CN105552427B - 高倍率圆柱形动力锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种高倍率圆柱形动力锂离子电池;包括镀镍钢壳、所述镀镍钢壳内部设有电解液、设在镀镍钢壳内部的锂离子电芯、锂离子电芯包括依次叠置并卷绕的正极片、第一隔膜,负极片和第二隔膜,正极片包括铝箔、正极引出端和设在铝箔内圈表面和外圈表面上的正极活性物质层,正极引出端上装有铝质正极耳,正极活性物质层的宽度与铝箔的宽度相同,其长度为30~80mm;负极片包括铜箔、负极引出端和设在铜箔内圈表面和外圈表面上的负极活性物质层,负极引出端上装有镍质负极耳,负极活性物质层的宽度与铜箔的宽度相同,其长度为33~83mm,具有装配简单,成品率高,且可提高电池散热性能、高倍率性能和循环性能的优点。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池生产技术领域,具体涉及一种高倍率圆柱形动力锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有输出电压高,比能量高,放电电压平稳,循环寿命长的特点。所以锂离子电池已经广泛应用于笔记本电脑,数码相机,手机领域。并越来越多的在动力领域、储能领域得到了应用。动力领域,锂离子电池应用到电动工具、电动玩具、电动车辆上时,需要电池有更好的大电流充放电性能。
目前动力锂离子电池有方形电池、圆柱电池;有液态电池、有聚合物电池。无论哪一种电池都存在自身过热的问题,锂离子电池如果自身过热,不仅仅会造成电池自身热失控,还会冒烟、起火,甚至爆炸,并引起火灾,造成很多不必要的损失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种装配简单,成品率高,且可提高电池散热性能、高倍率性能和循环性能的高倍率圆柱形动力锂离子电池。
本发明的目的是这样实现的:包括镀镍钢壳、所述镀镍钢壳内部设有电解液、设在镀镍钢壳内部的锂离子电芯、锂离子电芯的上部和下部分别设有上绝缘片和下绝缘片、镀镍钢壳上部开口处设有胶圈、胶圈的内下部套装有连接铝片、所述胶圈的上部设有与连接铝片相连的电极帽,锂离子电芯包括依次叠置并卷绕的正极片、第一隔膜,负极片和第二隔膜,正极片包括铝箔、设在铝箔中间位置上的正极引出端和设在铝箔内圈表面和外圈表面上的正极活性物质层,所述正极引出端上安装有铝质正极耳,正极活性物质层的宽度与铝箔的宽度相同,其长度为30~80mm,相邻的两个正极活性物质层之间为正极空白区域;负极片包括铜箔、设在铜箔两端分别设有负极引出端和设在铜箔内圈表面和外圈表面上的负极活性物质层,所述负极引出端上安装有镍质负极耳,负极活性物质层的宽度与铜箔的宽度相同,其长度为33~83mm,所述相邻的两个负极活性物质层之间为负极空白区域;所述正极空白区域的中心位置与负极空白区域的中心位置重合;所述负极片中的负极活性物质层覆盖在正极片中的正极活性物质层外部。
优选地,所述正极空白区域的长度为5~11mm,负极空白区域的长度为2~8mm;
优选地,所述正极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的正极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为 3~5mm。
优选地,所述负极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的负极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为 3~5mm。
优选地,所述正极菱形孔的中心与负极菱形孔的中心相重合。
优选地,所述正极引出端与铝质正极耳连接的位置上、负极引出端与镍质负极耳连接的内圈和外圈位置上、铝质正极耳的下部分别设有极耳防护高温贴纸。
优选地,所述正极活性物质层的材质为钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂的一种或者几种的混合物。
优选地,所述负极活性物质层的材质为天然石墨、人造石墨、石墨化碳纤维、改性石墨、复合石墨、石墨化的中间相碳微球、软炭或硬炭中的一种或者几种的混合物。
优选地,所述电解液为包括有机溶剂、添加剂和锂盐;所述添加剂的重量百分比为3-13%,所述锂盐的重量百分比为10-18%,余量为有机溶剂;所述添加剂包含相转移催化剂1、7二氮-12-冠醚-4重量百分比1-4%、1,3-丙烯磺酸内酯重量百分比1-4%,碳酸亚乙烯酯重量百分比1-5%;所述锂盐为六氟磷酸锂,所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯EP、四氢呋喃、 2甲基四氢呋喃、1、3二氧环戊烷、4-甲基-1,3二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧乙烷、1,2-二甲氧丙烷、二甘醇二甲醚、冠醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯和亚硫酸二乙酯中两种或者几种的混合物。
