CN108123079A - 一种锂电池及其安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种锂电池，包括壳体，壳体为圆柱形，壳体内设有卷芯，卷芯螺旋卷绕，卷芯包括正极片和负极片，正极片和负极片之间设有隔膜，能量密度达到210Wh/kg、循环寿命大于800次、充放电倍率可达5C的三元聚合物锂电池；加工组装方便，卷芯连接稳固；正极极耳穿过弹性填充体上的开孔和盖帽接触，正极极耳得到有效保护；卷芯的上端和辊槽位卡接，卷芯的上端和辊槽位之间设有弹性填充体，辊槽位和弹性填充体使得卷芯固定牢固且提高了卷芯抗震性能；过充保护添加剂吸收过量的电流；阻燃添加剂降低电池放热值和降低电池自燃率，增强电解液自身的热稳定性；导电添加剂提高导电锂盐的溶解和电离；成膜添加剂提高电池的循环效率和可逆容量。

Description

一种锂电池及其安装方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种锂电池及其安装方法。
背景技术
随着我国新能源汽车及消费电子行业的蓬勃发展，新能源锂电池行业不断更新，与镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、工作温度范围宽等诸多优点。相较于传统锂离子电池，相同体积的三元聚合物锂电池容量更大，约高出30%以上。并且更安全，爆炸风险小。
现有的三元聚合物锂电池加工组装不便，卷芯连接不稳固，正极极耳容易松动，使得锂电池不能真正常使用，影响用户使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种锂电池，能量密度达到210Wh/kg、循环寿命大于800次、充放电倍率可达5C的三元聚合物锂电池；加工组装方便，卷芯连接稳固，正极极耳穿过弹性填充体上的开孔和盖帽接触，正极极耳得到有效保护；卷芯的上端和辊槽位卡接，卷芯的上端和辊槽位之间设有弹性填充体，辊槽位和弹性填充体使得卷芯固定牢固且提高了卷芯抗震性能，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种锂电池：包括壳体，壳体为圆柱形，壳体内设有卷芯，卷芯螺旋卷绕，卷芯包括正极片和负极片，正极片和负极片之间设有隔膜，正极片上设有伸出卷芯的正极耳，所述负极片上设有伸出卷芯的负极极耳，壳体内部的上表面对应卷芯的位置设有辊槽位，辊槽位与所述卷芯之间设有弹性填充体，弹性填充体侧面对应正极极耳的位置开设有开孔，壳体内充有电解液。
壳体的上端设有上绝缘垫片，上绝缘垫片的上端设有盖帽，正极极耳穿过弹性填充体上的开孔并与盖帽接触，壳体的上端设有下上绝缘垫片。
作为本发明的一种优选技术方案：正极片的制备，聚偏氟乙烯PVDF和N-甲基吡咯烷酮NMP搅拌制成胶液，胶液与三元材料、导电炭黑SP以及碳纳米管CNT搅拌混合得到混合物，混合物均匀地覆盖在铝箔上制得正极片。
作为本发明的一种优选技术方案：负极片的制备，羧甲基纤维素CMC和去离子水制成胶液，胶液与石墨、导电炭黑SP和丁苯橡胶SBR搅拌混合得到混合物，混合物均匀地覆盖在铜箔上制得负极片。
作为本发明的一种优选技术方案：隔膜是纤维素无纺布、聚对苯二甲酸乙二酯无纺布、聚酰亚胺无纺布或者聚乙烯醇无纺布中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案：电解液包括溶剂、溶质和添加剂，溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯，溶质为六氟磷酸锂。
作为本发明的一种优选技术方案：添加剂包括成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂和过充保护添加剂。
作为本发明的一种优选技术方案：阻燃添加剂为有机磷化合物，过充保护添加剂为联苯或苯甲醚。
本发明还提供一种锂电池的安装方法，包括以下步骤：
S1）：将正极片、隔膜和负极片卷绕，将卷芯放入壳体中，卷芯的上端和辊槽位卡接，卷芯的上端和辊槽位之间设有弹性填充体。
S2）：安装上绝缘垫片和下上绝缘垫片，且正极极耳穿过弹性填充体上的开孔和盖帽接触，负极极耳和壳体接触，电芯的组装完成。
S3）：采用真空注液的形式将电解液通过预留孔注入电芯壳体中，静置，封装，完成电芯的加工。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能量密度达到210Wh/kg、循环寿命大于800次、充放电倍率可达5C的三元聚合物锂电池；加工组装方便，卷芯连接稳固；正极极耳穿过弹性填充体上的开孔和盖帽接触，正极极耳得到有效保护；卷芯的上端和辊槽位卡接，卷芯的上端和辊槽位之间设有弹性填充体，辊槽位和弹性填充体使得卷芯固定牢固且提高了卷芯抗震性能；过充保护添加剂吸收过量的电流；阻燃添加剂降低电池放热值和降低电池自燃率，增强电解液自身的热稳定性；导电添加剂提高导电锂盐的溶解和电离；成膜添加剂提高电池的循环效率和可逆容量。
附图说明
图1为本发明一种锂电池的电芯结构示意图；
图2为本发明一种锂电池的正视剖面结构示意图。
图中：1正极片、2隔膜、3负极片、4壳体、5电解液、6盖帽、7正极极耳、8上绝缘垫片、9负极极耳、10下上绝缘垫片、11壳体、12卷芯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：
一种锂电池，包括壳体11，壳体11为圆柱形，壳体11内设有卷芯12，卷芯12螺旋卷绕，卷芯12包括正极片1和负极片3，正极片1和负极片3之间设有隔膜2，正极片1上设有伸出卷芯12的正极耳，负极片3上设有伸出卷芯12的负极极耳9，壳体11内部的上表面对应卷芯12的位置设有辊槽位，辊槽位与卷芯12之间设有弹性填充体，辊槽位和弹性填充体使得卷芯12固定牢固且提高了卷芯12抗震性能，弹性填充体侧面对应正极极耳7的位置开设有开孔，极极耳7穿过弹性填充体上的开孔和盖帽6接触，正极极耳7得到有效保护，壳体11内充有电解液。
