[实用新型]一种落差式卷芯高能量密度锂电池

说明书

一种落差式卷芯高能量密度锂电池，在卷芯的端面局布部位设计出内凹结构，以避让输出电极向内延伸的结构，仅限于局部缩小卷芯的高度，而在其它部位则保持卷芯高度最大化设计，在卷芯的轴向截面上，卷芯高度存有落差。这样就能使锂电池的卷芯实际体积最大化，从而提高这类锂电池的能量密度。采用绝缘耐腐壳体取代金属导电壳体，革命性地简化锂电池的正负极之间的绝缘、密封和固定连接方式，极大地缩小了锂电池正负极输出端的高度尺寸，这种结构的锂电池的能量密度与同类规格同类型特种锂电池增加10％～20％。

技术领域：

本实用新型涉及一种锂电池，尤其涉及一种高能量密度锂电池。

背景技术：

随着各种电子产品的快速发展，锂离子电池的应用领域越来越广，需求量快速增长，人们对锂电池的容量提出更高的要求，人们迫切希望现有的锂电池的容量能有较大幅度提升。目前，产业化的圆柱形及方形锂离子电池均采用碳素钢或铝合金作为电池壳体，金属壳体与正极金属盖板或负极金属盖板之间采用焊接或者铆接的方式进行固定密封连接，为保证正负极之间的绝缘，正极盖板与金属壳体之间必须采用复杂的密封绝缘结构才能实现，根据现有技术，正极金属盖板、负极金属盖板与金属壳体之间的密封绝缘结构高度为4～5毫米，如图1所示，由于金属壳体5与负极盖板相连，因此，正极盖板6与金属电池壳体5之间必须设置密封绝缘结构，正极盖板6在轴向依次通过导电圈61、正极连接圈62、连接圈托架63与正极耳3相连接，导电圈61、正极连接圈62、连接圈托架63在径向方向均撑持在特定异形绝缘密封件8的内圈中，为了防止卷芯1中负极片与正极组件之间接触放电，在异形绝缘密封件8与卷芯1的上端之间设有绝缘隔离垫9。这种内延伸的输出电极结构直接缩小了电池壳体5内容纳卷芯1的空间尺寸，造成电池的能量密度难以增加。在有些大规格特种锂电池中，输出电极的径向尺寸较小，输出电极部分只能向锂电池内部延伸，但根据目前的锂电池制造技术，这类锂电池的卷芯高度只能是等高度设计，因此，只能以输出电极之间的最小尺寸来确定卷芯的高度，由此可知，在锂电池高度尺寸相同的条件下，电池壳体内空间没有得到充分利用，这类锂电池的卷芯体积没有实现最大化，这类锂电池的能量密度要比同规格的锂电池低得多。

实用新型内容：

为了进一步提高现有锂电池的容量，特别是提高电极输出需要向电池内延结构的锂电池的能量密度，本实用新型提供了一种落差式卷芯高能量密度锂电池。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种落差式卷芯高能量密度锂电池，包括卷芯，芯轴，正极耳、负极耳、电池壳体、正极盖板和负极盖板，卷芯由正极片、隔膜、负极片和隔膜依次层叠后卷绕成中空筒状体，并套装在芯轴上，正极耳与正极片相连接，负极耳与负极片相连接，在电池壳体、正极盖板、负极盖板与卷芯之间注满电解液，其特征是：在卷芯的端面上设有内凹结构。

进一步，在卷芯的正极端面存有内凹结构。

进一步，在卷芯的负极端面存有内凹结构。

进一步，在卷芯的正极端面和负极端面均存有内凹结构。

在卷芯的端面设置内凹结构是为了满足输出电极向内延伸的结构设计需要。

进一步，所述电池壳体为绝缘耐腐壳体。

进一步，所述电池壳体的材质为陶瓷、玻璃或工程塑料。

更进一步，所述绝缘耐腐壳体的材质为陶瓷。

进一步，所述绝缘耐腐壳体为管状结构，在管体的端口端面、端口外圆侧面或端口内圆侧面上至少有一处设有金属涂层。

进一步，所述绝缘耐腐壳体包括管体和轴肩卷，轴肩卷设置在管体的任一端，并与管体连为一体，在管体的端口端面、端口外圆侧面或端口内圆侧面上至少有一处设有金属涂层，在轴肩卷的电极盖板连接面处设有金属涂层。

进一步，所述正极盖板和负极盖板为整体导电体。