优选地,所述第一隔膜和第二隔膜的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯复合隔膜、聚酰亚胺隔膜中的一种。
按照上述方案制成的高倍率圆柱形动力锂离子电池,克服传统正极片、负极片在制作过程中因极片辊压造成的变形,提高了极片合格率和产品质量,而且提高了注液效率和注液量,相应的电池高倍率放电的温升降低、循环寿命增加;另外,电解液中含有相转移催化剂1、7二氮-12-冠醚-4,所述氮杂冠醚分子大致处在同一平面上,大醚环上的氧原子和氮原子面向空腔内而非极性羟基朝外,所以腔外亲酯而腔内亲水,可以与锂离子发生络合反应,将六氟磷酸锂融入有机溶剂中,还可以通过氢键与客体分子形成配合物,减少氢氟酸对电池负极的腐蚀,从而延长电池循环寿命;具有装配简单,成品率高,且可提高电池散热性能、高倍率性能和循环性能的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明正极片的结构示意图;
图3为本发明负极片的内圈与外圈的结构示意图;
图4为本发明正极片中正极空白区域的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式,在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1、2、3、4所示,本发明包括镀镍钢壳1、所述镀镍钢壳1内部设有电解液、设在镀镍钢壳1内部的锂离子电芯2、锂离子电芯2的上部和下部分别设有上绝缘片3和下绝缘片4、镀镍钢壳1上部开口处设有胶圈14、胶圈14的内下部套装有连接铝片16、所述胶圈14的上部设有与连接铝片16相连的电极帽5,锂离子电芯2包括依次叠置并卷绕的正极片6、第一隔膜7,负极片8和第二隔膜9,正极片6包括铝箔、设在铝箔中间位置上的正极引出端和设在铝箔内圈表面和外圈表面上的正极活性物质层10,所述正极引出端上安装有铝质正极耳12,正极活性物质层10的宽度与铝箔的宽度相同,其长度为30~80mm,相邻的两个正极活性物质层10之间为正极空白区域;负极片8包括铜箔、设在铜箔两端分别设有负极引出端和设在铜箔内圈表面和外圈表面上的负极活性物质层11,所述负极引出端上安装有镍质负极耳13,负极活性物质层11的宽度与铜箔的宽度相同,其长度为33~83mm,所述相邻的两个负极活性物质层11之间为负极空白区域;所述正极空白区域的中心位置与负极空白区域的中心位置重合;所述负极片8中的负极活性物质层11覆盖在正极片6中的正极活性物质层10外部。所述正极空白区域的长度为5~11mm,负极空白区域的长度为2~ 8mm;所述正极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的正极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为3~5mm。所述负极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的负极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为3~5mm。所述正极菱形孔的中心与负极菱形孔的中心相重合。所述正极引出端与铝质正极耳12连接的位置上、负极引出端与镍质负极耳13连接的内圈和外圈位置上、铝质正极耳12的下部分别设有极耳防护高温贴纸15。所述正极活性物质层的材质为钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂的一种或者几种的混合物。所述负极活性物质层的材质为天然石墨、人造石墨、石墨化碳纤维、改性石墨、复合石墨、石墨化的中间相碳微球、软炭或硬炭中的一种或者几种的混合物。所述电解液为包括有机溶剂、添加剂和锂盐;所述添加剂的重量百分比为3-13%,所述锂盐的重量百分比为10-18%,余量为有机溶剂;所述添加剂包含相转移催化剂1、7二氮-12-冠醚-4重量百分比1-4%、 1,3-丙烯磺酸内酯重量百分比1-4%,碳酸亚乙烯酯重量百分比1-5%;所述锂盐为六氟磷酸锂,所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯EP、四氢呋喃、2甲基四氢呋喃、1、3二氧环戊烷、4-甲基-1,3二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧乙烷、1,2-二甲氧丙烷、二甘醇二甲醚、冠醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯和亚硫酸二乙酯中两种或者几种的混合物。所述第一隔膜7和第二隔膜9的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯复合隔膜、聚酰亚胺隔膜中的一种。所述图3中上部的图为负极片内圈,下部的图为负极片外圈。
