Z型叠片扣式锂离子电池.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010936537.4 (22)申请日 2020.09.08 (71)申请人 湖北允升科技工业园有限公司 地址 441309 湖北省随州市随县经济开发 区(随岳高速出口) (72)发明人 廖承刚李永钧应明华 (74)专利代理机构 连云港联创专利代理事务所 (特殊普通合伙) 32330 代理人 刘刚 (51)Int.Cl. H01M 10/0583(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/04(2006.01) (54)发明名称 一种Z型。

2、叠片扣式锂离子电池 (57)摘要 本发明涉及一种Z型叠片扣式锂离子电池， 包括壳体； 锂离子电池芯， 包括多片负极片和多 片正极片， 多片负极片和多片正极片上下交叉叠 合； 相邻两片负极片侧端连为一体， 以使多片负 极片呈 “Z” 字型迂回折叠， 且多片负极片外表面 包裹隔膜， 并形成一体化负极片/隔膜， 多片正极 片夹设于相邻两片负极片之间， 或相邻两片正极 片在侧端连为一体， 以使多片正极片呈 “Z” 字型 迂回折叠， 多片正极片外表面包裹隔膜， 并形成 一体化正极片/隔膜， 多片负极片夹设于相邻两 片正极片之间； 壳体内有电解液， 电解液与未包 裹隔膜的负极片或正极片接触， 负极片引出有。

3、负 极耳， 正极片引出有正极耳。 优点： 电芯空间利用 率高， 能量密度大， 导电性好。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 111900489 A 2020.11.06 CN 111900489 A 1.一种Z型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于， 包括： 壳体(1)， 所述壳体(1)具有正极导电端和负极导电端； 锂离子电池芯(2)， 所述锂离子电池芯(2)包括多片负极片(21)和多片正极片(22)， 多 片所述负极片(21)和多片所述正极片(22)上下交叉叠合； 相邻两片所述负极片(21)在侧端 连为一体， 以使多片所述负极片(21)在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且多片所述负极。

4、片(21) 外表面密封包裹有绝缘的隔膜(23)， 并形成一体化负极片/隔膜， 多片所述正极片(22)分别 夹设于相邻两片所述负极片(21)之间， 或相邻两片所述正极片(22)在侧端连为一体， 以使 多片所述正极片(22)在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且多片所述正极片(22)外表面密封包 裹有绝缘的隔膜(23)， 并形成一体化正极片/隔膜， 多片所述负极片(21)分别夹设于相邻两 片所述正极片(22)之间； 所述壳体(1)内填充有电解液， 所述电解液与未包裹所述隔膜(23)的所述负极片(21) 或正极片(22)电性接触， 所述负极片(21)引出设有与所述负极导电端连接的负极耳(211)， 。

5、所述正极片(22)引出设有与所述正极导电端连接的正极耳(221)。 2.根据权利要求1所述的一种Z型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于： 当所述负极片 (21)与隔膜(23)形成一体化负极片/隔膜时， 位于最上层的所述负极片(21)的端部引出设 有所述负极耳(211)； 或当所述正极片(22)与隔膜(23)形成一体化正极片/隔膜时， 位于最 下层的所述正极片(22)的端部引出设有所述正极耳(221)。 3.根据权利要求2所述的一种Z型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于： 当所述负极片 (21)与隔膜(23)形成一体化负极片/隔膜时， 相邻两片所述正极片(22)侧端连为一体， 以使 多片所述正极片(。

6、22)在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且位于最下层的所述正极片(22)的端 部引出设有所述正极耳(221)； 或当所述正极片(22)与隔膜(23)形成一体化正极片/隔膜 时， 相邻两片所述负极片(21)侧端连为一体， 以使多片所述正极片(22)在连接处呈 “Z” 字型 迂回折叠， 且位于最上层的所述负极片(21)的端部引出设有所述负极耳(211)。 4.根据权利要求1至3任一项所述的一种Z型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于： 所述壳 体(1)为圆柱状壳体， 相应的所述负极片(21)和正极片(22)均为直径相匹配的圆片， 所述锂 离子电池芯(2)为圆柱状构件。 5.根据权利要求4所述的一种Z。

