[發明專利]一種高比功率聚鋰電池多層正負極極耳輸出連接器

有效

• 申請號: 201210287936.8
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102779970A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 馬軍玲;王雪晴
• 申請（專利權）人: 廈門太和動力電源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/26
• 分類號: H01M2/26;H01M2/16
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發明涉及聚合物鋰離子電池的高輸出比功率大電流放電應用技術領域，特別與一種高比功率聚鋰電池多層正負極極耳輸出連接器有關。

背景技術

日益加重的能源與環境壓力使得發展高比功率能源電池成為行業發展的必然，對于中國這個石油資源匱乏的國家尤其重要，大力發展新能源是實現我國能源動力安全、環境保護以及中國汽車工業實現跨越式、可持續發展的需要。無論是電動車能源和特種裝備行業隨著技術進步對聚合物鋰離子電池的使用提出了更高的要求。

目前，國內外高能聚合物鋰離子電池的使用中，該類電池與電池組在高輸出比功率大電流技術條件下工作，普遍存在由于是聚合物鋰離子電池大部份是固態（或液固中間相）電解液界面，傳導率低，其極化現象嚴重。而傳統制造工藝中正負輸出單一極耳金屬導電片厚度的設置是有嚴格限制的，因為連接器金屬導電片太厚就無法與單體電池內部極片組的總正和總負集流體進行超聲波焊接，從而形成了由于正負輸出極耳金屬片導電截面受限而造成高輸出比功率大電流技術條件下工作的電池在放電時，單體電池極耳金屬導電片截面單位額定電流密度低于輸出電流密度太多，而導致溫度急劇上升，電池單體內部的極化現象嚴重，由于電池整體溫度鏈傳導對電池活性材料表面形成的SEI膜也隨著循環次數的增加而逐步破壞，影響了電池的使用壽命。更嚴重的是由于電池內部的熱效應積累過快，給電池帶來由于熱失控平臺降低引發的安全隱患。

從電化學原理分析可知，大容量電池在高輸出比功率大電流放電條件下，放電倍率越高，由于導電截面面積不夠而引起電池內部的極化現象就越嚴重。過渡的極化導致電池內部局部電流密度過大，太大的電流密度使得電池中的活性材料（陰極）的性質發生改變甚至導致陰極材料晶格塌陷，從而使得不可逆容量增大，容量產生衰減。而且這種惡性循環，部分材料晶體的破壞會導致電池內部更為嚴重的極化現象，如此循環下去，電池性能也會加速下降。因此系統調整電池連接器正負極極耳金屬導電片內部的電流密度的分布，均衡電流密度的一致性，是改善電池高倍率放電性能和提高大容量電池循環性能的有效途徑。

在傳統傳統工藝制造高能聚合物鋰離子電池中，如圖1所示，在傳統傳統聚合物鋰離子電池的單個極片成分構成包括：一片銅集流體金屬薄片10、兩片鋁集流體金屬薄片20、兩片正極材料薄膜30、兩片20固態電解質隔膜40、兩片負極材料薄膜50。兩片鋁集流體金屬薄片20位于最外側，在每個鋁集流體金屬薄片20內側向內依次疊放一片正極材料薄膜30、一片20固態電解質隔膜40、一片負極材料薄膜50，在兩片負極材料薄膜50之間疊放一片銅集流體金屬薄片10。上述極片經過封裝后，形成如圖2所示的單片電池極片60，銅集流體金屬薄片10和鋁集流體金屬薄片20上引出部分封裝后分別形成正極極耳71和負極極耳72。

又參見圖3、圖4，單體電池組是由若干單片電池極片60疊放形成，所有單片電池極片60的同一極性的極耳成組壓合整形，然后輸出導電體80夾在整體極耳上焊接固定。再如圖5所示，輸出導電體80上焊接正負導電金屬片90，形成單體電池完整結構，最后如圖6所示，采用鋁塑包裝后形成聚合物鋰離子電池100。

由上述可知，在傳統聚合物鋰離子電池中，極耳輸出連接器是將全部極耳采用一個輸出導電體80夾固，由單片正負導電金屬片90接出，正負導電金屬片90內部的電流密度的分布不均，電流密度的一致性差。

鑒于此，本發明設計出一種高比功率聚鋰電池多層正負極極耳輸出連接器，本案由此產生。

發明內容

本發明目的是提供一種高比功率聚鋰電池多層正負極極耳輸出連接器，適合于高比功率工作狀況下聚合物鋰離子電池多層正負極極耳連接，能有效增大受限導電面積，在高輸出比功率工作負載技術條件下消除電池極化效應和熱效應積累，降低了高輸出比功率工作負載技術條件下單體電池極耳端部及整體的溫升，提高電池電壓工作平臺和高倍率大電流情況下電池的輸出有效容量。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：

一種高比功率聚鋰電池多層正負極極耳輸出連接器，包括高分子材料絕緣片和多個極耳金屬薄片；高分子材料絕緣片將極耳金屬薄片相隔固化成一輸出連接器整體。

所述的高分子材料絕緣片為PPC材料絕緣片。

所述的高分子材料絕緣片包括多層片體，每個片體與極耳金屬薄片間隔分布，置入固定工裝，熱壓合成為一整體結構。

所述的高分子材料絕緣片為一整體，極耳金屬薄片等間距排布后，高分子材料在定型模具中高壓注塑成型形成輸出連接器的整體結構。