CN109713179A - 一种锂硫电池及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂硫电池及制备工艺，包括锂硫电池主体、顶盖、接线柱、接线口、提拿组件、隔板、正极室、负极室、储液室、正极板、负极板、导电板和流动口，所述锂硫电池主体的内部为中空结构，所述锂硫电池主体的内部分布设置有隔板，所述锂硫电池主体的内部通过隔板分隔成正极室、负极室和储液室，所述正极室的内部固定安装有正极板；该发明，结构较为紧凑，提拿组件的设置；使使用者可通过提手进行提拿搬运锂硫电池，给工作者带来了方便，便于后期安装和拆卸更换；提手使用后能进行的固定，保证了电池顶盖的平整利于后期锂硫电池安装后的使用；该电池的制备工艺，极板式的电芯结构提高了导电性和结构稳定性。

Description

一种锂硫电池及制备工艺

技术领域

本发明涉及锂硫电池技术领域，具体为一种锂硫电池及制备工艺。

背景技术

锂硫电池是锂电池的一种，锂硫电池是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池，放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化物，正极和负极反应的电势差即为锂硫电池所提供的放电电压。在外加电压作用下，锂硫电池的正极和负极反应逆向进行，即为充电过程；锂硫电池的能量远高于商业上广泛应用的锂离子电池；但现有的体积较大的锂硫电池结构较为统一，没有设置提拿组件，不利于体积较大的锂硫电池的提拿搬运，锂硫电池常通过镶嵌式安装，没有设置提手不理与锂硫电池的安装与取出更换，且提手不能实现自动弹出；现有锂硫电池制备工艺较为复杂,制备的在电池充放电过程中，电极材料随着锂离子的嵌入与脱嵌，存在体积的膨胀与收缩，容易引起电极材料与集流体的开裂与剥落，影响锂硫电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂硫电池及制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种锂硫电池，包括锂硫电池主体、顶盖、接线柱、接线口、提拿组件、隔板、正极室、负极室、储液室、正极板、负极板、导电板和流动口，所述锂硫电池主体的内部为中空结构，所述锂硫电池主体的内部分布设置有隔板，所述锂硫电池主体的内部通过隔板分隔成正极室、负极室和储液室，所述储液室与正极室和负极室的连接处开设有流动口，所述正极室的内部固定安装有正极板，所述负极室的内部固定安装有负极板，所述锂硫电池主体的顶端外壁上设置有顶盖，所述顶盖的顶端两侧外壁上固定安装有接线柱，所述顶盖的一侧内壁上镶嵌安装有接线口，所述顶盖的内部镶嵌安装有导电板，所述正极板和负极板顶端通过导电板与接线柱和接线口的进线端连接，所述顶盖的顶端外壁设置有提拿组件；

所述提拿组件包括提手槽、转轴、转动槽、复位弹簧、配合槽、推动弹簧、移动块、插接块、插接槽、推动块、推动槽和提手，所述顶盖的顶端外壁开设有提手槽，所述提手槽的内部设置有提手，所述提手呈N型，且提手两端的一侧外壁上固定连接转轴，所述顶盖上提手槽的两侧内部上对应转轴开设有转动槽，所述转轴位于转动槽的内部套接有复位弹簧，所述提手的顶端一侧内部开设有配合槽，所述配合槽的一侧内壁上固定连接有推动弹簧，所述配合槽的内部位于推动弹簧一侧设置有移动块，所述移动块的一侧外壁上固定连接有插接块，所述插接块的一端贯穿于配合槽的外部，所述提手槽的一侧内壁上对应插接块开设有插接槽，所述提手位于配合槽一侧的外壁上开设有推动槽，所述移动块一侧的外壁上固定连接有推动块，所述推动块的一端贯穿于推动槽的外部。

一种锂硫电池的制备工艺，包括步骤一，铸模；步骤二，提拿组件设置；步骤三，负极安装；步骤四，正极安装；步骤五，注电解液；步骤六，顶盖安装；步骤七，检测；其特征在于；

其中上述步骤一，根据该锂硫电池外壳和顶盖的内外轮廓设置模具进行铸模成型；

其中上述步骤二，在步骤一中成型的顶盖上方根据提拿组件的结构进行安装提手；

其中上述步骤三，在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成负极室中固定安装有金属锂片做为负极；

