CN103390765A - 一种磷酸铁锂电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷酸铁锂电池及其制作方法，利用该方法制作的电池包括壳体、盖帽以及收容于壳体内的电芯，所述电芯包括第一端部和第二端部，所述第一端部电性连接至壳体底部，第二端部上套设有用于隔离电芯与壳体的绝缘圈，在该绝缘圈内安设有与电芯第二端部电性连接的导电铝片，所述导电铝片电性连接至与壳体绝缘组合的盖帽上。本发明具有以下有益效果：a)由于本发明未在正负极片上焊接有极耳，因此，同样规格的壳体，本发明的电芯中的正、负极片可缠绕的圈数相应会多些，并且之前现有技术中焊接极耳的位置处也可涂覆正负极材料，提高了单体电容的容量；b)省略了之前焊接极耳的工序，避免了虚焊给电池带来的安全隐患，提高了电池的组装效率。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种磷酸铁锂电池及其制作方法。
背景技术
环境污染、资源短缺、石油危机等迫使人类使用清洁、可再生能源。一方面以电代替石油，降低城市污染，发展电动车是当务之急；另一方面开发和利用新能源，调节电网峰谷用电，有效的储存和利用低谷电量，而二次电池尤其是大容量型二次电池则成为电动车和储存低谷电能技术的关键。
锂离子电池以其单体工作电压高、高比能量密度、循环寿命长、自放电率小，无记忆效应，绿色环保等优点。尤其是正极材料使用磷酸铁锂（LiFePO4）所制成的锂离子电池，以其材料稳定性好、安全性能好、成本低、循环寿命长等优点，更适合制作成大容量动力电池，以用在电动车和储存低谷电能方面。
现有工艺制作的磷酸铁锂电池必定具有以下结构特征：其一，分别涂覆有正负极材料的铝箔与铜箔上都留有沿着垂直于铝箔或铜箔长度方向的“留白”，并在“留白”处焊接有正负极耳；其二，分别将从铝箔（正极）与铜箔（负极）接出来的各三个极耳焊接至磷酸铁锂电池的正负极柱上。
上述现有工艺制作的磷酸铁锂电池至少存在以下不足：1）由于铝箔和铜箔的留白处没有涂覆相应的电极材料，从而制约了磷酸铁锂电池容量的提高；2）从铝箔（正极）与铜箔（负极）接出来的各三个极耳焊接至磷酸铁锂电池的正负极柱时容易发生虚焊，从而影响电池性能。
有鉴于此，确有必要提供一种磷酸铁锂电池及其制作方法以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术技术的不足，其主要是克服现有技术制作磷酸铁锂电池时，容易出现的极片虚焊以及电池容量不能得到快速提高的缺陷，为此提供了一种全新结构的磷酸铁锂电池及其制作方法。
为了实现上述目的，一种磷酸铁锂电池，其包括壳体、盖帽以及收容于壳体内的电芯，所述电芯包括第一端部和第二端部，所述第一端部电性连接至壳体底部，第二端部上套设有用于隔离电芯与壳体的绝缘圈，在该绝缘圈内安设有与电芯第二端部电性连接的导电铝片，所述导电铝片电性连接至与壳体绝缘组合的盖帽上。
作为本发明磷酸铁锂电池的一种改进，所述电芯由互相绝缘隔离的正、负极片缠绕形成。
作为本发明磷酸铁锂电池的一种改进，所述的正极片呈条形状，其包括铝箔片和涂覆在铝箔片上的正极材料，所述铝箔片在宽度方向上设置有“留白”。
作为本发明磷酸铁锂电池的一种改进，所述的负极片呈条形状，其包括铜箔片和涂覆在铜箔片上的负极材料，所述铜箔片在宽度方向上设置有“留白”。
作为本发明磷酸铁锂电池的一种改进，所述“留白”的宽度为3mm。
作为本发明磷酸铁锂电池的一种改进，所述导电铝片呈圆形状，其上设置有成中心对称的贯穿孔。
