CN202585640U - 一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，包括铝外壳和设置于铝外壳内部的卷芯，所述铝外壳和卷芯均为圆柱形；所述卷芯由正极片、负极片、隔膜卷绕而成，隔膜位于正极片和负极片之间；所述正极片包括正极集流体，正极集流体上涂覆有镍钴酸锂材料层；所述负极片包括负极集流体，负极集流体上涂覆有石墨材料层；所述铝外壳顶部设置有上盖铆钉负极，铝外壳底部设置有底部正极，具有成本低、电化学容量高、散热效果好、重量轻、无环境污染、安全的优点。

Description

一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池。

背景技术

目前，商业化锂离子电池均采用LiCoO₂ 作为正极材料，LiCoO₂由于其电性能优良、制备简单、工业化生产容易操作等优点，始终占据着大量市场，但是钴资源短缺、价格较高、材料热稳定性较差、存在着安全问题，这些问题均使得钴酸锂材料难以成为大型锂电池的选择，同时，现有的商业化锂离子电池还存在电化学容量低、散热效果不够好、本身重量较重、有环境污染的缺点，使得开发另一种新型的商业化锂离子电池正极材料迫在眉睫。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，具有成本低、电化学容量高、散热效果好、重量轻、无环境污染、安全的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，它包括铝外壳和设置于铝外壳内部的卷芯，所述铝外壳和卷芯均为圆柱形；所述卷芯由正极片、负极片、隔膜卷绕而成，隔膜位于正极片和负极片之间；所述正极片包括正极集流体，正极集流体上涂覆有镍钴酸锂材料层；所述负极片包括负极集流体，负极集流体上涂覆有石墨材料层；所述铝外壳顶部设置有上盖铆钉负极，铝外壳底部设置有底部正极。

进一步的，所述正极集流体为铝箔，铝箔厚度为15μm～20μm。

更进一步的，所述负极集流体为铜箔，铜箔厚度为10μm～15μm。

更进一步的，所述隔膜厚度为10μm～25μm。

本实用新型有益效果为：本实用新型所述一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，具有成本低、电化学容量高、散热效果好、重量轻、无环境污染、安全的优点。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：如图1所示，本实用新型所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，其结构为，它包括铝外壳1和设置于铝外壳1内部的卷芯，所述铝外壳1和卷芯均为圆柱形；所述卷芯由正极片4、负极片5、隔膜6卷绕而成，隔膜6位于正极片4和负极片5之间；所述正极片4包括正极集流体，正极集流体上涂覆有镍钴酸锂材料层，镍钴酸锂材料层由正极材料涂覆而成；所述负极片5包括负极集流体，负极集流体上涂覆有石墨材料层，石墨材料层由负极材料涂覆而成；所述铝外壳1顶部设置有上盖铆钉负极2，铝外壳1底部设置有底部正极3。正极材料采用镍钴酸锂，正极集流体采用铝箔，正极材料加入导电剂如导电石墨、碳黑、乙炔黑等，以及加入粘结剂如聚偏二氟乙烯、水溶性橡胶等。负极材料采用石墨，负极集流体采用铜箔，同样负极材料也加入上述导电剂和粘结剂。铝外壳1注入有电解液，电解液为有机电解质，有机系电解质的溶质为锂盐，其浓度为1摩尔/升～2摩尔/升，溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯等单组分溶剂，或其中几种组合的混合溶剂，可有效提高电化学容量高。

作为优选的实施方式，所述正极集流体为铝箔，铝箔厚度为15μm～20μm，优选为16μm 或18μm；所述负极集流体为铜箔，铜箔厚度为10μm～15μm，优选为12μm或14μm；所述隔膜6厚度为10μm～25μm，优选为15μm 或20μm；它们的厚度范围使得正极片4、负极片5、隔膜6更容易经过卷绕制成圆柱形卷芯，使得圆柱形卷芯可由更多的正极片4、负极片5和隔膜6制成，增大了电池的电化学容量。

