锂离子动力电池的制作方法

本实用新型属于锂离子电池领域，更具体地说，本实用新型涉及一种锂离子动力电池。

背景技术：

锂离子电池由于具有优良的性能而越来越广泛的被应用于储能领域，特别是电动汽车的储能领域。因此，锂离子动力电池在外形和安全性能上需要满足更高的要求。在外形方面，锂离子动力电池模组或整箱结构需要具有更大的空间利用率；在安全性能方面，锂离子动力电池需要具有更良好的热扩散和抗膨胀性能。

目前，已公开的锂离子动力电池均为方形的平整结构，其不能满足电池模组或整箱结构对某些特殊形状空间的利用和电池安装固定的要求。此外，常规方形锂离子动力电池热扩散的面积较小，产热和膨胀的集中点在电池中心位置，热扩散和抗膨胀性能较差。且常规方形电池易于受到挤压和针刺等不安全因素的影响。

有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述问题的锂离子动力电池。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种空间利用率高且安全可靠的锂离子动力电池。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种锂离子动力电池，其包括电池外壳、收容于电池外壳中的电芯、填充于电池外壳中的电解液，以及密封组接于电池外壳上的电池顶盖，其中，电池外壳上设有至少一个内凹结构。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述电池外壳为长方体，所述内凹结构设于长方体的大面，内凹结构占大面面积的5％-50％。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述内凹结构占大面面积的10％-25％。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述内凹结构相对于电池的几何中心对称。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述内凹结构为凹陷部。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述内凹结构为连通电池外壳两个相对面的通道。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述通道径向截面为方形、椭圆形或圆形。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述电池外壳包括外壳上盖与外壳下盖，外壳上盖设有通孔，外壳下盖设有与外壳上盖的通孔相对应的突起结构，外壳上盖与外壳下盖相扣合后，所述通孔与所述突起结构形成所述连通电池外壳两个相对面的通道。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述电芯包括正极片、负极片以及设于正极片和负极片之间的隔膜，正极片、负极片和隔膜上设有与所述电池外壳的内凹结构相对应的贯穿结构。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述隔膜上的贯穿结构尺寸小于负极片的贯穿结构尺寸，负极片的贯穿结构尺寸小于正极片的贯穿结构尺寸。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述正极片、负极片和隔膜的组合成形方式为叠片或卷绕。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述隔膜上涂有粘接剂。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述正极片、负极片和隔膜上的贯穿结构采用模切、冲压、激光烧蚀或化学腐蚀制成。

作为本实用新型锂离子动力电池的一种改进，所述电池外壳的材质为铝合金。

与现有技术相比，本实用新型锂离子动力电池通过在电池外壳上设置内凹结构，产生了以下有益的技术效果：

(1)增加了热扩散的面积，使电池温控更易进行，提高了电池的使用寿命。

(2)将电芯使用过程中产生的膨胀力从电芯中心位置分散至外周，提高了电池的安全性和可靠性。

(3)能够适应有凸出结构的电池模组结构，提高了电池模组的空间利用率，进而提高了能量体积比密度。

(4)便于在有特殊需要的环境中固定安装，且不易受到挤压或针刺等不安全因素的影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型锂离子动力电池及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本实用新型实施例1的电池外壳与电芯的示意图。

图2为本实用新型实施例1的电池外壳分解结构示意图。

图3为本实用新型实施例1的正极片的示意图。

图4为本实用新型实施例1的负极片的示意图。

图5为本实用新型实施例1的隔膜的示意图。

图6为本实用新型实施例1的电池顶盖的示意图。

图7为本实用新型实施例2的锂离子动力电池的示意图。

图8为本实用新型实施例2的电池外壳分解结构示意图。

图9为本实用新型实施例2的正极片的示意图。

图10为本实用新型实施例2的负极片的示意图。

图11为本实用新型实施例2的隔膜的示意图。

图12为本实用新型实施例3的锂离子动力电池的示意图。

图13为本实用新型实施例3的电池外壳分解结构示意图。

图14为本实用新型实施例3的正极片的示意图。

图15为本实用新型实施例3的负极片的示意图。

图16为本实用新型实施例3的隔膜的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

本实用新型锂离子动力电池包括电池外壳、收容于电池外壳中的电芯、填充于电池外壳中的电解液，以及密封组接于电池外壳上的电池顶盖，其中，电池外壳上设有至少一个内凹结构。

