本實(shí)用新型涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)部串聯(lián)結(jié)構(gòu)的鋰電池。

背景技術(shù)：

鋰離子電池內(nèi)部主要由正極片、負(fù)極片和隔膜三大結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。目前鋰離子電池根據(jù)內(nèi)部正負(fù)極材料的不同，其電壓范圍多在2.0～4.35V。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，單個(gè)鋰離子電池電壓不能滿足需要，為了能夠適應(yīng)電壓較大的情況使用，需要將各單體鋰離子電池進(jìn)行外部串聯(lián)，相應(yīng)的增加了組裝成本。同時(shí)，串聯(lián)的鋰離子電池個(gè)體差異在使用過(guò)程中逐漸變大，影響整個(gè)電池組的性能。

因此，如何提出一種鋰離子電池，能夠在不增加外部電路的情況下提高鋰離子電池的輸出電壓，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提出一種鋰電池，能夠在不增加外部電路的條件下，提高了鋰離子電池的輸出電壓。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

提供一種鋰電池，包括一第一電芯以及一第二電芯，所述第一電芯與所述第二電芯堆疊并連接，所述第一電芯一側(cè)設(shè)置有第一正極片，另一側(cè)設(shè)置有第一負(fù)極片，所述第一正極片與第一負(fù)極片在所述第一電芯任一側(cè)面上的投影非重合；

所述第二電芯一側(cè)設(shè)置有第二負(fù)極片，所述第二負(fù)極片與所述第一正極片疊加以使所述第一電芯與所述第二電芯串聯(lián)連接，所述第二電芯另一側(cè)設(shè)置有第二正極片；或

所述第二電芯一側(cè)設(shè)置有第二正極片，所述第二正極片與所述第一負(fù)極片疊加以使所述第一電芯與所述第二電芯串聯(lián)連接，所述第二電芯另一側(cè)設(shè)置有第二負(fù)極片。

第一電芯與第二電芯通過(guò)第一正極片與第二負(fù)極片疊加串聯(lián)，進(jìn)而能夠增加鋰離子電池內(nèi)電壓，使鋰離子電池的標(biāo)稱電壓提高，該種電芯與電芯之間疊加增大鋰離子電池內(nèi)部電壓的結(jié)構(gòu)，無(wú)需外部電池管理系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部電芯進(jìn)行管理，同時(shí)內(nèi)部電芯相對(duì)于鋰離子電池為一整體，相對(duì)于多個(gè)單個(gè)鋰離子電池串聯(lián)增大電壓的方式，能夠使鋰離子電池保持內(nèi)部電芯的一致性。

同時(shí)疊加后的電芯能夠使鋰離子電池電壓成倍數(shù)增長(zhǎng)。

作為優(yōu)選，所述第一電芯與所述第二電芯之間還設(shè)置有不少于一片的第三電芯，所述第三電芯上設(shè)置有第三正極片和第三負(fù)極片，所述第三正極片與所述第三負(fù)極片位于所述第三電芯的同一側(cè)；

與所述第一電芯、第二電芯相接觸的第三電芯的第三正極片與所述第一負(fù)極片串聯(lián)連接，所述第三負(fù)極片與所述第一正極片串聯(lián)連接；或

與所述第一電芯、第二電芯相接觸的第三電芯的第三正極片與所述第二負(fù)極片串聯(lián)連接，所述第三負(fù)極片與所述第二正極片串聯(lián)連接。

該種疊加方式，能夠使第一電芯、第二電芯、第三電芯串聯(lián)，而非并聯(lián)，進(jìn)而能夠根據(jù)需要進(jìn)一步的增大單個(gè)鋰離子電池電壓。不需要再將單個(gè)鋰離子電池串聯(lián)增大電壓。