为了更加详细的解释本发明,现结合实施例对本发明做进一步阐述。具体实施例如下:
实施例一
一种高倍率圆柱形动力锂离子电池,包括镀镍钢壳1、所述镀镍钢壳1内部设有电解液、设在镀镍钢壳1内部的锂离子电芯2、锂离子电芯2的上部和下部分别设有上绝缘片3和下绝缘片4、镀镍钢壳1上部开口处设有胶圈14、胶圈14 的内下部套装有连接铝片16、所述胶圈14的上部设有与连接铝片16相连的电极帽5,锂离子电芯2包括依次叠置并卷绕的正极片6、第一隔膜7,负极片8 和第二隔膜9,正极片6包括铝箔、设在铝箔中间位置上的正极引出端和设在铝箔内圈表面和外圈表面上的正极活性物质层10,所述正极引出端上安装有铝质正极耳12,正极活性物质层10的宽度与铝箔的宽度相同,其长度为30mm,相邻的两个正极活性物质层10之间为正极空白区域;负极片8包括铜箔、设在铜箔两端分别设有负极引出端和设在铜箔内圈表面和外圈表面上的负极活性物质层11,所述负极引出端上安装有镍质负极耳13,负极活性物质层11的宽度与铜箔的宽度相同,其长度为33mm,所述相邻的两个负极活性物质层11之间为负极空白区域;所述正极空白区域的中心位置与负极空白区域的中心位置重合;所述负极片8中的负极活性物质层11覆盖在正极片6中的正极活性物质层10外部。所述正极空白区域的长度为5mm,负极空白区域的长度为2mm;所述正极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的正极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为3mm。所述负极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的负极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为3mm。所述正极菱形孔的中心与负极菱形孔的中心相重合。所述正极引出端与铝质正极耳12连接的位置上、负极引出端与镍质负极耳13连接的内圈和外圈位置上、铝质正极耳12的下部分别设有极耳防护高温贴纸15。所述正极活性物质层的材质为钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂的一种或者几种的混合物。所述负极活性物质层的材质为天然石墨、人造石墨、石墨化碳纤维、改性石墨、复合石墨、石墨化的中间相碳微球、软炭或硬炭中的一种或者几种的混合物。所述电解液为包括有机溶剂、添加剂和锂盐;所述添加剂的重量百分比为3%,所述锂盐的重量百分比为10%,余量为有机溶剂;所述添加剂包含相转移催化剂1、7二氮-12-冠醚-4重量百分比1%、1,3-丙烯磺酸内酯重量百分比1%,碳酸亚乙烯酯重量百分比1%;所述锂盐为六氟磷酸锂,所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯、γ- 丁内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯EP、四氢呋喃、2甲基四氢呋喃、1、3二氧环戊烷、4-甲基-1,3二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧乙烷、1,2-二甲氧丙烷、二甘醇二甲醚、冠醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯和亚硫酸二乙酯中两种或者几种的混合物。所述第一隔膜7 和第二隔膜9的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯复合隔膜、聚酰亚胺隔膜中的一种。
实施例二