实施例1

请参照图1和图2所示，电池外壳10包括外壳上盖11与外壳下盖12。外壳上盖11为设有方形通孔的方形片状体。外壳下盖12包括底面12a、设于底面12a上的主面12b和两个相对的侧面12c，底面12a、主面12b和两个侧面12c共同围成方形的收容空间。主面12b上设有方形通孔，主面12b上的方形通孔位置与外壳上盖11上的方形通孔位置相对应，主面12b的方形通孔尺寸与外壳上盖11的方形通孔尺寸相同。主面12b内侧设有沿方形通孔边缘分布的突起结构13，突起结构13将主面12b上的方形通孔包围。当外壳上盖11扣合于外壳下盖12时，外壳上盖11与外壳下盖12形成一端开口的方形收容空间，外壳下盖12的方形通孔和突起结构13与外壳上盖11的方形通孔一起形成贯穿收容空间的方形通道。电池外壳10为金属材质，优选铝合金。

请参照图1和图3-5所示，电芯30包括正极片31、负极片32和设于正极片31与负极片32之间的隔膜33。正极片31、负极片32和隔膜33上分别设有多个与外壳下盖12的突起结构13相对应的方形通孔，方形通孔可以使用模切、冲压、激光烧蚀或化学腐蚀工艺制作，优选模切工艺。隔膜33上的方形通孔尺寸小于负极片32的方形通孔尺寸，负极片32的方形通孔尺寸小于正极片31的方形通孔尺寸。正极片31和负极片32上分别设有若干导电的极耳。正极片31、负极片32和隔膜33按照“隔膜-正极片-隔膜-负极片-隔膜”的重复结构，以叠片或卷绕的方式(优选叠片方式)组合成形为电芯30，正极片31上的若干正极片极耳34叠加形成电芯30的正极耳36，负极片32上的若干负极片极耳35叠加形成电芯30的负极耳37。隔膜33上涂有粘接剂，粘接剂可以粘接固定正极片31和负极片32，防止正负极片31、32和隔膜33发生错位。

请参照图1和图6所示，电池顶盖50为与电池外壳10开口相对应的长方形板。电池顶盖50上设有正极柱51、负极柱52和安全装置53。正极柱51、负极柱52设于电池顶盖50的两端，安全装置53设于正极柱51与负极柱52之间。正极柱51、负极柱52分别与电芯的正极耳36、负极耳37电连接。

请参照图1、2、6所示，电池外壳10、电芯30、电池顶盖50按以下步骤组装成为锂离子动力电池。

将电芯30与外壳下盖12的突起结构13配合放入外壳下盖12，将电芯30的正极耳36、负极耳37分别与电池顶盖50的正极柱51、负极柱52焊接连接。

将外壳上盖11与外壳下盖12扣合，并使用焊接的方式密封固定。

将上述组装体进行烘烤，排出电芯极片中的水分，注入电解液。

将电池顶盖50与电池外壳10焊接以密封固定。

实施例2

请参照图7-11所示，实施例2与实施例1大致相同。实施例2不同于实施例1之处在于其电池外壳10上设有两个贯穿电池外壳10收容空间的方形通道，相应地，实施例2的外壳上盖11、外壳下盖12、正极片31、负极片32和隔膜33上都分别设有两个相对应的方形通孔，外壳下盖12的主面内测设有两个相对应的突起结构13。

实施例3

请参照图12-16所示，实施例3与实施例1基本相同。实施例3不同于实施例1之处在于其电池外壳10上所设的贯穿电池外壳10收容空间的通道的径向截面为椭圆形，相应地，实施例3的外壳上盖11、外壳下盖12、正极片31、负极片32和隔膜33上所设的通孔为椭圆形。

需要说明的是，为使电池使用过程中的膨胀力得到充分缓解，本实用新型锂离子动力电池的内凹结构占电池大面面积的5％-50％，优选10％-25％，以兼顾一定的电池体积能量密度比。此外，设于电池外壳10上的贯穿电池外壳10收容空间的通道并不局限于实施例1-3中所述的一个或两个、方形或椭圆形径向截面的通道，其也可以为根据实际情况设置的多个径向截面为其他形状的通道，例如多个径向截面为圆形的通道或一个径向截面为上下大、中间小的沙漏形的通道。为了均匀地扩散电池膨胀力，内凹结构优选相对于电池的水平中心面对称的形状。

与现有技术相比，本实用新型锂离子动力电池通过在电池外壳10上设置内凹结构，产生了以下有益的技术效果：

(1)增加了热扩散的面积，使电池温控更易进行，提高了电池的使用寿命。

(2)将电芯30使用过程中产生的膨胀力从电池中心位置分散至外周，提高了电池的安全性和可靠性。

(3)能够适应有凸出结构的电池模组结构，提高了电池模组的空间利用率，进而提高了能量体积比密度。

(4)便于在有特殊需要的环境中固定安装，且不易受到挤压或针刺等不安全因素的影响。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。