作為優(yōu)選，所述第三電芯的數(shù)量不少于兩個(gè)，且相鄰第三電芯的第三正極片與第三負(fù)極片串聯(lián)連接。

進(jìn)一步限定了存在多個(gè)第三電芯時(shí)，相鄰第三電芯的一第三正極片與一第三負(fù)極片串聯(lián)連接。

作為優(yōu)選，所述第一正極片的中心線與所述第一電芯的中心線重合，所述第二負(fù)極片與所述第二電芯的中心線重合。

該種結(jié)構(gòu)能夠保證第一正極片與第二負(fù)極片完成疊加，使二者能夠串聯(lián)，且疊加時(shí)更為方便。

作為優(yōu)選，所述第一負(fù)極片位于所述第一電芯一側(cè)的中上部，所述第二正極片位于所述第二電芯一側(cè)的中下部。

第一負(fù)極片位于第一電芯一側(cè)的中上部，第二正極片位于第二電芯的中下部，該種結(jié)構(gòu)能夠防止第一負(fù)極片與第二正極片之間疊加串聯(lián)從而導(dǎo)致第一電芯與第二電芯并聯(lián)而不能起到增加電壓的目的。

作為優(yōu)選，所述第一正極片、第一負(fù)極片、第二正極片、第二負(fù)極片、為矩形結(jié)構(gòu)，所述第一正極片體積大于所述第一負(fù)極片體積且等于所述第二負(fù)極片體積，所述第二正極片體積與所述第一負(fù)極片體積相同，所述第一正極片與所述第一負(fù)極片、第二正極片、第二負(fù)極片厚度均相同。

第一正極片、第一負(fù)極片、第二正極片、第二負(fù)極片、第三正極片、第三負(fù)極片均為矩形結(jié)構(gòu)能夠在鋰離子電池各個(gè)部件在組裝時(shí)更為方便，尤其是將第一電芯與第二電芯在疊加時(shí)三者疊加更為整齊。

作為優(yōu)選，所述第三正極片、第三負(fù)極片對(duì)稱設(shè)置。

第三正極片與第三負(fù)極片對(duì)稱設(shè)置，能夠在制造時(shí)使第一電芯、第二電芯上的正極片或負(fù)極片與第三正極片、第三負(fù)極片位置相同，進(jìn)而能夠使極片與極片之間接觸面積更大，保證二者之間串聯(lián)連接。防止相同電極極片相同造成電芯之間并聯(lián)，影響連接效果。

作為優(yōu)選，所述第一電芯、第一正極片、第一負(fù)極片為一體式結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述第二電芯、第二正極片、第二負(fù)極片為一體式結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述第三電芯、第三正極片、第三負(fù)極片為一體式結(jié)構(gòu)。

該種結(jié)構(gòu)能夠節(jié)省制造工藝步驟，同時(shí)能夠有效的防止電芯上缺失正極片或/和負(fù)極片，影響串聯(lián)效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型施例1提供的鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型施例1提供的第一電芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型施例1提供的第二電芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的第一電芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的第三電芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、第一電芯；11、第一正極片；12、第一負(fù)極片；2、第二電芯；21、第二正極片；22、第二負(fù)極片；3、第三電芯；31、第三正極片；32、第三負(fù)極片。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

如圖1-3所述，本實(shí)施例中提供了一種鋰電池，能夠根據(jù)需要使電芯疊加而用以增大鋰電池內(nèi)部標(biāo)稱電壓，無(wú)需將單個(gè)鋰電池之間連接增大電壓，其包括一第一電芯1以及一第二電芯2，所述第一電芯1一側(cè)設(shè)置有第一正極片11，另一側(cè)設(shè)置有第一負(fù)極片12，所述第一正極片11與第一負(fù)極片12在所述第一電芯1任一側(cè)面上的投影非重合，所述第二電芯2一側(cè)設(shè)置有第二負(fù)極片22與所述第一正極片11疊加使所述第一電芯1與所述第二電芯2串聯(lián)，另一側(cè)設(shè)置有第二正極片21。第一電芯與第二電芯通過(guò)第一正極片與第二負(fù)極片疊加串聯(lián)，進(jìn)而能夠增加鋰離子電池內(nèi)電壓，使鋰離子電池的標(biāo)稱電壓提高，該種電芯與電芯之間疊加增大鋰離子電池內(nèi)部電壓的結(jié)構(gòu)，無(wú)需外部電池管理系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部電芯進(jìn)行管理，同時(shí)內(nèi)部電芯相對(duì)于鋰離子電池為一整體，相對(duì)于多個(gè)單個(gè)鋰離子電池串聯(lián)增大電壓的方式，能夠使鋰離子電池保持內(nèi)部電芯的一致性。

