CN201146222Y - 新型叠片式锂离子二次电池 - Google Patents

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尹屹峰
邱瑞珍
叶茂
刘凤龙
脱佳彬
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Abstract

本实用新型涉及一种新型叠片式锂离子二次电池，包括正极片、隔膜、负极片以及非水电解液置于方形不锈钢电池壳体中，开口部分由电池盖和防爆阀密封；其特征在于所述正极片是由含可嵌入及脱出锂离子的过渡金属复合氧化物为活性物质涂敷在铝箔基体表面而形成，由铝箔基体延伸出来的细颈部分为正极片的集流体；负极片是由含可嵌入及脱出锂离子的碳材料为活性物质涂敷在铜箔基体表面而形成，由铜箔基体延伸出来的细颈部分为负极片的集流体；隔膜呈袋状体，其中密封线位置处于负极片与正极片中间，正极片插入隔膜袋内，且在两个隔膜袋之间设置负极片而形成极芯；正、负极片集流体分别重叠固定连接为一体。本实用新型结构简单，性能可靠，应用广泛。

Description

新型叠片式锂离子二次电池
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子二次电池，特别涉及一种新型叠片式锂离子二次电池。
背景技术
目前，通用的锂离子电池结构有两种，通过隔膜卷绕带状正极和负极制造的圆筒形电芯容纳在圆形电池壳体内的圆柱形锂离子二次电池，或通过隔膜卷绕带状正极和负极制备的电芯经扁平成型后容纳在方形电池外壳内形成的方形锂离子二次电池，这两种设计方式广泛应用在小容量的锂离子二次电池的生产上，但是大容量的锂离子二次电池采用这两种设计方式存在安全问题和不利于大电流放电，现在大容量锂离子二次电池基本上不采用这两种设计结构。
现在大容量锂离子二次电池一般采用叠片式结构或拟叠片式结构，叠片式结构通常采用Z字型折叠，隔膜为带状膜，正、负极片依次放置于隔膜叠缝处而相隔绝缘，这种结构操作简单、便于实现自动化生产，但正、负极片之间容易产生错位而互相接触产生内部短路；拟叠片式结构是将卷绕电芯和叠片式结构结合，将通常制造的卷绕式电芯经过并联后放入方形电池壳体形成大容量的锂离子二次电池，这种方式能大规模生产且可利用现存的卷绕设备，仍然属于传统的卷绕方式电芯，具有卷绕式电芯不利于电池安全性的弊端。
所以设计合理的电池结构和制造方式是大容量锂离子二次电池急需解决的重要问题，在提升电池单体容量的同时增加电池的安全性能和降低电池内阻增加大电流放电性能。
因此，提供一种制造简便、性能可靠的新型叠片式锂离子二次电池，已成为该领域科研人员急需研究开发的新课题之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术中的不足之处，提供一种新型叠片式锂离子二次电池。
为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：一种新型叠片式锂离子二次电池，包括正极片、隔膜、负极片以及非水电解液置于方形不锈钢电池壳体中，开口部分由电池盖和防爆阀密封；其特征在于所述正极片由活性物质涂敷在铝箔基体表面而形成，铝箔基体延伸出来的细颈部分为正极片的集流体；负极片由活性物质涂敷在铜箔基体表面而形成，铜箔基体延伸出来的细颈部分为负极片的集流体；隔膜呈袋状体，其中密封线位置处于负极片与正极片中间，正极片插入隔膜袋内，且在两个隔膜袋之间设置负极片而形成极芯；正、负极片集流体分别重叠固定连接为一体；极芯最外层的两片极片为内侧单面附料的正极片，且此正极片装入隔膜袋中。
所述正、负极片集流体分别重叠固定连接是通过螺栓与极柱连接，且用螺母锁紧；或先将部分集流体与金属片连接，再通过螺栓与极柱连接，用螺母锁紧。
本实用新型的有益效果是：正极片装入隔膜袋中，且隔膜袋有热压成型的限位密封线，起到封装和固定正极片作用，当由于外力作用下，正、负极片产生错位后，由于正极片全包裹在隔膜袋中，正、负极片不会互相接触，产生内部短路，有利于提高叠片式锂离子二次电池的安全性能。其结构简单，性能可靠，其制造成本低，应用范围广。
附图说明