7、型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于： 所述锂离子电池 芯(2)的圆柱直径为6mm-26mm， 高度为1.6mm-8mm。 6.根据权利要求4所述的一种Z型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于： 所述壳体(1)包括 圆筒状且上端敞口的下壳(11)和圆筒状的上壳(12)， 所述上壳(12)密封设置于所述下壳 (11)的上端敞口处， 所述下壳(11)和上壳(12)分别对应设有正极导电端和负极导电端。 7.根据权利要求6所述的一种Z型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于： 所述下壳(11)为 圆筒状的钢壳、 铝塑膜壳或塑料壳， 所述上壳(12)包括下端敞口的圆筒状的碗形壳体(121) 和套设于所述碗形壳体(1。

8、21)外部的密封圈(122)， 所述上壳(12)下端插入所述上壳(12)的 上端敞口内， 且所述密封圈(122)与所述下壳(11)的上端敞口内壁密封连接， 所述碗形壳体 (121)为导电的金属构件、 钢壳、 铝塑膜壳或塑料壳， 所述锂离子电池芯(2)为与所述壳体 (1)适配的圆柱状构件。 8.根据权利要求1至3任一项所述的一种Z型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于： 所述负 极片(21)包括石墨、 CMC、 导电剂、 SBR和铜集流体， 所述负极耳(211)为铜集流体、 镍带、 铜带 权利要求书 1/2 页 2 CN 111900489 A 2 或镀镍铜带。 9.根据权利要求8所述的一种Z型叠片。

9、扣式锂离子电池， 其特征在于： 所述隔膜(23)为 PP、 PE、 PP/PE复合膜、 无纺布隔膜或凝胶隔膜。 10.根据权利要求8所述的一种Z型叠片扣式锂离子电池， 其特征在于： 所述正极片(22) 包括正极材料、 PVDF、 导电剂和铝集流体， 其中， 上述正极材料为钴酸锂、 镍钴锰酸锂、 磷酸 铁锂、 锰酸锂的任意一种或多种的混合物， 上述导电剂材料为碳纳米管、 石墨烯、 导电炭黑、 导电石墨、 乙炔黑的任意一种或多种的混合物， 上述正极耳(221)为铝集流体、 铝带或铝镍 复合带。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111900489 A 3 一种Z型叠片扣式锂离子电池 技术领域 00。

10、01 本发明涉及锂离子电池技术领域， 特别涉及一种Z型叠片扣式锂离子电池。 背景技术 0002 近年来， 智能可穿戴设备快速发展， 为扣式锂离子电池提供了较大的市场需求。 扣 式锂离子电池广泛应用在电脑主板、 电子手表、 电子词典、 蓝牙耳机、 玩具等数码产品。 目前 扣式锂离子电池主要采用有两种制作方式： 1)叠片方式： 先将负极片、 隔膜、 正极片冲切成 圆形， 按照负极片隔膜正极片隔膜负极片的顺序依次层叠， 制作成叠片式 的电芯； 2)卷绕方式： 先将负极片、 隔膜、 正极片裁切成长条形， 按照隔膜负极片隔膜 正极片顺序， 通过卷绕机卷绕成圆柱形的电芯。 以上种方式都能确保正极片和负极片。

11、之间 有一层隔膜， 以阻断正极和负极直接相连而造成短路。 0003 实际上， 市面上扣式锂离子电池主要以这种方法为主， 以上制作方法各有优点， 但 缺点特别突出。 叠片方式的电芯空间利用率高， 能量密度大， 导电性好， 但加工制作比较繁 琐， 工序复杂， 效率太低， 电池成本太高。 卷绕方式制作过程简单方便， 便于生产， 但电芯空 间利用率低， 能量密度小， 导电性较差。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是提供一种Z型叠片扣式锂离子电池， 有效的克服了 现有技术的缺陷。 0005 本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 0006 一种Z型叠片扣式锂离子电池， 包括壳体， 上述壳体具。