當(dāng)然其他實(shí)施例中第二電芯2一側(cè)設(shè)置有第二正極片21，第二正極片21與第一負(fù)極片12疊加以使所述第一電芯1與第二電芯2串聯(lián)連接，第二電芯2另一側(cè)設(shè)置有第二負(fù)極片22。

如圖2、圖3所示，所述第一正極片11的中心線與所述第一電芯1的中心線重合，所述第二負(fù)極片22與所述第二電芯2的中心線重合。上述結(jié)構(gòu)能夠使第一電芯1與第二電芯2在疊加時(shí)對(duì)準(zhǔn)，防止二者產(chǎn)生偏移引起接觸不良。

所述第一負(fù)極片12位于所述第一電芯1一側(cè)的中上部，所述第二正極片21位于所述第二電芯2一側(cè)的中下部。上述結(jié)構(gòu)能夠防止第一電芯的第一負(fù)極片12與第二正極片21疊加導(dǎo)致第一電芯1與第二電芯2成為并聯(lián)進(jìn)而增大鋰離子電池的容量而非是增大電壓。

所述第一正極片11、第一負(fù)極片12、第二正極片21、第二負(fù)極片22為矩形結(jié)構(gòu)，矩形結(jié)構(gòu)能使第一電芯和第二電芯對(duì)齊，所述第一正極片11體積大于所述第一負(fù)極片12體積且等于所述第二負(fù)極片22體積，所述第二正極片21體積與所述第一負(fù)極片12體積相同。該種結(jié)構(gòu)能夠使各個(gè)極片在疊加時(shí)不會(huì)因?yàn)轶w積偏大或者偏小而導(dǎo)致二者疊加時(shí)串聯(lián)效果差或者產(chǎn)生無(wú)串聯(lián)的問(wèn)題。當(dāng)?shù)谝浑娦?和第二電芯2在疊加時(shí)，需要將第一電芯或者第二電芯翻轉(zhuǎn)，以使第一負(fù)極片和第二正極片疊加連接。其中第一正極片11與所述第一負(fù)極片、第二正極片21、第二負(fù)極片22厚度均相同。本實(shí)施例中厚度是指如圖1或2中電芯放置時(shí)，該電芯電極的高度。厚度相同時(shí)，二者導(dǎo)電均衡，不會(huì)出現(xiàn)延時(shí)等問(wèn)題。

為了能夠節(jié)省制造工藝步驟，同時(shí)能夠有效的防止電芯上缺失正極片或/和負(fù)極片，影響串聯(lián)效果。所述第一電芯1、第一正極片11、第一負(fù)極片12為一體式結(jié)構(gòu)。所述第二電芯2、第二正極片21、第二負(fù)極片22為一體式結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例提供的鋰電池可將目前單體電池(三元、鈷酸鋰體系)的標(biāo)稱電壓從3.7V提升到7.4V，磷酸鐵鋰體系單體電池由3.2V提升到6.4V。即如果原體系的標(biāo)稱電壓為V，采用本專利的新型結(jié)構(gòu)，可以將單體鋰離子電池的輸出電壓提升到2V。

采用本實(shí)施例中提供的鋰電池，可以通過(guò)增加內(nèi)部串聯(lián)電芯的個(gè)數(shù)，相應(yīng)的提高鋰離子電池的標(biāo)稱電壓。如串聯(lián)電芯個(gè)數(shù)為N,則鈷酸鋰、三元體系的鋰離子電池標(biāo)稱電壓將提高到3.7N，磷酸鐵鋰體系鋰離子電池標(biāo)稱電壓將提高到3.2N。

