[实用新型]一种高容量圆柱电池

说明书

本实用新型公开了一种新型高容量圆柱电池，属于储能电池技术领域。所述高容量圆柱电池，包括N个由正极极片、隔膜、负极极片卷绕形成的圆柱型卷芯，以及其内部可容置N个圆柱型卷芯的壳体和与所述壳体的端部密封配合的盖帽，其中N≥2，每个圆柱型卷芯的正极极耳与所述盖帽连接，负极极耳与所述壳体内壁连接。本实用新型提供的“圆柱簇型”结构圆柱电池，通过一套壳体与盖帽实现了电池高容量，其容量为常规圆柱电池容量的N倍(N≥2)，单位电量下的电池质量下降，电池能量密度可显著提升，同时通过多卷芯的隔离结构设计解决了大容量圆柱电池的散热问题，在一定程度上改进了高容量圆柱电池的安全性能。

技术领域

本实用新型涉及储能电池技术领域，具体涉及一种新型高容量圆柱电池。

背景技术

随着储能装备技术的快速发展，人们出行开始实现绿色出行，对电动汽车、电动二轮车、电动三轮车等电动产品提出了越来越高的续驶里程要求，因而储能装备的高能量密度化便成为未来的发展方向；目前行业内主要通过采用高容量材料体系来提升能量密度，但电池安全性随着电池能量密度的升高而变差，如何同时兼顾储能装备的高能量密度与高安全性能成为行业内亟待解决的技术难题。

圆柱电池因其外壳结构强度高、标准化程度高而得到广泛应用，常用的18650圆柱型锂离子电池内部采用螺旋绕制结构，采用薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。通常正极由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极；负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。但是相比于大尺寸的软包电池、铝壳电池结构，存在电池容量低、能量密度低的问题，影响装车后纯电动出行工具的续驶里程。

通过材料体系的改进可以提升圆柱电池的容量和能量密度，目前行业内18650型号圆柱电池最高容量为3.6Ah；申请号为201611147228.9的专利文献公开了一种高容量三元材料18650锂电池，正极集流体设置有镍钴铝酸锂制成的正极活性物质，负极集流体设置有石墨制成的负极活性物质，外壳内设置有电解液，还包括SuperP制成的导电剂，聚偏氟烯制成的粘接剂，羧甲基纤维素钠制成的增稠剂，丁苯橡胶制成的粘接剂；外壳两端为盖帽。由镍钴铝酸锂-石墨制成的高容量三元材料18650锂电池，具有容量达到3300mAh。但是在通过材料改进提升电池能量密度的同时，由于所使用的镍钴铝酸锂材料热稳定性差，与电解液的副反应程度更高且散热量大，电池安全性能降低，发生热失控的概率明显增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够提升圆柱电池能量密度且不影响安全性的新型高容量圆柱电池。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高容量圆柱电池，包括N个由正极极片、隔膜、负极极片卷绕形成的圆柱型卷芯，以及其内部可容置N个圆柱型卷芯的一个壳体和与所述壳体的端部密封配合的一个盖帽，其中N≥2，每个圆柱型卷芯的正极极耳与所述盖帽连接，负极极耳与所述壳体内壁连接。

本实用新型提供的圆柱单体电池内并联设有多个卷芯，每个卷芯类似于常规单体圆柱电池的卷芯，多个卷芯同时供电且共用一套盖帽与壳体，降低圆柱电池单位供电量的重量，提升圆柱电池能量密度，有效解决现有常规圆柱电池(内置一个卷芯)存在的低容量与能量密度低的问题。

所述圆柱电池可为锂离子电池、钠离子电池、铝离子电池等二次电池中的任意一种。

作为优选，N个圆柱型卷芯平行布置，所述壳体具有呈圆柱簇型的内腔，其与N个圆柱型卷芯适配。

所述圆柱簇型的内腔为N个与所述圆柱型卷芯适配的圆柱型结构复合形成的一个共通的腔体，即相邻的圆柱型结构之间共壁部分互通。每个圆柱型卷芯放置于对应的圆柱型结构腔体内，可防止卷芯在壳体内部发生位移。

作为优选，所述壳体由铝合金或不锈钢制得。电池外壳结构强度高，保证电池安全性。