CN103066233B - 一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，包括上绝缘板主体，特点是：上绝缘板主体呈拱形，上绝缘板主体设有中心孔，中心孔上部覆设有薄膜；沿中心孔的周向向下设有筒形挡板，上绝缘板主体上从中心孔到上绝缘板主体的外缘设有多组扩散斜孔组；每组扩散斜孔组由多个扩散斜孔构成，从上绝缘板主体的中心孔到上绝缘板主体的外缘，扩散斜孔的尺寸依次增大；上绝缘板主体的下部设有由多个导流板构成的导流板组，导流板组设置在筒形挡板的外侧，使用时电解液流经多组扩散斜孔组沿导流板组进入锂电池的电芯内；优点是：使用本发明上绝缘板的圆柱形结构锂电池在进行电解液注液时，电解液的吸收均匀且吸收效率高，很好地改善和解决了卷绕式圆柱形结构锂电池电芯内部电解液的吸收问题。

Description

一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板
技术领域
本发明涉及圆柱形结构锂电池，具体涉及一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板。
背景技术
随着电子技术和数码科技的发展，为其供应能源的化学电源产品也随之不断的发展。锂电池作为化学电源的一种，由于其具有比容量高、可以大功率放电、大电流放电、电性能稳定、产品适应环境范围宽、贮存寿命长等优点，在电子产品和数码产品中得到了广泛的应用。
目前有很多种类的锂电池采用圆柱形结构的制作工艺，其在内部结构上采用片状正极、片状负极与隔膜纸叠合进行卷绕成电池卷芯（即电芯），然后在电芯上下各加一个绝缘板（即上绝缘板和下绝缘板）后放入钢壳，最后注入电解液组装成电池。电池正负极采用片状卷绕结构有很多优点，比如正极和负极采用片状形式，有效地提高了电池电极的反应面积，使电池可以大电流放电和大功率放电；有效地提高了电池活性物质的利用率；制作工艺简单，易于自动化流水线制作等。
但是现有的圆柱形结构的锂电池的制作工艺普通存在电解液的注入和吸收不均匀的问题。现有的圆柱形结构的锂电池的结构存在一些对电池电芯内部电解液吸液不利的影响因素：目前电池所使用的上绝缘板都是带孔的平面圆片，上绝缘板压在电芯上端，与电芯上端贴合紧密，电芯由厚度较薄的正极、负极和隔膜纸在一定的张力下卷绕而成，正极、负极和隔膜纸三者贴服紧密，上绝缘板的带孔的平面圆片结构导致电解液的流动性较差不利于电解液从电芯上端流入并渗透到电芯内部；在卷绕结构中，一般电芯中部都会有一个拔掉卷芯后留下的中心孔，当电解液注入时，电解液会迅速流向中心孔并流向壳体底部空间，这样大部分电解液存留在电池壳体底部和中心孔中，会造成电芯上部和电芯下部吸液不够，整个电芯内部吸液不均匀。以上这些不利因素会直接影响电芯内部电解液的吸收，易导致电池电芯内部电解液吸液不良，最终造成电池性能不良。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，改善和解决卷绕式圆柱形结构锂电池电解液的吸液问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，包括上绝缘板主体，所述的上绝缘板主体呈拱形，所述的上绝缘板主体设有中心孔，所述的中心孔上部覆设有薄膜；沿所述的中心孔的周向向下设有筒形挡板，所述的上绝缘板主体上从中心孔到上绝缘板主体的外缘设有多组扩散斜孔组；每组扩散斜孔组由多个扩散斜孔构成，从上绝缘板主体的中心孔到上绝缘板主体的外缘，扩散斜孔的尺寸依次增大；所述的上绝缘板主体的下部设有由多个导流板构成的导流板组，所述的导流板组设置在所述的筒形挡板的外侧，使用时电解液流经多组扩散斜孔组沿导流板组进入锂电池的电芯内。
所述的上绝缘板主体的上表面形状为球面、斜平面或台阶面。
所述的中心孔供锂电池正极极耳穿过，所述的薄膜供锂电池正极极耳穿破，使用时锂电池正极极耳穿破所述的薄膜后穿过所述的中心孔。
所述的薄膜的厚度为0.08mm~0.20mm。
所述的导流板组上的导流板与垂直方向的夹角为15°~75°。
所述的上绝缘板主体的制作材料为聚氯乙烯、聚丙乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙中的一种。
所述的上绝缘板主体的制作工艺为注塑成型或热压成型。
在本发明的上绝缘板主体的中心孔上部覆设薄膜，可以封住中心孔，当电解液注入时，该薄膜可以挡住电解液，使电解液从上绝缘板的中心向周边分流，并通过扩散斜孔组沿导流板组向上绝缘板下部流动，流向电芯，防止电解液直接从中心孔流入到电池底部。
沿中心孔的周向向下设有筒形挡板，用于防止注液时电解液从上绝缘板下部流入电芯中心孔内，从而保证电解液先集中在上绝缘板下部和电芯上部之间的空间中，然后向电芯内部流动和渗透，同时挤压电芯内部气体流向中心孔，这样，就形成了电解液流动、渗透和吸收的通道，使电解液从卷绕处充分深入到电芯内部。
上绝缘板主体上从中心孔到上绝缘板主体的外缘设有多组扩散斜孔组，每组扩散斜孔组由多个扩散斜孔构成，从上绝缘板主体的中心孔到上绝缘板主体的外缘，扩散斜孔的尺寸依次增大，这样的设计有利于从中心孔注入的电解液更多地流向绝缘板主体的外缘，并快速地从外缘流入到电芯上表面。
上绝缘板主体的下部在筒形挡板的外侧设有导流板组，可以对通过扩散斜孔组流入的电解液进行分流，使其分散均匀，同时使电解液尽量往上绝缘板主体的外围方向流动，然后再从电芯上部往电芯中部流动，增大电解液的流动距离和时间，以提高电解液的吸收效率。
与现有技术相比，本发明的优点在于：使用本发明上绝缘板的圆柱形结构锂电池在进行电解液注液时，中心孔上部覆设的薄膜挡住电解液，使电解液从上绝缘板的中心向周边分流，并通过扩散斜孔组沿导流板组向上绝缘板下部流动，流向电芯，同时沿中心孔的周向向下设有筒形挡板，防止注液时电解液从上绝缘板下部流入电芯中心孔内，从而保证电解液先集中在上绝缘板下部和电芯上部之间的空间中，然后向电芯内部流动和渗透，并挤压电芯内部气体流向中心孔，这样，就形成了电解液流动、渗透和吸收的通道，使电解液从卷绕处充分深入到电芯内部，电解液的吸收均匀且吸收效率高，很好地改善和解决了卷绕式圆柱形结构锂电池电芯内部电解液的吸收问题。
附图说明
图1为本发明实施例圆柱形结构锂电池上绝缘板的正面剖视图；
图2为本发明实施例圆柱形结构锂电池上绝缘板的俯视图；
图3为本发明实施例圆柱形结构锂电池上绝缘板的应用示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例中，将本发明的上绝缘板应用于卷绕式电芯的14500型圆柱形结构锂电池。
采用注塑成型工艺将尼龙材料制作成上绝缘板，其结构如图所示，该上绝缘板包括呈拱形的、表面形状为球面的上绝缘板主体1，上绝缘板主体1设有供锂电池正极极耳8穿过的中心孔2，中心孔2上部覆设有供锂电池正极极耳8穿破的薄膜3；沿中心孔2的周向向下设有筒形挡板4，上绝缘板主体1上从中心孔2到上绝缘板主体1的外缘设有多组扩散斜孔组5；每组扩散斜孔组5由多个扩散斜孔51构成，从上绝缘板主体1的中心孔2到上绝缘板主体1的外缘，扩散斜孔51的尺寸依次增大；上绝缘板主体1的下部设有由多个导流板构61成的导流板组6，导流板组6设置在筒形挡板4的外侧，使用时电解液流经多组扩散斜孔组5沿导流板组6进入锂电池的电芯7内。
上绝缘板主体1的制作工艺为注塑成型；上绝缘板主体1的外径为13.5mm，上绝缘板主体1的球面的高度为1.5mm，中心孔2的孔径为4mm，中心孔2上部覆设的薄膜3的厚度为0.12mm，导流板组6上的导流板与垂直方向的夹角为28°。
如图3所示，当电解液从电芯7中心位置上方注入时，电解液从上绝缘板主体1的中心迅速向其外缘扩散，并通过扩散斜孔组5流向电芯7上部，在电解液流经扩散斜孔组5向下流动时，通过导流板组6改变流向和流速进行分流。另外，通过控制电解液的注入速度和流量，导流板组6上会形成电解液的滴流，更利于电解液由电芯7上部向电芯7内部扩散和渗透。
当电解液流动到电芯7上部后，沿中心孔的周向向下设置的筒形挡板4会挡住电解液，防止电解液向电芯7中心孔流动，使电解液停留在电芯7上方，由于压力差的作用，电芯7内部的空气被挤压并流向电芯7的中心孔位置，进而电解液将逐步渗透到电芯7内部，从而提高电芯7内部电解液的渗透和吸收效率。