作为本发明磷酸铁锂电池的一种改进，所述电芯的第一、二端部分别对应为负极片和正极片的“留白”。
作为本发明磷酸铁锂电池的一种改进，所述盖帽的四周围设有绝缘垫圈。
本发明还提供了一种制作上述磷酸铁锂电池的制作方法，其包括以下步骤：
1）分别选用正、负极材料制备料浆；
2）将正极材料制备的料浆涂覆在铝箔片上，并在铝箔片的宽度方向上留白；将负极材料制备的料浆涂覆在铜箔片上，并在铜箔片的宽度方向上留白；
3）将前述制作好的正、负极片之间加入绝缘隔离带后缠绕成圆柱形状，在缠绕的过程中保证负、正极片的留白分别形成为电芯的第一、二端部；
4）将电芯装入壳体内，并让电芯的第一端部电性连接至壳体底部；
5）在电芯的第二端部上套上绝缘圈，随后，在绝缘圈内装设有与电芯第二端部电性连接的导电铝片；
6）将盖帽绝缘地组合至壳体上，并让盖帽与导电铝片电性连接在一起。
作为本发明磷酸铁锂电池制作方法的一种改进，所述留白的宽度为3mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
a)由于本发明磷酸铁锂电池未在正负极片上焊接有极耳，因此，相对于现有技术而言，在同样壳体的规格下，本发明磷酸铁锂电池的电芯中的正、负极片可缠绕的圈数相应会多些，并且之前现有技术中焊接极耳的位置处也可涂覆正负极材料，从而提高了单体电容的容量；
b)省略了之前焊接极耳的工序，不仅避免了虚焊给电池带来的安全隐患，而且提高了电池的组装效率。
c)结构简单，稳定性好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明磷酸铁锂电池及其制作方法和其有益技术效果进行详细说明，其中：
图1是本发明磷酸铁锂电池立体分解图；
图2是本发明磷酸铁锂电池之电芯结构示意图；
图3是本发明磷酸铁锂电池之盖帽和导电铝片电性连接结构示意图；
图4是本发明磷酸铁锂电池之正极片结构示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
一种磷酸铁锂电池100，其包括壳体10、盖帽20以及收容于壳体内的电芯30，所述电芯30包括第一端部31和第二端部32，所述第一端部31电性连接至壳体10底部，第二端部32上套设有用于隔离电芯30与壳体10的绝缘圈40，在该绝缘圈40内安设有与电芯30第二端部32电性连接的导电铝片50，所述导电铝片50电性连接至与壳体10绝缘组合的盖帽20上。
壳体10大致呈圆柱体状，通常由一定强度的金属材料制作而成，其内设有收容腔，所述收容腔用于收容电池电芯30等电池组件。电芯30由互相绝缘隔离的正、负极片缠绕形成，在缠绕过程中可采用绝缘材料制成的绝缘隔离带（未图示）来防止正负极片电性接触。
本发明的正负极片的结构不同于现有技术的正负极片，在本发明中，所述的正极片60呈条形状，其包括铝箔片和涂覆在铝箔片上的正极材料61，所述铝箔片在宽度方向上设置有“留白”62；所述的负极片与正极片的结构完全一致，负极片呈条形状，其包括铜箔片和涂覆在铜箔片上的负极材料，所述铜箔片在宽度方向上设置有“留白”。所述“留白”在铝箔片和铜箔片上的位置一致，即在其宽度方向上自其端侧面向内延伸3-5mm，即在前述的位置处未涂覆任何正、负极材料。
导电铝片50呈圆形状，其上设置有成中心对称的贯穿孔51。为了保证安装在壳体上的金属盖帽20与壳体10绝缘，通常在盖帽20的四周设置圆形的绝缘垫圈70。
本发明还提供了一种制作上述磷酸铁锂电池100的方法，其包括以下步骤：
1）分别选用正、负极材料制备料浆；
2）将正极材料制备的料浆涂覆在铝箔片上，并在铝箔片的宽度方向上留白62；将负极材料制备的料浆涂覆在铜箔片上，并在铜箔片的宽度方向上留白；