一种高倍率圆柱形动力锂离子电池,包括镀镍钢壳1、所述镀镍钢壳1内部设有电解液、设在镀镍钢壳1内部的锂离子电芯2、锂离子电芯2的上部和下部分别设有上绝缘片3和下绝缘片4、镀镍钢壳1上部开口处设有胶圈14、胶圈14 的内下部套装有连接铝片16、所述胶圈14的上部设有与连接铝片16相连的电极帽5,锂离子电芯2包括依次叠置并卷绕的正极片6、第一隔膜7,负极片8 和第二隔膜9,正极片6包括铝箔、设在铝箔中间位置上的正极引出端和设在铝箔内圈表面和外圈表面上的正极活性物质层10,所述正极引出端上安装有铝质正极耳12,正极活性物质层10的宽度与铝箔的宽度相同,其长度为80mm,相邻的两个正极活性物质层10之间为正极空白区域;负极片8包括铜箔、设在铜箔两端分别设有负极引出端和设在铜箔内圈表面和外圈表面上的负极活性物质层11,所述负极引出端上安装有镍质负极耳13,负极活性物质层11的宽度与铜箔的宽度相同,其长度为83mm,所述相邻的两个负极活性物质层11之间为负极空白区域;所述正极空白区域的中心位置与负极空白区域的中心位置重合;所述负极片8中的负极活性物质层11覆盖在正极片6中的正极活性物质层10外部。所述正极空白区域的长度为11mm,负极空白区域的长度为8mm;所述正极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的正极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为5mm。所述负极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的负极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为5mm。所述正极菱形孔的中心与负极菱形孔的中心相重合。所述正极引出端与铝质正极耳12连接的位置上、负极引出端与镍质负极耳13连接的内圈和外圈位置上、铝质正极耳12的下部分别设有极耳防护高温贴纸15。所述正极活性物质层的材质为钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂的一种或者几种的混合物。所述负极活性物质层的材质为天然石墨、人造石墨、石墨化碳纤维、改性石墨、复合石墨、石墨化的中间相碳微球、软炭或硬炭中的一种或者几种的混合物。所述电解液为包括有机溶剂、添加剂和锂盐;所述添加剂的重量百分比为13%,所述锂盐的重量百分比为18%,余量为有机溶剂;所述添加剂包含相转移催化剂1、7二氮-12-冠醚-4重量百分比4%、1,3-丙烯磺酸内酯重量百分比4%,碳酸亚乙烯酯重量百分比5%;所述锂盐为六氟磷酸锂,所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯、γ- 丁内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯EP、四氢呋喃、2甲基四氢呋喃、1、3二氧环戊烷、4-甲基-1,3二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧乙烷、1,2-二甲氧丙烷、二甘醇二甲醚、冠醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯和亚硫酸二乙酯中两种或者几种的混合物。所述第一隔膜7 和第二隔膜9的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯复合隔膜、聚酰亚胺隔膜中的一种。
实施例三
一种高倍率圆柱形动力锂离子电池,包括镀镍钢壳1、所述镀镍钢壳1内部设有电解液、设在镀镍钢壳1内部的锂离子电芯2、锂离子电芯2的上部和下部分别设有上绝缘片3和下绝缘片4、镀镍钢壳1上部开口处设有胶圈14、胶圈 14的内下部套装有连接铝片16、所述胶圈14的上部设有与连接铝片16相连的电极帽5,锂离子电芯2包括依次叠置并卷绕的正极片6、第一隔膜7,负极片 8和第二隔膜9,正极片6包括铝箔、设在铝箔中间位置上的正极引出端和设在铝箔内圈表面和外圈表面上的正极活性物质层10,所述正极引出端上安装有铝质正极耳12,正极活性物质层10的宽度与铝箔的宽度相同,其长度为55mm,相邻的两个正极活性物质层10之间为正极空白区域;负极片8包括铜箔、设在铜箔两端分别设有负极引出端和设在铜箔内圈表面和外圈表面上的负极活性物质层11,所述负极引出端上安装有镍质负极耳13,负极活性物质层11的宽度与铜箔的宽度相同,其长度为58mm,所述相邻的两个负极活性物质层11之间为负极空白区域;所述正极空白区域的中心位置与负极空白区域的中心位置重合;所述负极片8中的负极活性物质层11覆盖在正极片6中的正极活性物质层10外部。所述正极空白区域的长度为8mm,负极空白区域的长度为5mm;所述正极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的正极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为4mm。所述负极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的负极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为4mm。所述正极菱形孔的中心与负极菱形孔的中心相重合。