其中上述步骤四，1)将铝粉、多孔炭粉混合后通过挤压机压制成型，得到坯块；

2)将坯块与集流体贴合后，在保护气下，在1000～1200℃下熔铸20～30min，得到熔铸复合的集流体和活性物质层；

3)将熔铸复合的集流体和活性物质层置于二硫化碳饱和溶液中浸渍，分离，烘干、冷却，得到正极板；

4)将得到的正极板安装到在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成正极室中；

其中上述步骤五，在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成的储液室中注入电解液；

其中上述步骤六，将步骤五中安装完成后的锂硫电池外壳和步骤二中完成提拿组件安装后的顶盖进行塑封连接，将顶盖上接线柱和接线口电性连接的导电板分别与正极板和负极板固定连接，完成锂硫电池的加工；

其中上述步骤七，将步骤六中完成加工的锂硫电池进行放电和充电检测。

根据上述技术方案，所述复位弹簧的一端与转轴的一侧内壁固定连接，所述复位弹簧的另一端与转动槽的一侧内壁固定连接。

根据上述技术方案，所述推动块与推动槽为滑动配合构件，且推动槽的内部涂有润滑油。

根据上述技术方案，所述插接块与插接槽为配合构件，且插接块的一端为锥形。

根据上述技术方案，所述步骤四中活性物质层的厚度为1mm～50mm。

根据上述技术方案，所述步骤四中重复进行浸渍、分离、烘干、冷却操作，且烘干的温度为50～80℃，烘干的时间为2h～4h。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明，结构较为紧凑，提拿组件的设置；使使用者可通过提手进行提拿搬运锂硫电池，给工作者带来了方便，便于后期安装和拆卸更换；提手使用后能进行的固定，保证了电池顶盖的平整利于后期锂硫电池安装后的使用；该电池的制备工艺，极板式的电芯结构提高了导电性和结构稳定性，降低了离子传输阻力，同时大孔隔离板的结合使用，会极大程度消除短路带来的安全隐患具有良好的倍率性能和循环性能。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体立体结构示意图；

图2是本发明提拿组件的俯视结构示意图；

图3是图1中A区域的放大图；

图4是图2中B区域的放大图；

图5是本发明内部剖切结构示意图；

图6是本发明的制备工艺流程图；

图中：1、锂硫电池主体；2、顶盖；3、接线柱；4、接线口；5、提拿组件；6、隔板；7、正极室；8、负极室；9、储液室；10、正极板；11、负极板；12、导电板；13、流动口；51、提手槽；52、转轴；53、转动槽；54、复位弹簧；55、配合槽；56、推动弹簧；57、移动块；58、插接块；59、插接槽；510、推动块；511、推动槽；512、提手。

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1-5，本发明提供一种技术方案：一种锂硫电池，包括锂硫电池主体1、顶盖2、接线柱3、接线口4、提拿组件5、隔板6、正极室7、负极室8、储液室9、正极板10、负极板11和导电板12，锂硫电池主体1的内部为中空结构，锂硫电池主体1的内部分布设置有隔板6，锂硫电池主体1的内部通过隔板6分隔成正极室7、负极室8和储液室9，储液室9与正极室7和负极室8的连接处开设有流动口13，正极室7的内部固定安装有正极板10，负极室8的内部固定安装有负极板11，锂硫电池主体1的顶端外壁上设置有顶盖2，顶盖2的顶端两侧外壁上固定安装有接线柱3，顶盖2的一侧内壁上镶嵌安装有接线口4，顶盖2的内部镶嵌安装有导电板12，正极板10和负极板11顶端通过导电板12与接线柱3和接线口4的进线端连接，顶盖2的顶端外壁设置有提拿组件5；

提拿组件5包括提手槽51、转轴52、转动槽53、复位弹簧54、配合槽55、推动弹簧56、移动块57、插接块58、插接槽59、推动块510、推动槽511和提手512，顶盖2的顶端外壁开设有提手槽51，提手槽51的内部设置有提手512，提手512呈N型，且提手512两端的一侧外壁上固定连接转轴52，顶盖2上提手槽51的两侧内部上对应转轴52开设有转动槽53，转轴52位于转动槽53的内部套接有复位弹簧54，提手512的顶端一侧内部开设有配合槽55，配合槽55的一侧内壁上固定连接有推动弹簧56，配合槽55的内部位于推动弹簧56一侧设置有移动块57，移动块57的一侧外壁上固定连接有插接块58，插接块58的一端贯穿于配合槽55的外部，提手槽51的一侧内壁上对应插接块58开设有插接槽59，提手512位于配合槽55一侧的外壁上开设有推动槽511，移动块57一侧的外壁上固定连接有推动块510，推动块510的一端贯穿于推动槽511的外部。