該鋰電池制造工藝包括：

攪拌-涂布-冷壓-分條-裁片-疊片-組裝-注液、化成分容，其中疊片時(shí)根據(jù)需要的電壓將第一電芯和第二電芯疊加。其中第一電芯1和第二電芯2相連接的部分可以通過(guò)焊接或者鉚接工藝實(shí)現(xiàn)，同時(shí)使用絕緣膠將連接部分進(jìn)行絕緣處理。

實(shí)施例2

如圖4-6所示，本實(shí)施例中提供的鋰電池包括一第一電芯1、一第二電芯2和不少于一個(gè)的第三電芯3，其中第三電芯3位于第一電芯1和第二電芯之間，第三電芯3上設(shè)置有第三正極片31和第三負(fù)極片32，第三正極片31與第三負(fù)極片32位于第三電芯3的同一側(cè)；與第一電芯1、第二電芯2相接觸的第三電芯3的第三正極片與第一負(fù)極片12串聯(lián)連接，所述第三負(fù)極片(32)與第一正極片11串聯(lián)連接。

當(dāng)然其他實(shí)施例中則為與第一電芯1、第二電芯2相接觸的第三電芯3的第三正極片與第二負(fù)極片22串聯(lián)連接，第三負(fù)極片32與第二正極片21串聯(lián)連接。

第三電芯3的數(shù)量根據(jù)需要添加。同時(shí)第一正極片11、第一負(fù)極片12、第二正極片21、第二負(fù)極片22、第三正極片31、第三負(fù)極片32為矩形結(jié)構(gòu)，所述第一正極片11體積大于所述第一負(fù)極片12體積且等于所述第二負(fù)極片22體積，第二正極片21體積與所述第一負(fù)極片12體積相同。所述第三正極片31、第三負(fù)極片32對(duì)稱設(shè)置。第一正極片、第一負(fù)極片、第二正極片、第二負(fù)極片、第三正極片、第三負(fù)極片均為矩形結(jié)構(gòu)能夠在鋰離子電池各個(gè)部件在組裝時(shí)更為方便，尤其是將第一電芯與第二電芯在疊加時(shí)三者疊加更為整齊。第三正極片與第三負(fù)極片對(duì)稱設(shè)置，能夠在制造時(shí)使第一電芯、第二電芯上的正極片或負(fù)極片與第三正極片、第三負(fù)極片位置相同，進(jìn)而能夠使極片與極片之間接觸面積更大，保證二者之間串聯(lián)連接。防止相同電極極片相同造成電芯之間并聯(lián)，影響連接效果。

當(dāng)?shù)谌娦?的數(shù)量為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)，相鄰第三電芯3的一第三正極片31與一第三負(fù)極片32串聯(lián)連接。例如，當(dāng)?shù)谌娦?的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，位于下方的第三電芯3的第三正極片31與位于上方的第三電芯3的第三負(fù)極片32相連接，或者是位于下方的第三電芯3的第三負(fù)極片32與位于上方的第三電芯3的第三正極片31相連接。進(jìn)而保證兩相鄰的第三電芯3為串聯(lián)而非并聯(lián)，進(jìn)而能夠保證電壓相應(yīng)的增大。

第一電芯1、第一正極片11、第一負(fù)極片12為一體式結(jié)構(gòu)。第二電芯2、第二正極片21、第二負(fù)極片22為一體式結(jié)構(gòu)。第三電芯3、第三正極片31、第三負(fù)極片32為一體式結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)能夠節(jié)省制造工藝步驟，同時(shí)能夠有效的防止電芯上缺失正極片或/和負(fù)極片，影響串聯(lián)效果。

如圖5所示，本實(shí)施例中第一電芯1的第一正極片和第一負(fù)極片均不設(shè)置在第一電芯的中心線上，第二電芯2的第二正極片和第二負(fù)極片均不設(shè)置在第二電芯的中心線上。與實(shí)施例1中提供的第一電芯、第二電芯結(jié)構(gòu)不同，當(dāng)然其他實(shí)施例中可以將實(shí)施例1中的第一電芯、第二電芯與本實(shí)施例中第三電芯組合形成新型的結(jié)構(gòu)。

注意，以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施方式的限制，上述實(shí)施方式和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。