CN201017959Y - 能耐过充的动力新型锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能耐过充的动力新型锂离子电池，包括圆柱形电池壳，电池壳中设置极组，极组有正、负极片，正、负极片之间设置隔膜；极组的上下两端设置绝缘垫片，电池壳上端设置防爆盖帽，极组的正极片通过上极耳与防爆盖帽连接，极组的负极片通过下极耳与电池壳连接。本实用新型结构合理，在过充情况下不冒烟、不起火、不爆炸。

Description

能耐过充的动力新型锂离子电池

技术领域：

本实用新型涉及一种锂离子电池。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，电子产品发展迅猛，因而对其配套的电源提出了更高的要求。锂离子电池凭借其输出电压高、比能量大、自放电小、循环性能好等优点，市场占有率迅速上升，一跃成为目前世界电池市场风头最劲的电池产品。而动力型锂离子电池单支使用较少，一般都是以电池组的形式使用。电池组是两支或两支以上电池通过串联、并联或串并联混合组成。由于电池性能不可能完全一样，因此电池组在充放电过程中存在过充、过放的问题，从目前锂离子电池的质量来看，过充比过放危害更大。锂离子电池在正常电压范围内可以安全工作，但若发生超过设计电压、出现过充现象时，其性能就会变得不稳定：锂金属沉积在阳极形成锂枝晶，易形成内部短路，会产生大量热；阴极材料的不稳定使得电解液氧化，也会产生大量的热，这些都会发生燃烧、甚至爆炸现象，很不安全。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种在过充情况下不冒烟、不起火、不爆炸的能耐过充的动力新型锂离子电池。

本实用新型的技术解决方案是：

一种能耐过充的动力新型锂离子电池，包括圆柱形电池壳，其特征是：电池壳中设置极组，极组有正、负极片，正、负极片之间设置隔膜；极组的上下两端设置绝缘垫片，电池壳上端设置防爆盖帽，极组的正极片通过上极耳与防爆盖帽连接，极组的负极片通过下极耳与电池壳连接。

极组是按照隔膜、负极片、隔膜、正极片的叠合顺序，呈围绕一个圆心的同方向卷绕形式。防爆盖帽包括电池帽，电池帽下装具中央孔的铝环，铝环下装铝质球面状防爆片，铝质球面状防爆片通过激光焊与其下方的铝质底片连接。在防爆盖帽与电池壳之间设置聚丙烯密封圈。上、下极耳均有一条或多条，为镍带或铝镍复合带。上极耳与正极片之间通过超声焊连接，下极耳与负极片之间采用点焊连接。

本实用新型锂离子电池的正极材料是用一种镍钴锰酸锂、锰酸锂或磷酸铁锂中的一种或几种物质加粘结剂、导电剂、溶剂，均匀合浆后，连续涂布在金属铝箔两面，裁成一定尺寸的正极片。负极材料为中间相炭微球、天然石墨、天然改性石墨中的一种或几种加粘结剂、导电剂、溶剂均匀合浆后，连续涂布在金属铜箔两面，裁成一定尺寸的负极片。在充电过程中Li⁺从正极脱出，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极，保证负极的电荷平衡。放电时则相反，Li⁺从负极脱出，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态。使用本实用新型所述的锂离子电池，过充10V时不冒烟、不起火、不爆炸，过充时最高温度低于120℃，十分安全。

绝缘垫片由聚丙烯或聚乙烯组成。

本实用新型的功能电解液为1mol/L六氟磷酸锂，溶剂是EC+DMC、EC+DME、PC+DEC、PC+DMM、PC+DMP、BC+DME中的一种。

本实用新型结构合理，在过充情况下不冒烟、不起火、不爆炸。

附图说明：

图1是本实用新型一个实施例的结构示图。

图2是图1中绝缘垫片的结构示图。

具体实施方式：

一种能耐过充的动力新型锂离子电池，包括圆柱形电池壳1，电池壳1中设置极组，极组有正极片2、负极片4，正、负极片2、4之间设置隔膜3；极组的上下两端设置绝缘垫片11，电池壳1上端设置防爆盖帽，极组的正极片2通过上极耳8与防爆盖帽连接，极组的负极片4通过下极耳12与电池壳1连接。极组是按照隔膜、负极片、隔膜、正极片的叠合顺序，呈围绕一个圆心的同方向卷绕形式。防爆组合盖帽包括电池帽7，电池帽7下装具中央孔的铝环10，铝环10下装铝质球面状防爆片9，铝质球面状防爆片9通过激光焊与其下方的铝质底片5连接。在防爆盖帽与电池壳之间设置聚丙烯密封圈6。上、下极耳均有一条或多条，为镍带或铝镍复合带。上极耳与正极片之间通过超声焊连接，下极耳与负极片之间采用点焊连接。