请参阅图6，本发明提供一种技术方案：一种锂硫电池的制备工艺，包括步骤一，铸模；步骤二，提拿组件设置；步骤三，负极安装；步骤四，正极安装；步骤五，注电解液；步骤六，顶盖安装；步骤七，检测；其特征在于；

其中上述步骤一，根据该锂硫电池外壳和顶盖2的内外轮廓设置模具进行铸模成型；

其中上述步骤二，在步骤一中成型的顶盖2上方根据提拿组件5的结构进行安装提手512；

其中上述步骤三，在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成负极室8中固定安装有金属锂片做为负极；

其中上述步骤四，1)将铝粉、多孔炭粉混合后通过挤压机压制成型，得到坯块；

2)将坯块与集流体贴合后，在保护气下，在1000～1200℃下熔铸20～30min，得到熔铸复合的集流体和活性物质层；

3)将熔铸复合的集流体和活性物质层置于二硫化碳饱和溶液中浸渍，分离，烘干、冷却，得到正极板10；

4)将得到的正极板10安装到在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成正极室7中；

其中上述步骤五，在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成的储液室9中注入电解液；

其中上述步骤六，将步骤五中安装完成后的锂硫电池外壳和步骤二中完成提拿组件5安装后的顶盖2进行塑封连接，将顶盖2上接线柱3和接线口4电性连接的导电板12分别与正极板10和负极板11固定连接，完成锂硫电池的加工；

其中上述步骤七，将步骤六中完成加工的锂硫电池进行放电和充电检测。

根据上述技术方案，复位弹簧54的一端与转轴52的一侧内壁固定连接，复位弹簧54的另一端与转动槽53的一侧内壁固定连接。

根据上述技术方案，推动块510与推动槽511为滑动配合构件，且推动槽511的内部涂有润滑油。

根据上述技术方案，插接块58与插接槽59为配合构件，且插接块58的一端为锥形。

根据上述技术方案，步骤四中活性物质层的厚度为1mm～50mm。

根据上述技术方案，步骤四中重复进行浸渍、分离、烘干、冷却操作，且烘干的温度为50～80℃，烘干的时间为2h～4h。

基于上述，本发明的优点在于，本发明，该锂硫电池在搬运或安装过程中可通过移动推动块510使插接块58从插接槽59处移开，在复位弹簧54的弹性作用下提手512从提手槽51内弹出，使用者可通过提手512进行提拿搬运锂硫电池，给工作者带来了方便，通过提手512便于后期锂硫电池的镶嵌安装和拆卸更换，在安装移动后可转动提手512，使提手512放置到提手槽51中，转动同时压缩了复位弹簧54，插接块58与顶盖2接触时使插接块58移动到配合槽55中，压缩了推动弹簧56，在插接块58移动到插接槽59时，通过推动弹簧56的弹性作用，使插接块58配合到插接槽59中，实现提手512的固定，使锂硫电池顶盖2平整不影响后期锂硫电池安装后的使用；该锂硫电池的制备工艺，极板式的电芯结构提高了导电性和结构稳定性，降低了离子传输阻力，同时大孔隔离板的结合使用，会极大程度消除短路带来的安全隐患具有良好的倍率性能和循环性能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锂硫电池，包括锂硫电池主体(1)、顶盖(2)、接线柱(3)、接线口(4)、提拿组件(5)、隔板(6)、正极室(7)、负极室(8)、储液室(9)、正极板(10)、负极板(11)、导电板(12)和流动口(13)，其特征在于：所述锂硫电池主体(1)的内部为中空结构，所述锂硫电池主体(1)的内部分布设置有隔板(6)，所述锂硫电池主体(1)的内部通过隔板(6)分隔成正极室(7)、负极室(8)和储液室(9)，所述储液室(9)与正极室(7)和负极室(8)的连接处开设有流动口(13)，所述正极室(7)的内部固定安装有正极板(10)，所述负极室(8)的内部固定安装有负极板(11)，所述锂硫电池主体(1)的顶端外壁上设置有顶盖(2)，所述顶盖(2)的顶端两侧外壁上固定安装有接线柱(3)，所述顶盖(2)的一侧内壁上镶嵌安装有接线口(4)，所述顶盖(2)的内部镶嵌安装有导电板(12)，所述正极板(10)和负极板(11)顶端通过导电板(12)与接线柱(3)和接线口(4)的进线端连接，所述顶盖(2)的顶端外壁设置有提拿组件(5)；

