CN102170020A - 一种中空夹层的锂离子动力电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于机动车的大功率锂离子动力电池，包括壳体、盖板和正负电极柱，由正极片、隔膜和负极片叠层构成的电池芯片安装于壳体中，正极片和负极片分别与正负电极柱连接，电池芯片中有中空夹层弹簧夹，该中空夹层弹簧夹由两个绝缘板和绝缘板中间的弹簧构成，中空夹层弹簧夹将所述电极芯片分隔成两个或两个以上的叠层单元，解决生产过程中干燥除湿和电池芯片出现气泡的难题，以及使用过程的散热问题，使电池具有良好的质量一致性和较长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池，具体是用于机动车的大功率锂离子动力电池。
背景技术
锂离子动力电池一般有外壳、盖板、电极柱和电池芯片构成，由正极片、隔膜和负极片叠层构成的电池芯片安装于壳体中，正极片和负极片分别与电极柱电连接，盖板与外壳之间应该无缝连接以防止电池液渗漏。由于锂离子动力电池需要较大的单体功率，电池芯片为一个实体，因此电池芯片需要较大的厚度，锂离子动力电池充电和放电的使用过程中，电池内部不断发热，在不能充分散热的情况下，电池使用寿命将大大缩短。
在锂离子动力电池生产过程中，在灌注电解液之前，应该对电池内部除水除湿，传统生产方法是采用真空炉进行高温烘烤，烘烤时间一般需要70小时，经冷却后仍然有少量水分湿气残留在电池内部，影响电池的质量及使用寿命。灌注电解液时，在电池开一个注液小孔，电解液从注液小孔注入电池，自上而下淋注在电极片的侧面表层，气泡难以上升除去，尽管成型后进行抽真空时电池中的气泡部分抽除后，但仍然有部分气泡残留在电极片上，使该部位无法吸收到电解液，也影响电池的质量及使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种良好的质量一致性和较长使用寿命的锂离子动力电池。
本发明的锂离子动力电池包括壳体、盖板和正负电极柱，由正极片、隔膜和负极片叠层构成的电池芯片安装于壳体中，正极片和负极片分别与正负电极柱连接，电池芯片中有中空夹层弹簧夹，该中空夹层弹簧夹由两个绝缘板和绝缘板中间的弹簧构成，中空夹层弹簧夹将所述电极芯片分隔成两个或两个以上的叠层单元。
上述壳体优选为双层铝壳体，其中内层铝壳体表面有氧化物绝缘层，外层铝壳体有机械冲压形成的凹凸花纹。
绝缘板优选为表面具有氧化物绝缘层的金属板，例如铝板，可使中空夹层弹簧夹具有优异的导热性能。
上述盖板上有安全阀，该安全阀包括连通电池内部的圆筒形孔洞，孔洞下部有凸环使该部位孔洞孔径缩小支撑压珠，孔洞上有盖板，孔洞中有压珠，弹簧位于压珠和盖板之间。
本发明在生产过程中，通过安全阀通入清洁干燥空气对电池内部的水分湿气进行置换清除，使干燥除湿时间缩减为10分钟左右，电解液通过安全阀淋注到电池内部，通过中空夹层弹簧夹直接淋注到电池底部，液位由底部逐步上升，使电极片和隔膜之间的空气上升排出，解决现有生产工艺中电极片和隔膜出现气泡的难题，采用铝壳作为电池外壳，使电池体积小，重量轻，通过中空夹层弹簧夹，把电池内部的电极片分隔成多个叠层，在充电放电过程中，电池内部的热量通过中空夹层弹簧夹和夹层中空气的导热作用迅速传递到铝外壳，从而得到较好的散热。
附图说明
图1是本发明一种实施方式外观图。
图2是A-A剖视图。
图3是B-B剖视图。
具体实施方式
如图所示的锂离子动力电池包括壳体1，盖板2和正电极柱3、负电极柱4，电池芯片5安装于壳体中。
壳体1包括双层铝壳，内层铝壳采用铝板材拉伸成型后，表面氧化形成绝缘层使其具备绝缘性能。外层铝壳是将铝板材进行软化处理后机械冲压拉伸成型，再冲压出凹凸花纹或线条14增强其强度并使其美观，还可在表面进行着色。盖板2通过激光焊接方式与外层铝壳焊接。
电池芯片5由正极片、隔膜和负极片按正极片—隔膜—负极片—隔膜—正极片的重复叠合方式叠合构成，正极片和负极片分别与正电极柱3、负电极柱4连接。电池芯片5分成两个或两个以上叠层单元，每个叠层单元之间有一中空夹层弹簧夹，使叠层单元之间形成一定的空间距离。中空夹层弹簧夹由两个金属板6、7和金属板6、7之间的若干弹簧8构成。金属板6、7优选使用铝板制成，其表面有氧化物绝缘层。
盖板2上有安全阀16，该安全阀16包括连通电池内部的圆筒形孔洞9，孔洞9下部有凸环10使该部位孔径缩小以便支撑压珠12，孔洞9上有盖板11，孔洞9中有压珠12，弹簧13位于压珠12和盖板11之间使压珠12受压封闭孔洞9，孔洞9上部或盖板11开有通气孔，孔洞9中还可以有适量油脂物质以防腐蚀并更好封闭压珠12与孔洞9间的缝隙。
在电池生产过程的干燥阶段，去除安全阀16上的盖板11、弹簧13和压珠12，可反复向电池内部注入清洁干燥空气，然后抽真空，利用纯净空气对电池内部残留的水分湿气进行清洗换置，使电池内部彻底除水除湿，可把电池内部除湿时间缩减为10分钟左右。
通过孔洞9向电池内部进行注入电解液，电解液从中空夹层弹簧夹的接缝进入电池底部，由底部向上慢慢浸灌渗透，电池芯片5中的空气具备了上升空间，利用超声振荡或机械振荡使电解液与电池极片产生良好的溶解融合作用，确保电池极片不出现气泡，保证了每个电池之间质量的一致性。
中空夹层弹簧夹可以有效增加电池的散热面，把电池内部的热量通过中空夹层弹簧夹和夹层中空气迅速传递到铝外壳，从而得到较好的散热，在电池内部压力上升时达到一定数值时，安全阀16的弹簧13受压，压珠12与孔洞9之间出现缝隙自动排气，防止电池整体或电池芯片变形损坏，提高电池的使用寿命。
Claims (5)
1.一种中空夹层的锂离子动力电池，包括壳体、盖板和正负电极柱，由正极片、隔膜和负极片叠层构成的电池芯片安装于壳体中，正极片和负极片分别与正负电极柱连接，其特征在于，所述电池芯片中有中空夹层弹簧夹，该中空夹层弹簧夹由两个绝缘板和绝缘板中间的弹簧构成，中空夹层弹簧夹将所述电极芯片分隔成两个或两个以上的叠层单元。
2.根据权利要求1所述锂离子动力电池，其特征在于，所述壳体为双层铝壳体，其中内层铝壳体表面有氧化物绝缘层，外层铝壳体有机械冲压形成的凹凸花纹。
3.根据权利要求1所述锂离子动力电池，其特征在于，所述绝缘板为表面具有氧化物绝缘层的金属板。
4.根据权利要求3所述锂离子动力电池，其特征在于，所述金属板为铝板。
5.根据权利要求1所述锂离子动力电池，其特征在于，所述盖板上有安全阀，该安全阀包括连通电池内部的圆筒形孔洞，孔洞下部有凸环使该部位孔洞孔径缩小支撑压珠，孔洞上有盖板，孔洞中有压珠，弹簧位于压珠和盖板之间。
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