Claims (6)

1.一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，包括上绝缘板主体，其特征在于：所述的上绝缘板主体呈拱形，所述的上绝缘板主体设有中心孔，所述的中心孔上部覆设有薄膜；沿所述的中心孔的周向向下设有筒形挡板，所述的上绝缘板主体上从中心孔到上绝缘板主体的外缘设有多组扩散斜孔组；每组扩散斜孔组由多个扩散斜孔构成，从上绝缘板主体的中心孔到上绝缘板主体的外缘，扩散斜孔的尺寸依次增大；所述的上绝缘板主体的下部设有由多个导流板构成的导流板组，所述的导流板组设置在所述的筒形挡板的外侧，所述的导流板组上的导流板与垂直方向的夹角为15°～75°，使用时电解液流经多组扩散斜孔组沿导流板组进入锂电池的电芯内。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，其特征在于：所述的上绝缘板主体的上表面形状为球面、斜平面或台阶面。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，其特征在于：所述的中心孔供锂电池正极极耳穿过，所述的薄膜供锂电池正极极耳穿破，使用时锂电池正极极耳穿破所述的薄膜后穿过所述的中心孔。
4.根据权利要求1所述的一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，其特征在于：所述的薄膜的厚度为0.08mm～0.20mm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，其特征在于：所述的上绝缘板主体的制作材料为聚氯乙烯、聚丙乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种圆柱形结构锂电池的上绝缘板，其特征在于：所述的上绝缘板主体的制作工艺为注塑成型或热压成型。
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