所述正极引出端与铝质正极耳12连接的位置上、负极引出端与镍质负极耳13连接的内圈和外圈位置上、铝质正极耳12的下部分别设有极耳防护高温贴纸15。所述正极活性物质层的材质为钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂的一种或者几种的混合物。所述负极活性物质层的材质为天然石墨、人造石墨、石墨化碳纤维、改性石墨、复合石墨、石墨化的中间相碳微球、软炭或硬炭中的一种或者几种的混合物。所述电解液为包括有机溶剂、添加剂和锂盐;所述添加剂的重量百分比为8%,所述锂盐的重量百分比为14%,余量为有机溶剂;所述添加剂包含相转移催化剂1、7二氮-12-冠醚-4重量百分比2.5%、1,3-丙烯磺酸内酯重量百分比2.5%,碳酸亚乙烯酯重量百分比3%;所述锂盐为六氟磷酸锂,所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯EP、四氢呋喃、2甲基四氢呋喃、1、3二氧环戊烷、4-甲基-1,3二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2- 二甲氧乙烷、1,2-二甲氧丙烷、二甘醇二甲醚、冠醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯和亚硫酸二乙酯中两种或者几种的混合物。所述第一隔膜7和第二隔膜9的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯复合隔膜、聚酰亚胺隔膜中的一种。
实验例
对比实验的产品如下:
采用本发明中实施例一为例与我司生产的ICR18650-2000mAh电池、 INR18650-2000mAh电池和ICR18650P-1500mAh电池进行对比,分别将 ICR18650-2000mAh电池标示为对比例1、INR 18650-2000mAh电池标示为对比例 2,ICR18650P-1500mAh电池标示为对比例3;
实验方法:
1、通过辊径600mm,压力200吨的辊压机辊压实施例一、对比例1、对比例2 和对比例3,得出辊压后极片弧度/mm为如下结果:实施例一<0.1mm,对比例1<0.1mm、对比例20.5mm和对比例3 0.3mm;
2、通过真空度大于0.08MPa真空注液机注液实施例一、对比例1、对比例2、对比例3,得出注液量/10min的结果如下:实施例一7.0g,对比例1 6.5g、对比例2 6.0g和对比例36.1g;
3、通过上述方式做成的成品电池,10C放电最高温度结果如下:实施例一 58℃,对比例1 75℃、对比例2 70℃、对比例3 59℃;
4、在1标准大气压,环境温度25℃±2℃,相对湿度为45%~80%的条件下,电池1C5恒流恒压4.2V充电90min后,搁置30min,以10C5A进行放电至下限电压2.75V,10C放电中值电压分别为:实施例一3.468V,对比例1 3.267V、对比例2 3.253V、对比例3 3.325V;
5、1C5恒流恒压4.2V充电90min后以10C5、放电至终止电压2.75V搁置30min,以此模式循环300次,10C放电循环寿命,放电至80%容量时实施例一、对比例 1、对比例2、对比例3的次数依次为800次、600次、500次、610次。
实验结果:
实施例:由上述实验可知:采用本发明工艺设计的菱形孔极片和活性物质纵向间隙,极片弧度均小于0.1mm,基本可以忽略,最大程度的保护了正极铝箔和负极铜箔,提高了极片电子导电能力。并且通过与相转移催化剂1、7二氮-12- 冠醚-4的配合使用,电芯注液效率提升的同时,改善了电解液与隔膜、活性物质的浸润性能,提高了电芯放电反应时的离子导电能力。减少了电化学极化,电池放电的中值电压大幅提升。最终表现为电池循环寿命的提升约三分之一。
对比例1:由上述实验可知:由于正极活性物质钴酸锂,由于材料为层状结构,易辊压,因此极片弧度小,虽然钴酸锂导电性优于镍钴锰酸锂,但是由于没有采用本工艺结构,电池散热效果差,因此温升仍然较高,导致电池放电平台低,循环效果差。
对比例2:由上述实验可以看出由于极片弧度变形导致电池电子导电能力变差,注液量少导致电池离子导电能力变差。电池最终放电表面温度偏高11-15℃,循环次数减少248到310次。