3）将前述制作好的正、负极片之间加入绝缘隔离带后缠绕成圆柱形状的电芯30，在缠绕的过程中保证负、正极片的留白分别形成为电芯的第一、二端部（31、32）；
4）将电芯30装入壳体10内，并让电芯30的第一端部31电性连接至壳体10底部；
5）在电芯30的第二端部32上套上绝缘圈40，随后，在绝缘圈40内装设有与电芯第二端部32电性连接的导电铝片50；
6）将盖帽20绝缘地组合至壳体10上，并让盖帽20与导电铝片50电性连接在一起。
在本发明中，由于在缠绕形成电芯30的过程中，负、正极片的留白分别形成为电芯的第一、二端部（31、32），这样，电芯的第一、二端部（31、32）便可以代替传统的极耳直接抵住壳体10内侧底部以及导电铝片50上形成电性连接。
由于本发明磷酸铁锂电池未在正负极片上焊接有极耳，因此，相对于现有技术而言，在同样壳体的规格下，本发明磷酸铁锂电池的电芯中的正、负极片可缠绕的圈数相应会多些，并且之前现有技术中焊接极耳的位置处也可涂覆正负极材料，从而提高了单体电容的容量；此外，省略了之前焊接极耳的工序，不仅避免了虚焊给电池带来的安全隐患，而且提高了电池的组装效率。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种磷酸铁锂电池，其特征在于：其包括壳体、盖帽以及收容于壳体内的电芯，所述电芯包括第一端部和第二端部，所述第一端部电性连接至壳体底部，第二端部上套设有用于隔离电芯与壳体的绝缘圈，在该绝缘圈内安设有与电芯第二端部电性连接的导电铝片，所述导电铝片电性连接至与壳体绝缘组合的盖帽上。
2.根据权利要求1所述磷酸铁锂电池，其特征在于：所述电芯由互相绝缘隔离的正、负极片缠绕形成。
3.根据权利要求1所述磷酸铁锂电池，其特征在于：所述的正极片呈条形状，其包括铝箔片和涂覆在铝箔片上的正极材料，所述铝箔片在宽度方向上设置有“留白”。
4.根据权利要求1所述磷酸铁锂电池，其特征在于：所述的负极片呈条形状，其包括铜箔片和涂覆在铜箔片上的负极材料，所述铜箔片在宽度方向上设置有“留白”。
5.根据权利要求3或4所述的磷酸铁锂电池，其特征在于：所述“留白”的宽度为3-5mm。
6.根据权利要求1所述磷酸铁锂电池，其特征在于：所述导电铝片呈圆形状，其上设置有成中心对称的贯穿孔。
7.根据权利要求5所述磷酸铁锂电池，其特征在于：所述电芯的第一、二端部分别对应为负极片和正极片的“留白”。
8.根据权利要求1所述磷酸铁锂电池，其特征在于：所述盖帽的四周围设有绝缘垫圈。
9.一种制作如权利要求1所述的磷酸铁锂电池的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）分别选用正、负极材料制备料浆；
2）将正极材料制备的料浆涂覆在铝箔片上，并在铝箔片的宽度方向上留白；将负极材料制备的料浆涂覆在铜箔片上，并在铜箔片的宽度方向上留白；
3）将前述制作好的正、负极片之间加入绝缘隔离带后缠绕成圆柱形状，在缠绕的过程中保证负、正极片的留白分别形成为电芯的第一、二端部；
4）将电芯装入壳体内，并让电芯的第一端部电性连接至壳体底部；
5）在电芯的第二端部上套上绝缘圈，随后，在绝缘圈内装设有与电芯第二端部电性连接的导电铝片；
6）将盖帽绝缘地组合至壳体上，并让盖帽与导电铝片电性连接在一起。
10.如权利要求9所述的磷酸铁锂电池的制作方法，其特征在于：所述留白的宽度为3-5mm。
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