CN102881948B - 一种方形锂离子电池及加工方法 - Google Patents
一种方形锂离子电池及加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102881948B CN102881948B CN201210382758.7A CN201210382758A CN102881948B CN 102881948 B CN102881948 B CN 102881948B CN 201210382758 A CN201210382758 A CN 201210382758A CN 102881948 B CN102881948 B CN 102881948B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core
- negative
- collector
- lithium ion
- positive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 48
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 37
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 29
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 19
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 18
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 16
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 14
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 13
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 13
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 12
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 12
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 10
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 10
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical class CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000007888 film coating Substances 0.000 claims description 3
- 238000009501 film coating Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 12
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005213 imbibition Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001467 acupuncture Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明属于锂离子电池领域，特别是中小容量的方形锂离子电池。其技术方案是：一种方形锂离子电池，是由长方形壳体、盖板和卷芯组成，盖板是由正极集流柱、负极集流柱、防爆阀和绝缘片组成；卷芯置于壳体内，卷芯的正极耳、负极耳分别通过正极集流体、负极集流体与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接；卷芯由多个同规格的卷芯单元组成，多个卷芯单元外部由卷芯辅助模块夹持排列固定后置于壳体内。本发明的方形锂离子电池，采取圆柱卷绕式卷芯，极片间隙和松紧度均匀，生产效率高；卷芯辅助模块能够支撑和保护卷芯，提升了一种新型方形电池的机械强度和安全性。增加卷芯单元的个数可以增加电池的容量。正负极集流体与壳体不接触，电池壳体不带电，提高了使用的安全性。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，特别是中小容量的方形锂离子电池。
技术背景
锂离子电池以其高电压、高能量密度、良好的循环性能等优点越来越多地应用到了储能和动力等领域。目前常见的金属壳体的锂离子电池主要有圆柱电池和方形电池两大类。
圆柱电池的电芯采取卷绕式进行生产。卷绕式的优点主要有：（1）卷绕式工艺成熟稳定，成本低，生产效率高。（2）极片间隙均匀，一致性好。（3）极片曲率半径大，极片不易掉料。这些优点使卷绕工艺得到了广泛的应用。如常见的18650、26650等圆柱电池就采取卷绕工艺。但是卷绕工艺也有其局限性，比如容量不能做大，原因是当极片过长时卷绕难度增大、卷芯对齐度下降等不利因素出现。
方形电池主要分为两种：方形卷绕式和方形叠片式。方形电池的优点是容量较大，但是与圆柱卷绕式电池相比方形电池也有其缺点：（1）方形卷绕式的卷芯曲率半径各部位不同导致极片间隙不均匀，在卷芯曲率半径小处，极片间隙小，容易掉料。这种不一致性会影响电池性能的发挥。（2）方形叠片式的缺点在于工艺复杂，生产成本高、效率低。
电池隔膜是指在电池正极和负极之间一层隔膜材料，是电池中非常关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响，其主要作用是：隔离正、负极并使电池的电子不能自由穿过，让电解液中的离子在正负极之间自由通过。电池隔膜的的离子传导能力直接关系到电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作用。目前的电池所用的常规隔膜通常是采用聚乙烯、聚丙烯制备，在实际使用中存在绝缘效果不佳易短路、离子扩散不理想并且强度较差的缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种结合了圆柱电池和方形电池的优点的新型方形电池。
其技术方案是：一种方形锂离子电池，是由长方形壳体、盖板和卷芯组成，盖板是由正极集流柱、负极集流柱、防爆阀和绝缘片组成；卷芯置于壳体内，卷芯的正极耳、负极耳分别通过正极集流体、负极集流体与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接；卷芯为多个同规格的卷芯单元组成，多个卷芯单元外部由卷芯辅助模块夹持排列固定后置于壳体内。