对比例3:由上述实验可知:由于极片活性物质量减少,电池容量降低,10C 放电最高温度有降低<60℃,但是由于未采用本发明中的相转移催化剂1、7二氮-12-冠醚-4,电解液离子导电性差,10C放电中值电压仍比本方案低 0.043V-0.143V。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“顶部”、等等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设有”、“安装”、“相连”等等应做广义理解,例如,可以是固定连接,一体地连接,也可以是可拆卸连接;也可以是两个元件内部的连通;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。需要指出的是在本文中,“第一”、“第二”、“第三”等仅用于彼此的区分,而非表示它们的重要程度及顺序等。上文的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高倍率圆柱形动力锂离子电池,包括镀镍钢壳(1)、所述镀镍钢壳(1)内部设有电解液、设在镀镍钢壳(1)内部的锂离子电芯(2)、锂离子电芯(2)的上部和下部分别设有上绝缘片(3)和下绝缘片(4)、镀镍钢壳(1)上部开口处设有胶圈(14)、胶圈(14)的内下部套装有连接铝片(16)、所述胶圈(14)的上部设有与连接铝片(16)相连的电极帽(5),其特征在于:所述锂离子电芯(2)包括依次叠置并卷绕的正极片(6)、第一隔膜(7),负极片(8)和第二隔膜(9),正极片(6)包括铝箔、设在铝箔中间位置上的正极引出端和设在铝箔内圈表面和外圈表面上的正极活性物质层(10),所述正极引出端上安装有铝质正极耳(12),正极活性物质层(10)的宽度与铝箔的宽度相同,其长度为30~80mm,相邻的两个正极活性物质层(10)之间为正极空白区域;负极片(8)包括铜箔、设在铜箔两端分别设有负极引出端和设在铜箔内圈表面和外圈表面上的负极活性物质层(11),所述负极引出端上安装有镍质负极耳(13),负极活性物质层(11)的宽度与铜箔的宽度相同,其长度为33~83mm,所述相邻的两个负极活性物质层(11)之间为负极空白区域;所述正极空白区域的中心位置与负极空白区域的中心位置重合;所述负极片(8)中的负极活性物质层(11)覆盖在正极片(6)中的正极活性物质层(10)外部;
所述正极空白区域的长度为5~11mm,负极空白区域的长度为2~8mm;
所述正极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的正极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为3~5mm。
2.根据权利要求1所述高倍率圆柱形动力锂离子电池,其特征在于:所述负极空白区域内纵向设置有一列边长为1mm,顶角60度的负极菱形孔,所述60度角沿极片纵向方向设置,所述两个相邻菱形孔的中心距离为3~5mm。
3.根据权利要求1所述高倍率圆柱形动力锂离子电池,其特征在于:所述正极菱形孔的中心与负极菱形孔的中心相重合。
4.根据权利要求1所述高倍率圆柱形动力锂离子电池,其特征在于:所述正极引出端与铝质正极耳(12)连接的位置上、负极引出端与镍质负极耳(13)连接的内圈和外圈位置上、铝质正极耳(12)的下部分别设有极耳防护高温贴纸(15)。
5.根据权利要求1所述高倍率圆柱形动力锂离子电池,其特征在于:所述正极活性物质层的材质为钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂的一种或者几种的混合物。
6.根据权利要求1所述高倍率圆柱形动力锂离子电池,其特征在于:所述负极活性物质层的材质为天然石墨、人造石墨、石墨化碳纤维、改性石墨、复合石墨、石墨化的中间相碳微球、软炭或硬炭中的一种或者几种的混合物。
7.根据权利要求1所述高倍率圆柱形动力锂离子电池,其特征在于:所述电解液包括有机溶剂、添加剂和锂盐;所述添加剂的重量百分比为3-13%,所述锂盐的重量百分比为10-18%,余量为有机溶剂;所述添加剂包含相转移催化剂1、7二氮-12-冠醚-4重量百分比1-4%、1,3-丙烯磺酸内酯重量百分比1-4%,碳酸亚乙烯酯重量百分比1-5%;所述锂盐为六氟磷酸锂,所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、四氢呋喃、2甲基四氢呋喃、1、3二氧环戊烷、4-甲基-1,3二氧环戊烷、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧乙烷、1,2-二甲氧丙烷、二甘醇二甲醚、冠醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯和亚硫酸二乙酯中两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述高倍率圆柱形动力锂离子电池,其特征在于:所述第一隔膜(7)和第二隔膜(9)的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯复合隔膜、聚酰亚胺隔膜中的一种。
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