图1是本实用新型极片结构示意图；
图2是本实用新型隔膜袋结构示意图；
图3是本实用新型正、负极片和隔膜袋形成极芯的结构示意图。
图中：1正极片，2负极片，3隔膜袋，4集流体。
具体实施方式
以下结合附图和较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：
如图1～图3所示，一种新型叠片式锂离子二次电池，包括正极片1、隔膜、负极片2以及非水电解液置于方形不锈钢电池壳体中，开口部分由电池盖和防爆阀密封；其特征在于所述正极片1是由含可嵌入及脱出锂离子的过渡金属复合氧化物为活性物质涂敷在铝箔基体表面而形成，由铝箔基体延伸出来的细颈部分为正极片1的集流体4；负极片2是由含可嵌入及脱出锂离子的碳材料为活性物质涂敷在铜箔基体表面而形成，由铜箔基体延伸出来的细颈部分为负极片2的集流体4；隔膜呈袋状体，将两片裁好的一定尺寸隔膜，经金属模具热压成型密封，其中密封线位置处于负极片2与正极片1中间，起到固定正极片1位置作用；正极片1插入隔膜袋3内，且在两个隔膜袋3之间设置负极片2而形成极芯；正、负极片2集流体4分别重叠固定连接为一体；极芯最外层的两片极片为内侧单面附料的正极片1，且此正极片1装入隔膜袋3中。
所述正、负极片2集流体4分别重叠固定连接是通过螺栓与极柱连接，且用螺母锁紧；或先将部分集流体4与金属片连接，再通过螺栓与极柱连接，用螺母锁紧。
本实用新型新型叠片式锂离子二次电池正极片的制备：将LiMn2O4粉末与导电石墨、PVDF混合后，均匀分散在N-甲基吡咯烷酮中，形成膏状浆料，然后均匀间隔地涂敷在0.02mm厚的铝箔两面上，经烘干除去溶剂，并碾压，剪切形成正极片，极片尺寸为103×125×0.18mm；正极片集流体是将两片活性物质间的铝箔剪裁成型得到，如图1所示。
本实用新型新型叠片式锂离子二次电池负极片的制备：将人工石墨粉与导电石墨、PVDF混合后，均匀分散在N-甲基吡咯烷酮中，形成膏状浆料，然后均匀间隔地涂敷在0.01mm厚的铜箔两面上，经烘干除去溶剂，并碾压，剪切形成负极片，极片尺寸为107×129×0.11mm；负极片集流体是将两片活性物质间的铜箔剪裁成型得到。
本实用新型新型叠片式锂离子二次电池隔膜袋的制备：将隔膜裁切成尺寸111×135mm的小片，再将两片隔膜经热压成型，将隔膜的三面密封，密封成型的位置在正极片和负极片之间，密封线的尺寸为105×127，如图2所示。
本实用新型新型叠片式锂离子二次电池的装配过程：将正极片装入到隔膜袋中，在两个装有正极片的隔膜袋中间放入负极片，依次累加形成极芯，如图3所示，将装配好的极芯放入到方形不锈钢电池壳中，注入含有电解质LiPF6的有机电解液，装配电池盖体并焊接密封得到叠片式锂离子二次电池。
本实用新型是有利于正极定位和避免因正负极片互相接触而产生内部短路的安全性较高的叠片式锂离子二次电池。
上述参照实施例对该新型叠片式锂离子二次电池进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可根据需要制成各种不同的规格，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1、一种新型叠片式锂离子二次电池，包括正极片、隔膜、负极片以及非水电解液置于方形不锈钢电池壳体中，开口部分由电池盖和防爆阀密封；其特征在于所述正极片由活性物质涂敷在铝箔基体表面而形成，铝箔基体延伸出来的细颈部分为正极片的集流体；负极片由活性物质涂敷在铜箔基体表面而形成，铜箔基体延伸出来的细颈部分为负极片的集流体；隔膜呈袋状体，其中密封线位置处于负极片与正极片中间，正极片插入隔膜袋内，且在两个隔膜袋之间设置负极片而形成极芯；正、负极片集流体分别重叠固定连接为一体；极芯最外层的两片极片为内侧单面附料的正极片，且此正极片装入隔膜袋中。
2、根据权利要求1所述的新型叠片式锂离子二次电池，其特征在于所述正、负极片集流体分别重叠固定连接是通过螺栓与极柱连接，且用螺母锁紧；或先将部分集流体与金属片连接，再通过螺栓与极柱连接，用螺母锁紧。
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