CN202178323U - 一种全极耳圆柱电池 - Google Patents

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王维坤
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Abstract

本实用新型属于电器装置领域，特别涉及到一种全极耳圆柱电池，电池单元由卷绕管、正负极及隔膜卷绕而成的电芯，正负极集流片，正负极盖帽，电解液和壳体组成。电池正负极极片涂布时，预留不涂布活性物质的侧边作为电池全极耳。电芯卷绕完成后，两端以螺母将集流片与电芯固定，并以焊机将集流片与全极耳焊接到一起。这种电池生产工艺简单，具有较高的比功率和比能量，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，具有寿命长、成本低、免维护等特点。

Description

一种全极耳圆柱电池
技术领域
本实用新型属于电器装置中的一种全极耳圆柱电池。该种电池具有工艺简单、倍率性能好的特点，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
在现有的圆柱电池生产技术中，极片采取的是全涂覆的方式，极片裁剪后再焊接导电片作为极耳，不仅增加了工艺的复杂性，而且由于极耳面积有限，电池内阻较大，电池高倍率充电/放电特性差，比功率不高，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重新设计的一种全极耳圆柱电池，具有比功率较高、成本较低、工艺简单、适于规模生产等优点。
本实用新型是依靠下述技术实现的：该电池包括正极盖帽1、正极集流片2、正极全极耳3、卷绕管4、正极5、隔膜6、外壳7、负极8、负极全极耳9、负极集流片10、螺母11、负极盖帽12，其中：正极全极耳3、卷绕管4、正极5、隔膜6、负极8、负极全极耳9一起构成该电池的电芯；电池极片涂布时预留部分未涂覆活性物质的侧面作为电池正负极全极耳3、9，以卷绕管4为轴按照正极5、隔膜6、负极8的顺序卷绕成电芯后，卷绕管4的两端分别套入正负极集流片2、10，以螺母11将正负极集流片与电芯紧固连接后，再将正负极集流片与电芯预留的正负极全极耳焊接到一起，最后将电池正负极盖帽与正负极集流片焊接到一起，装入外壳7后注入电解液密封即构成电池。
本实用新型卷绕管4为陶瓷、橡胶或塑料。卷绕管4的两端加工有螺纹。
本实用新型正负极集流片与电芯预留的正负极全极耳焊接的方式为超声焊接或激光焊接。正负极集流片与正负极盖帽之间焊接的方式为超声焊接或激光焊接。
本实用新型使用金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、碳材料、钛酸锂(Li4Ti5O12)或碳-金属复合材料作负极8；钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂或磷酸亚铁锂能脱/嵌锂离子的化合物，其它氧化物，硫化物，或氢氧化物作正极5；每个负极8和正极5的两面紧贴一层可通过离子的绝缘隔膜6，卷针上套一个卷绕管4。
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。所制成的电池的放电电压大于1.5V，比能量达40Wh/kg以上，比功率达2000W/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。
本实用新型电池具有较高的比能量和比功率，，具有寿命长、成本低、免维护等特点。
附图说明
图1全极耳圆柱电池示意图
1.正极盖帽，2.正极集流片，3.正极全极耳，4.卷绕管，5.正极，6.隔膜，7.外壳，8.负极，9.负极全极耳，10.负极集流片，11.螺母，12.负极盖帽。
图2卷绕管示意图
4.卷绕管。
具体实施方式
实施例1
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(未涂覆浆料的15mm侧边作极耳)，长800mm的负极；把磷酸亚铁锂、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(未涂覆浆料的15mm侧边作极耳)，长950mm的正极，依正极、隔膜、负极的顺序卷绕成电芯，未涂覆电极材料的铜箔、铝箔侧边焊在导电环或导电片上，装入电池壳体，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70Wh/kg，比功率达到3000W/kg。

Claims (5)

1.一种全极耳圆柱电池，其特征在于该电池包括正极盖帽(1)、正极集流片(2)、正极全极耳(3)、卷绕管(4)、正极(5)、隔膜(6)、外壳(7)、负极(8)、负极全极耳(9)、负极集流片(10)、螺母(11)、负极盖帽(12)；正极全极耳(3)、卷绕管(4)、正极(5)、隔膜(6)、负极(8)、负极全极耳(9)一起构成该电池的电芯；电池极片涂布时预留部分未涂覆活性物质的侧面作为电池正负极全极耳(3，9)，以卷绕管(4)为轴按照正极(5)、隔膜(6)、负极(8)的顺序卷绕成电芯后，卷绕管(4)的两端分别套入正负极集流片(2，10)，以螺母(11)将正负极集流片(2，10)与电芯紧固连接后，再将正负极集流片(2，10)与电芯预留的正负极全极耳(3，9)焊接到一起，最后将电池正负极盖帽(1，12)与正负极集流片(2，10)焊接到一起，装入外壳(7)后注入电解液密封即构成电池。
2.按照权利要求1所述的全极耳圆柱电池，其特征在于卷绕管(4)为陶瓷、橡胶或塑料。
3.按照权利要求1所述的全极耳圆柱电池，其特征在于卷绕管(4)的两端加工有螺纹。
4.按照权利要求1所述的全极耳圆柱电池，其特征在于正负极集流片(2，10)与电芯预留的正负极全极耳(3，9)焊接的方式为超声焊接或激光焊接。
5.按照权利要求1所述的全极耳圆柱电池，其特征在于正负极集流片(2，10)与正负极盖帽(1，12)之间焊接的方式为超声焊接或激光焊接。
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