,俾 當各層一圈圏巻繞于中心棒的外部構成該極巻50后,而該正極及負極導接區(qū)511、 531 分別自該極巻50的二端側凸伸露出;該導接組件60,具有一固定栓61及二導電壓片62,該導電壓片62—端面設有一 穿孔621,該二導電壓片62設置位于該正極或負極導接區(qū)511、 531的外部相對位置, 該固定栓61可為一螺栓,依序穿過其中一導電壓片62的穿孔621、基板40及另一導電 壓片62的穿孔621,并透過鎖設使該導電壓片62固設于該基板40上,并透過該導電壓 片62與極巻50的正極或負極導接區(qū)511、 531相緊密壓合而電性結合;該連接件70,為一導電且成型有一彎曲結構的繞性構件, 一端與該極巻50上的 導電壓片62電性連接,另端則與該正極或負極導出端子31、 32作電性連接。以上所述,即為本發(fā)明方形二次鋰電池的電芯結構組成及構件組配關系位置, 透過本發(fā)明技術,可直接以該導接組件的導電壓片進行該極巻的正極或負極導接區(qū) 的各層壓合及電性連接作業(yè),藉此,不僅電池的結構組成精簡且構成電池后,該電 池的內部電阻會因構件減少而相對大幅降低,茲將其實際使用狀態(tài)詳細說明如下請復參閱圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示,本發(fā)明在該極巻50的端側留有大面積 未涂布的正極及負極導接區(qū)511、 531,該正極或負極導接區(qū)511、 531為多層相迭結 構,將該導接組件60的導電壓片62配設于該正極及負極導接區(qū)511、 531對應外部, 并以該固定栓61穿設過該導電壓片62的穿孔621及基板40并鎖緊,使該導電壓片62的 局部與該正極或負極導接區(qū)511、 531各層相緊密迫緊夾合,接區(qū)的各層均緊密迭合, 藉使,該極巻50的電能可自正極或負極導接區(qū)511、 531經(jīng)過該導電壓片62而順利導 出;值得注意的是,該極巻50的正極或負極導接區(qū)511、 531各層,是透過一組導電 壓片62直接將該各層一次緊密導電壓合,就構件數(shù)量及結構型態(tài)而言,本發(fā)明的構 件及結構組成顯然較為精簡,此外,本發(fā)明該正極或負極導接區(qū)511、 531的各層直 接壓合接觸導電,相較于現(xiàn)有結構必須透過以主墊片、次墊片等構件逐層壓設的結
構型態(tài),本發(fā)明結構所構成的電池,其內部阻抗(接觸電阻)顯然較低,較適于高電 容量的電池結構;此外,請參閱圖9所示,其中可于該基板40二端側,各套設有一導電套80,該導 電套80于該導電壓片62壓合正極或負極導接區(qū)511、 531的各層時,可將位于基板40 兩面的正極或負極導接區(qū)511、 531更進一步的跨越連通,增加電池進行充、放電作 業(yè)時的電流路徑,藉以進一步降低電池內部電阻。
權利要求
1.一種方形二次鋰電池的電芯結構,該電芯組設于一方形電池罐內部,并透過一連接件與該電池罐端側的正極及負極導出端子作電性聯(lián)結,其特征在于,主要包括一基板,為一絕緣結構,設于該電池罐內部;一極卷,以至少一正極層、至少一隔離層及至少一負極層依序相迭置卷繞于基板的外部所構成,該正極層的一端側設有一未涂布正極涂料的一正極導接區(qū),于該負極層相對于正極導接區(qū)的另端側,設有一未涂布負極涂料的一負極導接區(qū),且令該正極及該負極導接區(qū)分別自極卷二端側凸伸露出;二導接組件,各具有至少一固定栓及至少一導電壓片所構成,該導電壓片對應設置位于該正極或負極導接區(qū)的外部,透過該固定栓穿過該導電壓片的穿孔再固設于該基板上,并使該導電壓片與正極或負極導接區(qū)相緊密接觸而電性結合,該導接組件透過一連接件與正極或負極導接端子電性連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方形二次鋰電池的電芯結構,其特征在于于該基板二 端側,各設有一導電套,該導電套于該導電壓片壓合正極或負極導接區(qū)的各層時, 于基板兩面的正極或負極導接區(qū)可更進一步的跨越連通。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方形二次鋰電池的電芯結構,其特征在于該連接件 為一具繞性的導線所構成。
全文摘要
一種方形二次鋰電池的電芯結構,該電芯主要由一基板、一極卷及二導接組件所構成,本發(fā)明透過該導接組件的導電壓片,直接將該極卷的正極或負極導接區(qū)各層一次壓合而完成電性連接,該各層直接緊密導電壓合,就構件數(shù)量而言,本發(fā)明的結構組成顯然較現(xiàn)有逐層壓合精簡,此外,由于該正極或負極導接區(qū)的各層直接壓合而接觸導電,相較于現(xiàn)有技術必須透過以數(shù)個主墊片及次墊片逐層壓設的結構型態(tài),本發(fā)明結構所構成的電池,其內部阻抗顯然較低,較適于作為高電量的電池結構。
文檔編號H01M10/40GK101150208SQ200610127029
公開日2008年3月26日 申請日期2006年9月21日 優(yōu)先權日2006年9月21日
發(fā)明者伍必翔 申請人:伍必翔