12、有正极导电端和负极导电 端； 锂离子电池芯， 上述锂离子电池芯包括多片负极片和多片正极片， 多片上述负极片和多 片上述正极片上下交叉叠合； 相邻两片上述负极片在侧端连为一体， 以使多片上述负极片 在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且多片上述负极片外表面密封包裹有绝缘的隔膜， 并形成一 体化负极片/隔膜， 多片上述正极片分别夹设于相邻两片上述负极片之间， 或相邻两片上述 正极片在侧端连为一体， 以使多片上述正极片在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且多片上述正 极片外表面密封包裹有绝缘的隔膜， 并形成一体化正极片/隔膜， 多片上述负极片分别夹设 于相邻两片上述正极片之间； 上述壳体内填充有电解。

13、液， 上述电解液与未包裹上述隔膜的 上述负极片或正极片电性接触， 上述负极片引出设有与上述负极导电端连接的负极耳， 上 述正极片引出设有与上述正极导电端连接的正极耳。 0007 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0008 进一步， 当上述负极片与隔膜形成一体化负极片/隔膜时， 位于最上层的上述负极 片的端部引出设有上述负极耳； 或当上述正极片与隔膜形成一体化正极片/隔膜时， 位于最 下层的上述正极片的端部引出设有上述正极耳。 0009 进一步， 当上述负极片与隔膜形成一体化负极片/隔膜时， 相邻两片上述正极片侧 端连为一体， 以使多片上述正极片在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠。

14、， 且位于最下层的上述正极 说明书 1/4 页 4 CN 111900489 A 4 片的端部引出设有上述正极耳； 或当上述正极片与隔膜形成一体化正极片/隔膜时， 相邻两 片上述负极片侧端连为一体， 以使多片上述正极片在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且位于最 上层的上述负极片的端部引出设有上述负极耳。 0010 进一步， 上述壳体为圆柱状壳体， 相应的上述负极片和正极片均为直径相匹配的 圆片， 上述锂离子电池芯为圆柱状构件。 0011 进一步， 上述锂离子电池芯的圆柱直径为6mm-26mm， 高度为1.6mm-8mm。 0012 进一步， 上述壳体包括圆筒状且上端敞口的下壳和圆筒状的上壳，。

15、 上述上壳密封 设置于上述下壳的上端敞口处， 上述下壳和上壳分别对应设有正极导电端和负极导电端。 0013 进一步， 上述下壳为圆筒状的钢壳、 铝塑膜壳或塑料壳， 上述上壳包括下端敞口的 圆筒状的碗形壳体和套设于上述碗形壳体外部的密封圈， 上述上壳下端插入上述上壳的上 端敞口内， 且上述密封圈与上述下壳的上端敞口内壁密封连接， 上述碗形壳体为导电的金 属构件、 钢壳、 铝塑膜壳或塑料壳， 上述锂离子电池芯为与上述壳体适配的圆柱状构件。 0014 进一步， 上述负极片包括石墨、 CMC、 导电剂、 SBR和铜集流体， 上述负极耳为铜集流 体、 镍带、 铜带或镀镍铜带。 0015 进一步， 上述隔。

16、膜为PP、 PE、 PP/PE复合膜、 无纺布隔膜或凝胶隔膜。 0016 进一步， 上述正极片包括正极材料、 PVDF、 导电剂和铝集流体， 其中， 上述正极材料 为钴酸锂、 镍钴锰酸锂、 磷酸铁锂、 锰酸锂的任意一种或多种的混合物， 上述导电剂材料为 碳纳米管、 石墨烯、 导电炭黑、 导电石墨、 乙炔黑的任意一种或多种的混合物， 上述正极耳为 铝集流体、 铝带或铝镍复合带。 0017 本发明的有益效果是： 结构设计合理， 电芯空间利用率高， 能量密度大， 导电性好， 生产效率高。 附图说明 0018 图1为本发明的Z型叠片扣式锂离子电池的结构示意图； 0019 图2为本发明的Z型叠片扣式锂离。

17、子电池中锂离子电池芯的结构示意图； 0020 图3为本发明的Z型叠片扣式锂离子电池中一体化负极片/隔膜的生产结构示意 图； 0021 图4为本发明的Z型叠片扣式锂离子电池中一体化正极片/隔膜的生产结构示意 图； 0022 图5为本发明的Z型叠片扣式锂离子电池中带有正极耳的单片正极片的结构示意 图； 0023 图6为本发明的Z型叠片扣式锂离子电池中带有负极耳的单片负极片的结构示意 图。 0024 附图中， 各标号所代表的部件列表如下： 0025 1、 壳体； 2、 锂离子电池芯； 11、 下壳； 12、 上壳； 21、 负极片； 22、 正极片； 23、 隔膜； 121、 碗形壳体； 122、 。

