CN102157751A

CN102157751A - 一种双向集流锂离子电池

Info

Publication number: CN102157751A
Application number: CN2011100611730A
Authority: CN
Inventors: 余建岳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2011-08-17

Abstract

本发明提供一种双向集流锂离子电池，包括带空腔的外壳及其上带引出端的壳盖，设于外壳空腔内的电解质以及相互叠加的正极、负极及正、负极之间的隔膜，其特征在于在正极的相对两侧分别设置导电集流铝箔，在负极的相对两侧分别设置导电集流铜箔，且叠加后的正极上的导电集流铝箔与负极上的导电集流铜箔相互错位。即通过设置在正、负电极的相对两侧的导电集流体，使正极、负极均实现了双向集流，改善集流效果，使锂离子的脱嵌更为均匀，提高电池质量和安全性，延长了电池寿命。

Description

一种双向集流锂离子电池

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种双向集流锂离子电池，属于动力电池技术领域。

背景技术

锂离子电池是一种能量密度大，平均输出电压高，输出功率大，自放电小，无记忆效应，工作温度范围宽（为-20℃～60℃），循环性能优越，可快速充放电，且充电效率高达100%，使用寿命长，不含有毒有害物质的绿色电池。它是以碳素材料作负极，以含锂的化合物作正极，并依靠锂离子在正、负极之间的往返嵌入、脱嵌以及插入或脱插，完成电池充电和放电工作的。即当对电池进行充电时，锂离子从电池的正极脱嵌，经电解液插入负极。由于电池的负极是呈层状结构的碳材料，其上有很多微孔，因而可使来自正极的锂离子插入到碳层的微孔中，插入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电（即人们使用电池的过程）时，插在负极碳层微孔中的锂离子脱插，经电解液又返回嵌入正极，返回嵌入正极的锂离子越多，放电容量越高。

现有的锂离子电池包括圆柱形的钢、铝、镀镍铁等外壳，以及外壳上的盖帽（也是电池的正负极引出端），盛于外壳中的有机电解液，置于电解液中的正极、负极及它们之间的隔膜，其中，正极是用活性物质如锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂或磷酸铁锂制成片状，其上的导电集流体使用厚度10--20微米的电解铝箔；负极是用活性物质如石墨、近似石墨结构的碳制成片状，其上的导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔；隔膜是一复合膜，其作用是在隔离电池正负极的同时，允许锂离子通过，而绝缘电子；有机电解液包括其中溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂以及聚合物胶状电解质。

但现有的锂离子电池因集流仅为单向，使充、放电不均衡，容易造成锂在负极上沉积不均匀，从而影响电池产品质量和安全性，降低电池使用寿命，尤其对使用在汽车、储能电池、电动工具及其它工业产品中的高容量大功率电池而言，其危害更大，因此，解决锂离子电池的集流问题，使充放电时锂离子脱嵌均匀化尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向集流锂离子电池，以从根本上解决因集流体不合理，充、放电不均衡，而影响电池产品质量，降低电池使用寿命的问题。

本发明提供这样一种双向集流锂离子电池，包括带空腔的外壳及其上带引出端的壳盖，设于外壳空腔内的电解质以及相互叠加的正极、负极及正、负极之间的隔膜，其特征在于在正极的相对两侧分别设置导电集流铝箔，在负极的相对两侧分别设置导电集流铜箔，且叠加后的正极上的导电集流铝箔与负极上的导电集流铜箔相互错位，以实现双向集流，均衡充、放电，延长电池使用寿命。

所述导电集流铝箔在正极的相对两侧为整片设置，或者为间隔设置，且在导电集流铝箔上设通孔，导电集流棒穿过该通孔延伸至壳盖外成为正极引出端。

所述导电集流铜箔在负极的相对两侧为整片设置，或者为间隔设置，且在导电集流铜箔上设通孔，导电集流棒穿过该通孔延伸至壳盖外成为负极引出端。

所述相互叠加的正极、负极以及正、负极之间的隔膜构成矩形柱体。

本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，即通过设置在正、负电极的相对两侧的导电集流体，使正极、负极均实现了双向集流，改善集流效果，使锂离子的脱嵌更为均匀，提高电池质量和安全性，延长了电池寿命。

附图说明

图1为本发明之结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明另一结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述，但本发明之内容并不局限于此。

本发明提供的是这样一种双向集流锂离子电池，包括带空腔1的外壳2及其上带引出端9的壳盖8，设于外壳2空腔1内的电解质以及相互叠加的正极3、负极4及正、负极之间的隔膜5，在正极3的相对两侧分别设置导电集流铝箔6，在负极4的相对两侧分别设置导电集流铜箔14，且叠加后的正极3上的导电集流铝箔6与负极4上的导电集流铜箔14相互错位，以实现双向集流，外壳2上部连接有真空管11，真空管11与常规真空机组相连，使空腔1内形成真空，外壳2空腔1内设有控温管12，控温管12与常规制冷机相连，使空腔1内保持适宜温度，10为减压排气阀，如图1、图2。

导电集流铝箔6在正极3的相对两侧为整片设置，导电集流铜箔14在负极4的相对两侧为整片设置，导电集流铝箔6和导电集流铜箔14上均设有通孔15，以便导电集流棒7穿过叠架成柱的通孔15，延伸至壳盖8外成为正、负极引出端9，如图2。

导电集流铝箔6在正极3的相对两侧为间隔设置，导电集流铜箔14在负极4的相对两侧为间隔设置，且在导电集流铝箔6和导电集流铜箔14上均设有通孔15，以便导电集流棒7穿过叠架成柱的通孔15，延伸至壳盖8外成为正、负极引出端9，如图3。

Claims

1.一种双向集流锂离子电池，包括带空腔的外壳及其上带引出端的壳盖，设于外壳空腔内的电解质以及相互叠加的正极、负极及正、负极之间的隔膜，其特征在于在正极的相对两侧分别设置导电集流铝箔，在负极的相对两侧分别设置导电集流铜箔，且叠加后的正极上的导电集流铝箔与负极上的导电集流铜箔相互错位。

2.根据权利要求1所述的双向集流锂离子电池，其特征在于所述导电集流铝箔在正极的相对两侧为整片设置，或者为间隔设置，且在导电集流铝箔上设通孔，导电集流棒穿过该通孔延伸至壳盖外成为正极引出端。

3.根据权利要求1所述的双向集流锂离子电池，其特征在于所述导电集流铜箔在负极的相对两侧为整片设置，或者为间隔设置，且在导电集流铜箔上设通孔，导电集流棒穿过该通孔延伸至壳盖外成为正极引出端。

4.根据权利要求1所述的双向集流锂离子电池，其特征在于所述相互叠加的正极、负极以及正、负极之间的隔膜构成矩形柱体。