上述方案还包括：所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的轴向对合组成的长方形整体结构，其外部与长方形的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的柱形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽。
所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合组成的长方形整体结构，其外部与长方形的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的弧形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽。两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合方式包括上、下对合结构和左、右对合结构。
对合后的卷芯辅助模块在与圆柱形卷芯两端的正极耳、负极耳的结合部分别设置正极集流体、负极集流体，每个卷芯单元的正极耳、负极耳均对应连接在正极集流体、负极集流体上，正极集流体、负极集流体分别插接固定在卷芯辅助模块对应的端部。
正极集流体、负极集流体分别与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接，并在其连接部位之间设置集流体隔离模块。集流体隔离模块是中间带孔的卡槽结构。
所述的卷芯中的隔膜的组成如下：以聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜为基体，在基体表面涂敷由聚合物胶体材料和无机填料组成的涂层；所述的聚合物胶体材料是由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物；所述的无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化二铝、二氧化硅的一种或其混合物组成。
所述的聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜基体选用聚丙烯微孔薄膜或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔隔膜；所述的无机填料粒度是50nm-200nm；所述隔膜涂层厚度为1-5μm；经过涂聚合物胶体材料和无机填料处理的隔膜孔隙率在30%-50%之间；所述隔膜涂层厚度优选为2-3μm。所述无机填料的重量占涂层聚合物胶体材料重量的30%-100%。
聚合物胶体材料中的聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物占总体聚合物胶体材料重量的40%-70%；聚丙烯腈占总体聚合物胶体材料重量的5%-20%；聚甲基丙烯酸甲酯占总体聚合物胶体材料重量的10%-40%；聚合物胶体材料所用溶剂选自下列溶剂的一种或几种：丁酮、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙醇、碳酸二乙酯、丁醇。
按照前述的方形锂离子电池的加工方法包括如下步骤：
（1）将卷芯单元的正、负极耳采用超声波焊接的形式焊接到正、负极集流体上，其中正极集流体为铝带，负极集流体为铜带或镍带；
（2）将卷芯与正、负极集流体置入两块卷芯辅助模块内，正、负极集流体从卷芯辅助模块卡槽内引出；
（3）将两块卷芯辅助模块的凸柱和凹槽对位后连接，将卷芯、卷芯辅助模块装配到一起；
（4）再将卷芯模块的集流体隔离模块卡入卷芯辅助模块对应的开口处，保护正负极集流体不与卷芯接触；
（5）将装配好的卷芯置入壳体内；
（6）将正负极集流体采取激光焊接或超声波焊接的形式焊接到盖板上的正极集流柱和负极集流柱上；
（7）将盖板与壳体用激光焊接进行封闭；
（8）最后对电池进行注液、化成。
本发明的方形锂离子电池，采用的是圆柱卷绕式的卷芯单元组合，具有圆柱卷绕式电芯的优点，同时卷芯单元的组合突破了圆柱卷绕式电池容量的瓶颈。其中：卷芯是由若干个卷芯单元组合而成，每个卷芯单元都完全相同，都采取的是圆柱卷绕式结构，增加卷芯单元的个数可以增加方形电池的容量；卷芯辅助模块有效地保护和支撑了卷芯，对所用的金属外壳厚度要求降低；正极集流体和负极集流体通过盖板的绝缘片和盖板隔离，通过集流体隔离模块和卷芯隔离，这样能够保证外壳不带电，提高电池的使用安全性。同时本发明的方形电池用隔膜为凝胶聚合物电解质膜，其采用以聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物电解质胶体为基质，加入聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、无机纳米级粉体材料提高胶体的吸液能力、离子导电能力，采用聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜为聚合物胶体的基体，解决了聚合物电解质胶体薄膜机械强度难控制的问题。本发明调整聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的含量提高隔膜表面聚合物胶体粘结性能和聚合物非结晶物质含量，加入聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、无机纳米级粉体材料提高胶体的吸液能力、离子导电能力。综上本隔膜提高了电池的耐短路、耐针刺、抗冲击、抗挤压能力，进而提高和改善了锂离子电池的安全性能。
附图说明
图1为一种新型方形锂离子电池的整体示意图。
图2为一种沿轴向对合的卷芯辅助模块三视图，图2a为左视图，图2b为主视图，图2c为俯视图。
图3为另一种沿卷芯外周边左右对合的卷芯辅助模块装配图。
图4为集流体隔离模块4的三视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种方形锂离子电池，是由壳体10、盖板1组成长方体外包装；在盖板1上设有正极集流柱和负极集流柱2、防爆孔3（兼顾注液口）、绝缘片5；在壳体10内部设置卷芯辅助模块（6或6’）和卷芯8，卷芯8的正负极耳7分别连接在正负极集流体11后与正负极集流柱2连接。其中：
壳体10材质为铝壳，厚度为0.25-0.5mm。
盖板1中的正极集流柱和负极集流柱2长度较短，可以减小电池的空间尺寸。绝缘片作用是将盖板和正、负极集流体隔离开来。