18、密封圈； 211、 负极耳； 221、 正极耳。 具体实施方式 0026 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述， 所举实例只用于解释本发明， 并 说明书 2/4 页 5 CN 111900489 A 5 非用于限定本发明的范围。 0027 实施例一： 如图1、 2、 5所示， 本实施例的Z型叠片扣式锂离子电池包括壳体1， 上述 壳体1具有正极导电端和负极导电端； 锂离子电池芯2， 上述锂离子电池芯2包括多片负极片 21和多片正极片22， 多片上述负极片21和多片上述正极片22上下交叉叠合； 相邻两片上述 负极片21在侧端连为一体， 以使多片上述负极片21在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 。

19、且多片上 述负极片21外表面密封包裹有绝缘的隔膜23， 并形成一体化负极片/隔膜， 多片上述正极片 22分别夹设于相邻两片上述负极片21之间(每两片负极片21之间夹设一片正极片22)； 上述 壳体1内填充有电解液， 上述电解液与上述正极片22电性接触； 位于最上层的上述负极片21 的端部引出设有上述负极耳211， 任意一片上述正极片22引出设有与上述正极导电端连接 的正极耳221。 0028 实施例二： 如图1、 2所示， 本实施例的Z型叠片扣式锂离子电池包括壳体1， 上述壳 体1具有正极导电端和负极导电端； 锂离子电池芯2， 上述锂离子电池芯2包括多片负极片21 和多片正极片22， 多片上述。

20、负极片21和多片上述正极片22上下交叉叠合； 相邻两片上述负 极片21在侧端连为一体， 以使多片上述负极片21在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且多片上述 负极片21外表面密封包裹有绝缘的隔膜23， 并形成一体化负极片/隔膜， 多片上述正极片22 分别夹设于相邻两片上述负极片21之间(每两片负极片21之间夹设一片正极片22)； 上述壳 体1内填充有电解液， 上述电解液与上述正极片22电性接触； 相邻两片上述正极片22侧端连 为一体， 以使多片上述正极片22在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠并形成一体化正极片， 且位于 最下层的上述正极片22的端部引出设有上述正极耳221， 位于最下层的上述正极。

21、片22的端 部引出设有上述正极耳221。 0029 实施例三： 如图1、 2、 6所示， 本实施例的Z型叠片扣式锂离子电池包括壳体1， 上述 壳体1具有正极导电端和负极导电端； 锂离子电池芯2， 上述锂离子电池芯2包括多片负极片 21和多片正极片22， 多片上述负极片21和多片上述正极片22上下交叉叠合； 相邻两片上述 正极片22在侧端连为一体， 以使多片上述正极片22在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且多片上 述正极片22外表面密封包裹有绝缘的隔膜23， 并形成一体化正极片/隔膜， 多片上述负极片 21分别夹设于相邻两片上述正极片22之间(每两片正极片22之间夹设一片负极片21)； 上述 。

22、壳体1内填充有电解液， 上述电解液与上述负极片21电性接触； 任意一片上述负极片21引出 设有与上述负极导电端连接的负极耳211， 位于最下层的上述正极片22的端部引出设有上 述正极耳221。 0030 实施例四： 如图1、 2所示， 本实施例的Z型叠片扣式锂离子电池包括壳体1， 上述壳 体1具有正极导电端和负极导电端； 锂离子电池芯2， 上述锂离子电池芯2包括多片负极片21 和多片正极片22， 多片上述负极片21和多片上述正极片22上下交叉叠合； 相邻两片上述正 极片22在侧端连为一体， 以使多片上述正极片22在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠， 且多片上述 正极片22外表面密封包裹有绝缘的隔。

