CN202094238U - 一种含有卷绕管的圆柱形电池 - Google Patents

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王维坤
苑克国
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Abstract

本实用新型属于电器装置领域，特别涉及一种含有卷绕管的圆柱形电池，该圆柱电池的中心含有一种卷绕管(4)，该卷绕管是用聚丙烯、聚四氟乙烯、不锈钢或陶瓷材料制成的、管壁有若干透液小孔(5)的圆形管，金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、碳材料、钛酸锂或碳-金属复合材料作负极(3)；钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂能脱/嵌锂离子的化合物或其它氧化物、硫化物、氢氧化物作正极(1)；每个负极(3)和正极(1)的两面紧贴可通过离子的绝缘隔膜(2)，以该卷绕管(4)为卷绕轴，按正极(1)、隔膜(2)、负极(3)的顺序卷绕，构成电池，用外壳(6)将电解液密封在电池之内。这种电池具有较高的比功率和比能量，可作为各种武器装备和交通工具的储能装置，变电站所、核反应堆控制、航天通讯设施的应急电源等，具有寿命长、成本低、免维护等特点。

Description

一种含有卷绕管的圆柱形电池
技术领域
本实用新型属于电器装置中的一种电池。可以作为各种武器装备和交通工具的储能装置，以及各类变电站所、医院手术室、核反应堆控制、防护设施、航天通讯设施、无线电通讯的不间断电源、应急电源等。 
背景技术
在现有的卷绕式圆柱电池制备过程中，都是以圆形卷针为卷绕轴，在按正极、隔膜、负极的顺序卷绕构成电池后，将卷针抽出，致使电池中心处的正极、隔膜、负极松动，电池的松紧度发生变化，使电池内阻增大，从而导致电池的高倍率充电/放电特性变差，比功率不高，循环寿命降低，使用受到很大限制，不适合在天基武器、电动车等设备上使用。 
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有圆柱电池的上述缺陷而设计的一种含有卷绕管的圆柱形电池，该卷绕管4是用聚丙烯、聚四氟乙烯、不锈钢、陶瓷材料制成的管壁有若干透液小孔5的圆管，注入电池中的电解液能通过小孔5向电极和隔膜中扩散，该卷绕管能使电池具有松紧度不变化、内阻低、比功率高、循环寿命长等优点。 
本实用新型是依靠下述技术实现的：使用金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、碳材料、钛酸锂(Li4Ti5O12)、碳-金属复合材料作负极3，钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂能脱/嵌锂离子的化合物或其它氧化物、硫化物、氢氧化物作正极1，每个负极3和正极1的两面紧贴可通过离子的绝缘隔膜2，以聚丙烯、聚四氟乙烯、不锈钢、陶瓷材料制成的管壁有若干透液小孔5的圆管4为卷绕轴，按正极1、隔膜2、负极3的顺序卷绕构成电池后，该圆管4留在电池中不被抽出，用外壳6将电解液密封在电池之内。电解液有两类：一类是六氟磷酸锂(LiPF6)为溶质，碳酸丙烯酯(PC)和碳酸乙烯酯(EC)及碳酸二乙酯(DEC)的混合液为溶剂配制而成的0.5～1.5M溶液；第二类是25～45％氢氧化钾溶液。所制成的电池比能量达60Wh/kg以上。 
本实用新型所述的电池的负极可以为中间相碳微球、改性天然石墨、硬碳、碳纳米管、碳纳米纤维，或金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、钛酸锂(Li4Ti5O12)、碳-金属复合材料。正极为钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂能脱/嵌锂离子的化合物或其它氧化物、硫化物、氢氧化物。电极的制造可以是涂制法，也可以是烧结法。 
这种电池具有比能量和比功率高、寿命长、成本低、免维护等特点。 
附图说明
图1含有卷绕圆管的圆柱形电池示意图 
1.正极，2.隔膜，3.负极，4.卷绕圆管，5.透液小孔，6.外壳。 
具体实施方式
实施例 
把中间相碳微球、导电乙炔黑、PVDF按一定比例混合制成浆料，涂覆在负极集流体铜箔上，经干燥、辊压等工序制成厚140μm，宽100mm，长700mm的负极；把锰酸锂、Super P、KS6、PVDF按一定比例混合制成浆料，涂覆在正极集流体铝箔上，经干燥、辊压等工序制成厚160μm，宽100mm，长850mm的正极，以管壁有透液小孔的陶瓷圆管为卷绕轴，按正极、隔膜、负极的顺序卷绕成电芯，之后加入1.0M LiPF6/PC+EC+DEC电解液，组装成圆柱形电池。电池比能量达到110Wh/kg以上，循环寿命达1000次以上。 

Claims (2)

1.一种含有卷绕管的圆柱形电池，其特征是该圆柱电池的中心含有一种卷绕管(4)，该卷绕管是用聚丙烯、聚四氟乙烯、不锈钢或陶瓷材料制成的、管壁有若干透液小孔(5)的圆形管，金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、碳材料、钛酸锂或碳-金属复合材料作负极(3)；钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂能脱/嵌锂离子的化合物或其它氧化物、硫化物、氢氧化物作正极(1)；每个负极(3)和正极(1)的两面紧贴可通过离子的绝缘隔膜(2)，以该卷绕管(4)为卷绕轴，按正极(1)、隔膜(2)、负极(3)的顺序卷绕，构成电池，用外壳(6)将电解液密封在电池之内。
2.按照权利要求1所述的圆柱形电池，其特征在于：作为负极(3)的碳材料为中间相碳微球、改性天然石墨、硬碳、碳纳米管或碳纳米纤维。 
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CN103447298A (zh) * 2012-05-07 2013-12-18 伯恩哈德·施图斯 用于制造金属多层复合材料,尤其是带状多层复合材料的方法

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US9440417B2 (en) 2012-05-07 2016-09-13 Bernhard STUTH Method of making a metal-strip laminate
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