正极片的制作方法：

将10g聚偏1，1-二氟乙烯溶解于400gN-甲基-2-吡咯烷二酮中，加入导电剂5g Super“P”和5g KS15，最后加入180g镍钴锰酸锂，经高速真空搅拌均匀后制成浆状的正极浆料。将正极浆料分别连续涂布在20μm厚的金属铝箔两面，在180℃下干燥除去溶剂N-甲基-2-吡咯烷二酮，电极带的厚度控制在160±10μm，将正极片裁成1000×56mm尺寸的正极片，在正极板的中间两面刮出10mm宽的极耳道，电极带经辊压后的厚度控制在12±5μm，然后在极耳道上面超声波焊接一条铝极耳，极耳道两面用绝缘胶带粘住。

负极片的制作方法：

将10g聚偏1，1-二氟乙烯溶解于800gN-甲基-2-吡咯烷二酮中，加入导电剂5g Super“P”，最后加入85gCMS，经高速真空搅拌均匀后制成浆状的负极浆料。将负极浆料分别连续涂布在12μm厚的金属铜箔表面上，在180℃下干燥除去溶剂N-甲基-2-吡咯烷二酮，电极带的厚度控制在150±10μm，将负电极切裁成1055×57mm尺寸的负极板，在负极板的两端刮出10mm宽的极耳道，电极带经辊压后的厚度控制在12±5μm，然后在极耳道上面点焊两条退火镍引线，极耳道两面用绝缘胶带粘住。

电池极组的制作方法：

将正、负电极片和PP-PE-PP复合隔膜按隔膜、负电极、隔膜、正电极的顺序排好，放置在卷绕机上，连续地环绕某一个方向线运动，卷绕成直径17.5mm高60mm的圆柱形极组。

电池装配方法：

在电池极组的两端各放置一圆形聚丙烯绝缘垫圈，将两负极末端引线重叠，装入18650电池壳内，用点焊方式点底，滚槽，用激光焊接正极极耳与盖帽。然后在含水份≤20ppm的手套箱中注入5.20±0.10g的六氟磷酸锂电解液，封口、墩封成18650电池。

电池的化成和安全性能测试：

使用新威专用电池测试仪对电池进行4.2V/0.1C慢速恒流充电、4.2V恒压充电，0.2C恒流放电循环化成2次。用擎天电池测试仪对电池进行1C过充电至10V的耐过充试验。

Claims (6)

1.一种能耐过充的动力新型锂离子电池，包括圆柱形电池壳，其特征是：电池壳中设置极组，极组有正、负极片，正、负极片之间设置隔膜；极组的上下两端设置绝缘垫片，电池壳上端设置防爆盖帽，极组的正极片通过上极耳与防爆盖帽连接，极组的负极片通过下极耳与电池壳连接。

2.根据权利要求1所述的能耐过充的动力新型锂离子电池，其特征是：极组是按照隔膜、负极片、隔膜、正极片的叠合顺序，呈围绕一个圆心的同方向卷绕形式。

3.根据权利要求1或2所述的能耐过充的动力新型锂离子电池，其特征是：防爆盖帽包括电池帽，电池帽下装具中央孔的铝环，铝环下装铝质球面状防爆片，铝质球面状防爆片通过激光焊与其下方的铝质底片连接。

4.根据权利要求3所述的能耐过充的动力新型锂离子电池，其特征是：在防爆盖帽与电池壳之间设置聚丙烯密封圈。

5.根据权利要求1或2所述的能耐过充的动力新型锂离子电池，其特征是：上、下极耳均有一条或多条，为镍带或铝镍复合带。

6.根据权利要求1或2所述的能耐过充的动力新型锂离子电池，其特征是：上极耳与正极片之间通过超声焊连接，下极耳与负极片之间采用点焊连接。

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