卷芯8是由若干个卷芯单元组合而成，每个卷芯单元都完全相同，都采取的是圆柱卷绕式工艺制作。圆柱卷绕式工艺成熟稳定，能够有效地保证电池性能和质量。增加卷芯单元的个数可以增加方形电池的容量。优选的是，卷芯单元的个数以2到4个为最佳。
卷芯辅助模块，按照结构不同可以分为两种,一种为沿卷芯轴向对合的结构,如图2所示。另一种为沿卷芯外周边对合的左右或上下结构，如图3所示。按照保护卷芯单元的个数不同分为两种,一种为单个卷芯保护,另一种为多个卷芯保护。本实施例优选图2和图3所示卷芯辅助模块6和6’进行说明。
图2所示卷芯辅助模块是由两块相同的卷芯辅助模块6沿卷芯的轴向对合组成。该模块的作用为(1) 保护和支撑卷芯。（2）辅助电解液浸润卷芯。卷芯辅助模块为PP材质，加入阻燃剂和玻璃纤维，提高安全性能和机械强度，能够有效地保护和支撑电芯。卷芯辅助模块6的对合面设置有凸柱6-2和凹槽6-1。凸柱6-2和凹槽6-1插接配合实现对接后将卷芯8固定在其中。在卷芯辅助模块6的外侧立边上预设一凹槽6-3，作为正极集流体和负极集流体插接和引出卷芯极耳的通道。在卷芯辅助模块6上还设有条形孔槽6-4（即图1中的9），是电解液浸润卷芯的通道。在卷芯辅助模块6内部预制有弧形槽，用于圆柱形卷芯单元的装配和固定。
图3所示的卷芯辅助模块是由两块相同的卷芯辅助模块6’沿卷芯的外周边左右对合组成。其结构和连接方式与卷芯辅助模块6的方式类似。
参照图4，集流体隔离模块4，是由中间带孔的卡槽组成，其作用是：将卷芯的正极集流体和负极集流体与卷芯隔离开来。中间的小孔，是电解液浸润卷芯的通道。
上述实施例的方形锂离子电池的装配步骤为。
1.将卷芯单元的正极耳采用超声波焊接的形式焊接到正极集流体上。优选的是，正极集流体为铝带。
2.将卷芯单元的负极耳采用超声波焊接的形式焊接到负极集流体上。优选的是，负极集流体为铜带或镍带。
3.将卷芯与正负极集流体置入两块卷芯辅助模块内，正负极集流体从卷芯辅助模块的卡槽内引出。
4.将两块卷芯辅助模块的凸柱和凹槽对位后连接，将卷芯、卷芯辅助模块装配到一起。
5.再将卷芯模块的集流体隔离模块卡入卷芯辅助模块对应的开口处，保护正负极集流体不与卷芯接触。
6.将装配好的卷芯置入壳体内。
7.将正负极集流体采取激光焊接或超声波焊接的形式焊接到盖板的正极集流柱和负极集流柱上。
8.将盖板与壳体用激光焊接进行焊接。
9.最后对电池进行注液、化成。
以下提供本发明中卷芯所采用的隔膜制备的几个典型实施例。
实施例2
将3000g聚偏氟乙烯、6000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到50000g丙酮、2000g乙酸乙酯、1000g乙醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入2500g三氧化二铝、2500g二氧化硅进行搅拌分散，制得粘稠状浆体。用涂敷设备将制备的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯微孔薄膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例3
将3000g聚偏氟乙烯、3000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、4500g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到15000g丙酮、15000g四氢呋喃、2000g乙酸乙酯、1000g乙醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入5000g三氧化二铝进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例4
将4000g聚偏氟乙烯、6000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到50000g N-甲基吡咯烷酮、2000g乙酸乙酯、1000g乙醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入6000g三氧化二铝进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例5
将4000g聚偏氟乙烯、6000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到25000g丁酮、25000g四氢呋喃、1000g碳酸二乙酯、1000g乙酸乙酯、1000g丁醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入3500g三氧化二铝、2500g二氧化硅进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例6
将5000g聚偏氟乙烯、4000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到25000g丁酮、25000g四氢呋喃、1000g碳酸二乙酯、1000g乙酸乙酯、1000g丁醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入6500g二氧化硅进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例7
将3000g聚偏氟乙烯、6000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到50000g N-甲基吡咯烷酮、1000g碳酸二乙酯、1000g乙酸乙酯、1000g丁醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入7500g三氧化二铝进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
对于所公开的实施例的上述说明，仅为本发明较佳的实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡是依照本发明申请专利范围内的内容作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (5)
