[发明专利]一种异形高倍率聚合物锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物锂离子二次动力电池的应用技术领域，特指适合于载体形腔的一种异形高倍率聚合物锂离子电池。

背景技术

随着现代化社会的发展，石油能源的紧张，越来越多行业的能源需求及应用，涉及到高能量动力电池组的装配空间为非传统规则方形体，这种异形腔体的容量与所占空间比得要求愈来愈苛刻。

传统聚合物锂离子动力电池中，电池10为规则方形，如图1所示。首先，传统电池极耳20到电池芯边各点间距不等，造成离子运动过程分布不均匀，不能够进行大电流放电。

其次，外型一致性差，规则方形电池10安装在圆筒状电池载体30中，只有四个角部与载体的面接触，造成电池边缘强度薄弱，在碰撞时容易产生正负极短路，引发安全性的隐患。

另外这种传统电池与外壳的面接触难题，例如，当聚合物锂离子动力电池用于类似水下圆形运行载体及用于类似电动车等设备上。由于动力电池因功率能量太大时(特别是较大容量电池串并联在一起使用时)，在较大的工作电流状况下，不可避免产生大量热，如果是方形电池芯均难以和装配电池载体的内壁实现接触。而其散热效果直接影响了电池的安全性能和可靠性效果。

对于高倍率大容量聚合物锂离子电池在10C～15C的大工作电流连续工作时，其电池的极化现象是非常严重的。而且由于方形电池在的电流分布随着尺寸容量的增大，其均匀程度下降，如果使用的是圆柱形单电池的极耳而导流面积受限，涡流现象严重，在高倍率放电时，内阻增大，温度升高，极化现象严重。

所以传统的聚合物规则形状锂离子电池不适用于现有的圆筒状大电流动力电池中。

由于聚合物锂离子电池的异形优势已经引起世界各国的高度重视，并在技术领域获得广泛的成功应用。而聚合物锂离子电池的比能量高，制作工艺简单，形状可变(可制成各种形状的扁平结构和弯曲结构，厚度小于1mm)保存期长，大功率放电性能优异，为本发明设计一种用于圆筒状载体的异形高倍率聚合物锂离子电池提供了空间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种异形高倍率聚合物锂离子电池片，由该电池片制成的电池以及电池组，在圆筒状载体腔内有效实现空间最大化利用，异形电池与载体曲面相一致，实现面接触，增加散热效能。

本发明的次要目的在于提供一种异形高倍率聚合物锂离子电池，改进电池片极耳，增大极耳导流截面，降低截面内阻以及放电时的极化反应。

本发明的另一目的是提供一种异形高倍率聚合物锂离子电池，内部设置能量分割膜，电池内部有效散热单元，排除了电池内部产生热失控而造成的不安全隐患。

为了实现上述目的，本发明的所采用的技术方案是：

一种异形高倍率聚合物锂离子电池片，包括全异形的正极膜、负极膜和陶瓷隔膜；其中所述的异形为四边形，其中一边为圆弧，圆弧相邻两边平行，第四边与平行的两边垂直，正负极极耳在第四边上。

所述的正极膜和负极膜采用二负一正的叠片方式，中间为正极膜，两边各为负极膜，且正极膜和负极膜之间由中间用多孔状陶瓷隔膜隔开，在高温电解质热聚合固化形成电池片。

所述电池片的正负极膜，其极耳厚度在0.3～0.35毫米之间，正负极极耳表面镀银，由高纯度合金紫铜片通过铆钉铆接成加厚极耳，高纯度合金紫铜片表层镀0.008～0.010毫米的厚质银层。

所述的负极极耳用纯度为99.95％的纯铜紫铜片，厚度为0.3～0.35毫米；正极极耳用纯度在99.95％的纯铝片，其厚度在0.035～0.04毫米；正负极极耳表层具有镀银层，其厚度在0.005～0.008毫米。

一种异形高倍率聚合物锂离子电池，用多层复合材料合成的铝塑包装膜将所述的至少一片电池片热封形成电池。

所述的电池包含偶数个电池片，在电池片总数的二分之一处，用能量分割膜隔开，对电池的总能量进行等量分割。

所述的能量分割膜为0.4mm厚的耐高温、无收缩、浸润率性强的无纺布片。

所述的电池经绝缘散热胶在模型中定型固化；所述的绝缘散热胶包括树脂、阻燃剂、粘接剂、固化剂、扩散剂，绝缘散热胶通过工程塑料模腔定型固化成型，固化层沿电池片周边放大3～4毫米。

一种异形高倍率聚合物锂离子电池组，将所述的电池重叠放置，进行串并联拼装，形成电池组。

所述电池组安装于带散热孔的柱状异形壳体中；电池组两个均盛装有电池组的柱状异形壳体，其圆弧曲面相向放置，极耳面相对的结构拼接成适用于圆筒状电池载体的动力电池。

本发明具有如下有益效果：