壳体11的上端设有上绝缘垫片8，上绝缘垫片8的上端设有盖帽6，正极极耳7穿过弹性填充体上的开孔并与盖帽6接触，壳体11的上端设有下上绝缘垫片10。
正极片1的制备，聚偏氟乙烯PVDF和N-甲基吡咯烷酮NMP搅拌制成胶液，胶液与三元材料、导电炭黑SP以及碳纳米管CNT搅拌混合得到混合物，混合物均匀地覆盖在铝箔上制得正极片1。
负极片3的制备，羧甲基纤维素CMC和去离子水制成胶液，胶液与石墨、导电炭黑SP和丁苯橡胶SBR搅拌混合得到混合物，混合物均匀地覆盖在铜箔上制得负极片3。
隔膜2是纤维素无纺布、聚对苯二甲酸乙二酯无纺布、聚酰亚胺无纺布或者聚乙烯醇无纺布中的一种。
电解液包括溶剂、溶质和添加剂，溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯，溶质为六氟磷酸锂。
添加剂包括成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂和过充保护添加剂，导电添加剂提高导电锂盐的溶解和电离，成膜添加剂提高电池的循环效率和可逆容量。
阻燃添加剂为有机磷化合物，阻燃添加剂降低电池放热值和降低电池自燃率，增强电解液自身的热稳定性；过充保护添加剂为联苯或苯甲醚，过充保护添加剂吸收过量的电流。
一种锂电池的安装方法，包括以下步骤：
S1）：将正极片1、隔膜2和负极片3卷绕，将卷芯12放入壳体4中，卷芯12的上端和辊槽位卡接，卷芯12的上端和辊槽位之间设有弹性填充体。
S2）：安装上绝缘垫片8和下上绝缘垫片10，且正极极耳7穿过弹性填充体上的开孔和盖帽6接触，负极极耳9和壳体4接触，电芯的组装完成。
S3）：采用真空注液的形式将电解液通过预留孔注入电芯壳体中，静置，封装，完成电芯的加工。
本发明好处：能量密度达到210Wh/kg、循环寿命大于800次、充放电倍率可达5C的三元聚合物锂电池；加工组装方便，卷芯12连接稳固；正极极耳7穿过弹性填充体上的开孔和盖帽6接触，正极极耳7得到有效保护；卷芯12的上端和辊槽位卡接，卷芯12的上端和辊槽位之间设有弹性填充体，辊槽位和弹性填充体使得卷芯12固定牢固且提高了卷芯12抗震性能；过充保护添加剂吸收过量的电流；阻燃添加剂降低电池放热值和降低电池自燃率，增强电解液自身的热稳定性；导电添加剂提高导电锂盐的溶解和电离；成膜添加剂提高电池的循环效率和可逆容量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种锂电池，其特征在于：包括壳体（11），壳体（11）为圆柱形，壳体（11）内设有卷芯（12），卷芯（12）螺旋卷绕，卷芯（12）包括正极片（1）和负极片（3），正极片（1）和负极片（3）之间设有隔膜（2），正极片（1）上设有伸出卷芯（12）的正极耳，所述负极片（3）上设有伸出卷芯（12）的负极极耳（9），壳体（11）内部的上表面对应卷芯（12）的位置设有辊槽位，辊槽位与所述卷芯（12）之间设有弹性填充体，弹性填充体侧面对应正极极耳（7）的位置开设有开孔，壳体（11）内充有电解液；
壳体（11）的上端设有上绝缘垫片（8），上绝缘垫片（8）的上端设有盖帽（6），正极极耳（7）穿过弹性填充体上的开孔并与盖帽（6）接触，壳体（11）的上端设有下上绝缘垫片（10）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于：正极片（1）的制备，聚偏氟乙烯PVDF和N-甲基吡咯烷酮NMP搅拌制成胶液，胶液与三元材料、导电炭黑SP以及碳纳米管CNT搅拌混合得到混合物，混合物均匀地覆盖在铝箔上制得正极片（1）。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于：负极片（3）的制备，羧甲基纤维素CMC和去离子水制成胶液，胶液与石墨、导电炭黑SP和丁苯橡胶SBR搅拌混合得到混合物，混合物均匀地覆盖在铜箔上制得负极片（3）。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于：隔膜（2）是纤维素无纺布、聚对苯二甲酸乙二酯无纺布、聚酰亚胺无纺布或者聚乙烯醇无纺布中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于：电解液包括溶剂、溶质和添加剂，溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯，溶质为六氟磷酸锂。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池，其特征在于：添加剂包括成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂和过充保护添加剂。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池，其特征在于：阻燃添加剂为有机磷化合物，过充保护添加剂为联苯或苯甲醚。
8.一种锂电池的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1）：将正极片（1）、隔膜（2）和负极片（3）卷绕，将卷芯（12）放入壳体（4）中，卷芯（12）的上端和辊槽位卡接，卷芯（12）的上端和辊槽位之间设有弹性填充体；
S2）：安装上绝缘垫片（8）和下上绝缘垫片（10），且正极极耳（7）穿过弹性填充体上的开孔和盖帽（6）接触，负极极耳（9）和壳体（4）接触，电芯的组装完成；
S3）：采用真空注液的形式将电解液通过预留孔注入电芯壳体中，静置，封装，完成电芯的加工。
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