23、膜23， 并形成一体化正极片/隔膜， 多片上述负极片21 分别夹设于相邻两片上述正极片22之间(每两片正极片22之间夹设一片负极片21)； 上述壳 体1内填充有电解液， 上述电解液与上述负极片21电性接触； 相邻两片上述负极片21侧端连 为一体， 以使多片上述正极片22在连接处呈 “Z” 字型迂回折叠并形成一体化负极片， 且位于 最上层的上述负极片21的端部引出设有上述负极耳211， 位于最下层的上述正极片22的端 部引出设有上述正极耳221。 说明书 3/4 页 6 CN 111900489 A 6 0031 上述四个实施例中， 一体化负极片/隔膜或一体化正极片/隔膜制作过程中， 先将 一体。

24、化负极片或一体化正极片备好， 将其两面覆着隔膜23， 然后将两面的隔膜23多出一体 化负极片或一体化正极片的部位相互粘合固定， 以使一体化负极片或一体化正极片被隔膜 完全包裹形成完整密封的隔膜23袋， 紧紧包覆于一体化负极片或一体化正极片外部(如图3 和4所示)， 之后根据一体化负极片或一体化正极片的形状裁剪掉多余的隔膜23即可， 整个 锂离子电池结构设计合理， 电芯空间利用率高， 能量密度大， 导电性好， 生产效率高。 0032 在上述四个实施例的基础上， 本申请还包括以下优选的实施方式： 0033 作为一些优选的实施方式， 上述壳体1为圆柱状壳体， 相应的上述负极片21和正极 片22均为直。

25、径相匹配的圆片， 上述锂离子电池芯2为圆柱状构件。 0034 该实施方式中， 壳体1及锂离子电池芯2形状适配， 均为圆柱构件， 外形比较美观。 0035 更佳的， 上述锂离子电池芯2的圆柱直径为6mm-26mm， 高度为1.6mm-8mm。 0036 该实施方式中， 锂离子电池芯2的尺寸设计适配市面上各种领域的应用， 另外， 需 要说明的是： 电池的具体尺寸可以根据市场需要设计调整， 只要能够满足性能无影响， 安全 及良好的使用即可。 0037 更具体地， 上述壳体1包括圆筒状且上端敞口的下壳11和圆筒状的上壳12， 上述上 壳12密封设置于上述下壳11的上端敞口处， 上述下壳11和上壳12分。

26、别对应设有正极导电端 和负极导电端。 0038 该实施方式中， 一般地， 下壳11和上壳12相互远离的一端分别对应设为正极导电 端和负极导电端， 分体式壳体设计， 易于锂离子电池芯2的装配， 也就是易于整个电池的生 产制造。 0039 更进一步地， 上述下壳11为圆筒状的钢壳、 铝塑膜壳或塑料壳， 上述上壳12包括下 端敞口的圆筒状的碗形壳体121和套设于上述碗形壳体121外部的密封圈122， 上述上壳12 下端插入上述上壳12的上端敞口内， 且上述密封圈122与上述下壳11的上端敞口内壁密封 连接， 上述碗形壳体121为导电的金属构件、 钢壳、 铝塑膜壳或塑料壳， 上述锂离子电池芯2 为与上。

27、述壳体1适配的圆柱状构件。 0040 该实施方式中， 下壳11和上壳12选材合适， 易于生产， 二者之间装配简单、 快捷， 连 接处密封性较佳。 0041 优选的， 上述负极片21包括石墨、 CMC、 导电剂、 SBR和铜集流体， 上述负极耳211为 铜集流体、 镍带、 铜带或镀镍铜带。 0042 优选的， 上述隔膜23为PP、 PE、 PP/PE复合膜、 无纺布隔膜或凝胶隔膜。 0043 优选的， 上述正极片22包括正极材料、 PVDF、 导电剂和铝集流体， 其中， 上述正极材 料为钴酸锂、 镍钴锰酸锂、 磷酸铁锂、 锰酸锂的任意一种或多种的混合物， 上述导电剂材料 为碳纳米管、 石墨烯、 导电炭黑、 导电石墨、 乙炔黑的任意一种或多种的混合物， 上述正极耳 221为铝集流体、 铝带或铝镍复合带 0044 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和 原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 7 CN 111900489 A 7 图1 图2 说明书附图 1/3 页 8 CN 111900489 A 8 图3 图4 图5 说明书附图 2/3 页 9 CN 111900489 A 9 图6 说明书附图 3/3 页 10 CN 111900489 A 10 。