1.一种方形锂离子电池，是由壳体、盖板和卷芯组成，盖板是由正极集流柱、负极集流柱、防爆阀和绝缘片组成；卷芯置于壳体内，卷芯的正极耳、负极耳分别通过正极集流体、负极集流体与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接，其特征在于：壳体呈长方体空腔结构；卷芯为多个同规格的卷芯单元组成，多个卷芯单元外部由卷芯辅助模块夹持排列固定后置于壳体内；所述的卷芯中的隔膜的组成如下：以聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜为基体，在基体表面涂敷由聚合物胶体材料和无机填料组成的涂层；所述的聚合物胶体材料是由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物；所述的无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化二铝、二氧化硅的一种或其混合物组成；所述的聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜基体选用聚丙烯微孔薄膜或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔隔膜；所述的无机填料粒度是50nm-200nm；所述隔膜涂层厚度为1-5μm；经过涂聚合物胶体材料和无机填料处理的隔膜孔隙率在30%-50%之间；无机填料的重量占涂层聚合物胶体材料重量的30%-100%；聚合物胶体材料中的聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物占总体聚合物胶体材料重量的40%-70%；聚丙烯腈占总体聚合物胶体材料重量的5%-20%；聚甲基丙烯酸甲酯占总体聚合物胶体材料重量的10%-40%；聚合物胶体材料所用溶剂选自下列溶剂的一种或几种：丁酮、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙醇、碳酸二乙酯、丁醇。
2.根据权利要求1所述的方形锂离子电池，其特征在于：所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的轴向对合组成的长方体结构，其外部与长方体的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的柱形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽。
3.根据权利要求1所述的方形锂离子电池，其特征在于：所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合组成的长方体结构，其外部与长方体的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的弧形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽；两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合方式包括上、下对合结构和左、右对合结构。
4.根据权利要求2或3所述的方形锂离子电池，其特征在于：对合后的卷芯辅助模块在与圆柱形卷芯两端的正极耳、负极耳的结合部分别设置正极集流体、负极集流体，每个卷芯单元的正极耳、负极耳均对应连接在正极集流体、负极集流体上，正极集流体、负极集流体分别插接固定在卷芯辅助模块对应的端部；正极集流体、负极集流体分别与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接，并在其连接部位之间设置集流体隔离模块；集流体隔离模块是中间带孔的卡槽结构。
5.按照权利要求4所述的方形锂离子电池的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将卷芯单元的正、负极耳采用超声波焊接的形式焊接到正、负极集流体上，其中正极集流体为铝带，负极集流体为铜带或镍带；
（2）将卷芯与正、负极集流体置入两块卷芯辅助模块内，正、负极集流体从卷芯辅助模块卡槽内引出；
（3）将两块卷芯辅助模块的凸柱和凹槽对位后连接，将卷芯、卷芯辅助模块装配到一起；
（4）再将卷芯辅助模块的集流体隔离模块卡入卷芯辅助模块对应的开口处，保护正负极集流体不与卷芯接触；
（5）将装配好的卷芯置入壳体内；
（6）将正负极集流体采取激光焊接或超声波焊接的形式焊接到盖板上的正极集流柱和负极集流柱上；
(7)将盖板与壳体用激光焊接进行封闭；
（8）最后对电池进行注液、化成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210382758.7A CN102881948B (zh) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | 一种方形锂离子电池及加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210382758.7A CN102881948B (zh) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | 一种方形锂离子电池及加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102881948A CN102881948A (zh) | 2013-01-16 |
| CN102881948B true CN102881948B (zh) | 2015-03-11 |
Family
ID=47483190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210382758.7A Expired - Fee Related CN102881948B (zh) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | 一种方形锂离子电池及加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102881948B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6264196B2 (ja) * | 2014-05-30 | 2018-01-24 | 三洋電機株式会社 | 角形二次電池 |
| CN108198968A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-22 | 广东微电新能源有限公司 | 用于电池的帽盖组件以及电池 |
| CN108598354A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-09-28 | 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 | 一种多极耳电芯、多端子电池、电池模组及其制备方法 |
