CN201749901U - 一种钢壳或铝壳锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种钢壳或铝壳锂离子电池，旨在改善传统含电解液锂离子电池结构，提供一种使用氟橡胶胶冒作为注液口密封帽使用，又作为防爆阀使用的锂离子电池。该锂离子电池在注液口上设置有氟橡胶胶冒，氟橡胶胶冒不与电池液发生化学反应，且具有一定的弹性；装配时先对电池内部抽真空，再安装氟橡胶胶冒，氟橡胶胶冒便能在一个大气压下很好地稳固在注液口上；当电池内部由于产气造成内外压差达到一定范围时，氟橡胶胶冒便自动崩开，所以注液口与氟橡胶胶冒可以作为防爆阀。当电池使用一段时间后，可拔开氟橡胶胶冒进行维护，在密闭环境中对电池补注电解液。

Description

一种钢壳或铝壳锂离子电池
技术领域
本实用新型涉及一种钢壳或铝壳锂离子电池，尤其是指一种使用氟橡胶胶冒作为注液口密封帽使用，又作为防爆阀使用的锂离子电池，属于基本电器元件领域。
背景技术
目前，生产大容量锂离子电池的厂家多数是采用方形的钢壳或铝壳作为锂离子电池外壳，钢壳和铝壳锂离子电池在化成时，一般采用闭口或开口化成方式。闭口化成，化成产气没有排除，部分气体如氟化氢会产生副反应，另外积存的气体再加上电池使用后产生的气体累积到一定程度会导致电池膨胀和电池结构松动，影响电池性能。采用开口化成方式，必须要严格控制制造环境，一旦有水份进入电池内部，将会严重影响到电池的性能。锂离子电池在循环使用过程中，电解液在消耗，一方面电池的反应在不断消耗电解液，像SEI膜的溶解重生成过程，另一方面，电池的活性物质在不断的循环反应后粒度将越来越小，因为熵变大于零，那么活性物质比表面积就会增大，需要的电解液量将会增多，所以电解液量相对减少了，而电解液量相对减少的话，电池的循环性能将会越来越差。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对背景技术存在的缺陷，设计提供了一种钢壳或铝壳锂离子电池，该锂离子电池在注液口上设置有氟橡胶胶冒，氟橡胶胶冒不与电池液发生化学反应，且具有一定的弹性；装配时先对电池内部抽真空，再安装氟橡胶胶冒，氟橡胶胶冒便能在一个大气压下很好地稳固在注液口上；当电池内部由于产气造成内外压差达到一定范围时，氟橡胶胶冒便自动崩开，所以注液口与氟橡胶胶冒可以作为防爆阀。当电池使用一段时间后，可拔开氟橡胶胶冒进行维护，在密闭环境中对电池补注电解液。
为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术手段实现的：
一种钢壳或铝壳锂离子电池，包括有电池壳体、注液口、氟橡胶胶冒、右极柱、左极柱、密封连接圈、真空系统主要部分，其中：电池壳体外形呈立方体形状，在电池壳体的上端设置有注液口，在注液口上设置有氟橡胶胶冒，在注液口的右侧设置有右极柱，在注液口的左侧设置有左极柱；所述的右极柱既可以作为正极，也可以作为负极，所述的左极柱既可以作为正极，也可以作为负极；在该锂离子电池化成过程中或进行二次维护时，在注液口上设置有密封连接圈，真空系统通过密封连接圈和该锂离子电池连接；
所述的氟橡胶胶冒不与电池液发生化学反应，且具有一定的弹性，当电池内部由于产气造成内外压差达到一定范围时，氟橡胶胶冒便自动崩开；
所述的真空系统，在该锂离子电池化成过程中，将电池化成时产气及时抽除；在电池在使用一段时间后由于电解量不足导致循环性能骤降，可拔开氟橡胶胶冒，使用真空系统对锂离子电池抽真空，在密闭环境中对电池进行二次注液。
本实用新型主要具有以下积极效果和技术特征：
一种钢壳或铝壳锂离子电池，结构合理、工艺简单、改善了传统含电解液锂离子电池因内部产气导致电池膨胀和电池结构松动的问题，并可对电池进行二次维护，延长了含电解液锂离子电池的使用寿命，此锂离子电池可作为可维护型锂离子电池使用；材料选择既保证了技术性能，又降低了成本，革新了可含电解液锂离子电池的结构方式，提高了含电解液锂离子电池的使用性能。
附图说明
图1是该锂离子电池的主视图；
图2是该锂离子电池化成和维护时的结构图；
图3是该锂离子循环测试曲线图及补液后循环测试曲线图；
如图所示，图中的阿拉伯数字表示如下：
1.电池壳体、2.注液口、3.氟橡胶胶冒、4.右极柱、5.左极柱、6.密封连接圈、7.真空系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：
如图1、图2所示，本实用新型的锂离子电池与常规锂离子电池相同，包括正极片、负极片、隔膜形成的极芯组件及电解液共同收纳在电池壳体1内，并和盖板一起密封。其中，极芯组件是由正负极片及隔膜叠片或卷绕而成。
设计并制作本实用新型的方形钢壳或铝壳电池1875130，即厚度为18mm，宽度为75mm，高度为130mm，电池设计容量为10Ah，电池正极：采用锰酸锂未活性物质，导电剂为乙炔黑，粘结剂为PVDF，按重量比94∶3∶3在NMP里面均匀混合，在厚度为20μm的铝箔上双面涂覆，烘烤干燥进行辊压制片；电池负极：活性物质采用人造石墨，导电剂为乙炔黑，粘结剂为SBR，按重量比95∶1∶4在去离子水里均匀混合，在厚度为12μm的铜箔上双面涂覆，烘烤干燥后进行辊压制片；隔膜使用的是40μm的PP/PE/PP三层材质隔膜；电池壳体1采用时厚度为0.5mm的不锈钢材质。
实施例1：
电池化成时，将注液口2与真空系统7连接，如图2，真空度设置在-0.03MPa～-0.04MPa。
实施例2：
将循环500次后的电池进行补注液，按0.5g/Ah进行补注，然后再进行循环测试。循环制度为：
1、搁置5分钟；
2、恒流10A充到电压4.2V；
3、恒压4.2V到电流100mA；
4、搁置5分钟；
5、恒流10A放到电压3V；
6、跳转到第1步。
对比例1：
电池化成时，采用闭口化成方式。
对比例2：
电池化成时，采用开口预化成，然后闭口化成。开口预化成在露点温度-30℃干燥房中进行。
将上述实施例与对比例进行数据分析，如下：
表1
Figure BSA00000271275800041
由上表可看出，本发明的电池，容量达到要求，内阻和循环性能相对对比例有优势。
实施例2的数据见图3，电池在循环第600次后补液，容量有明显反弹，另外循环衰减速率有明显减小，寿命延长作用明显。

Claims (2)

1.一种钢壳或铝壳锂离子电池，它包括：电池壳体(1)、注液口(2)、氟橡胶胶冒(3)、右极柱(4)、左极柱(5)组成部分，其特征在于：电池壳体(1)的外形呈立方体形状，在电池壳体(1)的上端设置有注液口(2)，在注液口(2)上设置有氟橡胶胶冒(3)，在注液口(2)的右侧设置有右极柱(4)，在注液口(2)的左侧设置有左极柱(5)。
2.根据权利要求1所述的一种钢壳或铝壳锂离子电池，其特征在于：在该锂离子电池化成过程中或进行二次维护时，在注液口(2)上设置有密封连接圈(6)，真空系统(7)通过密封连接圈(6)和该锂离子电池连接。 
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