所述提拿组件(5)包括提手槽(51)、转轴(52)、转动槽(53)、复位弹簧(54)、配合槽(55)、推动弹簧(56)、移动块(57)、插接块(58)、插接槽(59)、推动块(510)、推动槽(511)和提手(512)，所述顶盖(2)的顶端外壁开设有提手槽(51)，所述提手槽(51)的内部设置有提手(512)，所述提手(512)呈N型，且提手(512)两端的一侧外壁上固定连接转轴(52)，所述顶盖(2)上提手槽(51)的两侧内部上对应转轴(52)开设有转动槽(53)，所述转轴(52)位于转动槽(53)的内部套接有复位弹簧(54)，所述提手(512)的顶端一侧内部开设有配合槽(55)，所述配合槽(55)的一侧内壁上固定连接有推动弹簧(56)，所述配合槽(55)的内部位于推动弹簧(56)一侧设置有移动块(57)，所述移动块(57)的一侧外壁上固定连接有插接块(58)，所述插接块(58)的一端贯穿于配合槽(55)的外部，所述提手槽(51)的一侧内壁上对应插接块(58)开设有插接槽(59)，所述提手(512)位于配合槽(55)一侧的外壁上开设有推动槽(511)，所述移动块(57)一侧的外壁上固定连接有推动块(510)，所述推动块(510)的一端贯穿于推动槽(511)的外部。

2.一种锂硫电池的制备工艺，包括步骤一，铸模；步骤二，提拿组件设置；步骤三，负极安装；步骤四，正极安装；步骤五，注电解液；步骤六，顶盖安装；步骤七，检测；其特征在于；

其中上述步骤一，根据该锂硫电池外壳和顶盖(2)的内外轮廓设置模具进行铸模成型；

其中上述步骤二，在步骤一中成型的顶盖(2)上方根据提拿组件(5)的结构进行安装提手(512)；

其中上述步骤三，在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成负极室(8)中固定安装有金属锂片做为负极；

其中上述步骤四，1)将铝粉、多孔炭粉混合后通过挤压机压制成型，得到坯块；

2)将坯块与集流体贴合后，在保护气下，在1000～1200℃下熔铸20～30min，得到熔铸复合的集流体和活性物质层；

3)将熔铸复合的集流体和活性物质层置于二硫化碳饱和溶液中浸渍，分离，烘干、冷却，得到正极板(10)；

4)将得到的正极板(10)安装到在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成正极室(7)中；

其中上述步骤五，在步骤一中成型的锂硫电池外壳内形成的储液室(9)中注入电解液。

其中上述步骤六，将步骤五中安装完成后的锂硫电池外壳和步骤二中完成提拿组件(5)安装后的顶盖(2)进行塑封连接，将顶盖(2)上接线柱(3)和接线口(4)电性连接的导电板(12)分别与正极板(10)和负极板(11)固定连接，完成锂硫电池的加工；

其中上述步骤七，将步骤六中完成加工的锂硫电池进行放电和充电检测。

3.根据权利要求1所述的一种锂硫电池，其特征在于：所述复位弹簧(54)的一端与转轴(52)的一侧内壁固定连接，所述复位弹簧(54)的另一端与转动槽(53)的一侧内壁固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池，其特征在于：所述推动块(510)与推动槽(511)为滑动配合构件，且推动槽(511)的内部涂有润滑油。

5.根据权利要求1所述的一种锂硫电池，其特征在于：所述插接块(58)与插接槽(59)为配合构件，且插接块(58)的一端为锥形。

6.根据权利要求2所述的一种锂硫电池的制备工艺，其特征在于：所述步骤四中活性物质层的厚度为1mm～50mm。

7.根据权利要求2所述的一种锂硫电池的制备工艺，其特征在于：所述步骤四中重复进行浸渍、分离、烘干、冷却操作，且烘干的温度为50～80℃，烘干的时间为2h～4h。