| CN114243092B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-20 | 上海瑞浦青创新能源有限公司 | 一种方形锂离子电池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201663201U (zh) * | 2010-03-24 | 2010-12-01 | 微宏动力系统（湖州）有限公司 | 多卷芯组合电池 |
| CN102299286A (zh) * | 2011-08-01 | 2011-12-28 | 华为技术有限公司 | 电池隔膜及其制备方法与锂离子电池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101552359A (zh) * | 2009-05-12 | 2009-10-07 | 湖南大学 | 一种用于锂离子电池的微纳多孔结构聚合物电解质膜及其制造方法 |
| JP2011249225A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 蓄電池モジュール |
-
2012
- 2012-10-11 CN CN201210382758.7A patent/CN102881948B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201663201U (zh) * | 2010-03-24 | 2010-12-01 | 微宏动力系统（湖州）有限公司 | 多卷芯组合电池 |
| CN102299286A (zh) * | 2011-08-01 | 2011-12-28 | 华为技术有限公司 | 电池隔膜及其制备方法与锂离子电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102881948A (zh) | 2013-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101908643B (zh) | 一种动力锂离子电池及其制作方法 | |
| CN102881948B (zh) | 一种方形锂离子电池及加工方法 | |
| CN105977507A (zh) | 一种圆柱型锂一次电池及其制备方法 | |
| CN206961931U (zh) | 一种圆柱形电池结构 | |
| CN102856582A (zh) | 一种锰酸锂铝壳方形电池及制备方法 | |
| CN105742721A (zh) | 一种高能比、低内阻的圆柱锂离子电池 | |
| CN102856580B (zh) | 一种磷酸铁锂软包电池及其制备方法 | |
| CN202434660U (zh) | 一种锂离子电池极芯及锂离子电池 | |
| CN103545473A (zh) | 制备一体化锂电池极板隔膜的装置及方法 | |
| CN102956848B (zh) | 一种磷酸铁锂塑料壳体圆柱电池及其制备方法 | |
| US20060105244A1 (en) | Lithium based electrochemical devices having a ceramic separator glued therein by an ion conductive adhesive | |
| CN102447133B (zh) | 一种车用锂离子动力电池 | |
| KR20180113417A (ko) | 리튬 이차전지의 제조방법 | |
| CN107069076A (zh) | 一种高安全性高功率锂离子电池 | |
| CN109037761A (zh) | 一种方形铝壳锂离子电池及装配方法 | |
| CN113299879A (zh) | 软包方形电池电极结构、电池、电子设备及制备工艺 | |
| CN111509150B (zh) | 一种锂离子电池的电芯结构 | |
| JPH03116661A (ja) | 固体電解質集合電池 | |
| CN204991877U (zh) | 一种多极耳锂离子动力电池 | |
| CN111640978A (zh) | 一种锂离子电池及其制备方法和用途 | |
| CN102856581A (zh) | 一种磷酸铁锂铝壳方形电池及制备方法 | |
| CN202275884U (zh) | 一种方形叠片式软包装锂离子电池 | |
| CN211605334U (zh) | 一种高安全圆柱形锂离子电池 | |
| CN105470583B (zh) | 一种动力锂离子电芯的制备方法 | |
| CN102956925B (zh) | 一种锰酸锂塑料壳体圆柱电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180103 Address after: Room 411, Jijia building, East Road, Dazhong temple, Haidian District, Beijing Patentee after: Beijing Heheng Zhiquan Technology Co.,Ltd. Address before: 257000 new hatching building (B building), room 228, Dongying economic and Technological Development Zone, Dongying, Shandong Patentee before: SHANDONG TIANYANG NEW ENERGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180802 Address after: 257000 No. 1, annhe Road, Dongying District, Dongying, Shandong. Patentee after: SHANDONG TIANYANG NEW ENERGY Co.,Ltd. Address before: 100086 Room 411, Zhong Jia building, East bell Road, Haidian District, Beijing. Patentee before: Beijing Heheng Zhiquan Technology Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150311 |