本实用新型所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，由于镍钴酸锂具有与钴酸锂相似的层状结构，这种材料成本较低，电化学容量高，制备简单，成为最有可能取代钴酸锂的锂离子电池正极材料之一。为了更进一步提高镍钴酸锂电池的安全性及本身质量，其外壳为铝外壳1，铝的密度相对铁较轻，且散热性能更好，从而更有效减少电池的相对重量，并提高电池本身的安全性能。

各种类型电池的性能比较如下：镍镉电池的质量比容量为45Wh/kg，体积比能量为129Wh/L，环境适应性为“污染”，安全性为“安全”，循环寿命为500次；镍氢电池的质量比容量为60Wh/kg，体积比能量为320Wh/L，环境适应性为“无污染”，安全性为“安全”，循环寿命为500次；锂离子电池中的钴酸锂电池，其质量比容量为110Wh/kg，体积比能量为460Wh/L，环境适应性为“无污染”，安全性为“可能燃烧或爆炸”，循环寿命为500-800次；锂离子电池如本实用新型所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，其质量比容量为115Wh/kg，体积比能量为520Wh/L，环境适应性为“安全”，安全性为“安全”，循环寿命为≥1000次。从上述比较可看出，本实用新型所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，具有成本低、电化学容量高、散热效果好、重量轻、无环境污染、安生性能稳定的优点，也大大提高了生产效率，降低了材料成本。综上所述，本实用新型所述一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，具有成本低、电化学容量高、散热效果好、重量轻、无环境污染、安全的优点。本实用新型所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，可以为多种型号，可以为多种容量。

本实用新型所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，其镍钴酸锂材料层的材料按如下重量百分比进行配比：

    镍钴酸锂：90%～96% 

    导电剂：2%～5% 

    粘结剂：2%～5% ；  

其石墨材料层的材料按如下重量百分比进行配比：

    石墨粉：92%～97%

    导电剂：2%～4%

   粘结剂：1%～4%；

其中，所述导电剂为导电石墨、碳黑或乙炔黑；所述粘结剂为聚偏二氟乙烯或水溶性橡胶，其中由于镍钴酸锂具有与钴酸锂相似的层状结构，这种材料成本较低，电化学容量高，制备简单。

作为优选的实施方式，所述镍钴酸锂材料层的材料按如下重量百分比进行配比：

     镍钴酸锂：92% 

     导电剂：4% 

     粘结剂：4% 。

作为优选的实施方式，所述镍钴酸锂材料层的材料按如下重量百分比进行配比：

     镍钴酸锂：94% 

     导电剂：3% 

     粘结剂：3% 。

作为优选的实施方式，所述石墨材料层的材料按如下重量百分比进行配比：

     石墨粉：95%

     导电剂：3%

     粘结剂：2% 。

作为优选的实施方式，所述石墨材料层的材料按如下重量百分比进行配比：

     石墨粉：94%

     导电剂：3%

    粘结剂：3% 。

采用上述材料配方制成镍钴酸锂铝壳圆柱电池具有成本低、电化学容量高、散热效果好、重量轻、无环境污染、安全的优点。

本实用新型所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池的制作工艺流程为：配料、涂布、烘烤、辊压、电池极片制作、烘烤、正负极卷绕、上盖装配激光焊、烘烤、注液、化成、分容。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (4)

1.一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，其特征在于：它包括铝外壳（1）和设置于铝外壳（1）内部的卷芯，所述铝外壳（1）和卷芯均为圆柱形；所述卷芯由正极片（4）、负极片（5）、隔膜（6）卷绕而成，隔膜（6）位于正极片（4）和负极片（5）之间；所述正极片（4）包括正极集流体，正极集流体上涂覆有镍钴酸锂材料层；所述负极片（5）包括负极集流体，负极集流体上涂覆有石墨材料层；所述铝外壳（1）顶部设置有上盖铆钉负极（2），铝外壳（1）底部设置有底部正极（3）。

2.根据权利要求1所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，其特征在于：所述正极集流体为铝箔，铝箔厚度为15μm～20μm。

3.根据权利要求2所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，其特征在于：所述负极集流体为铜箔，铜箔厚度为10μm～15μm。

4.根据权利要求3所述的一种镍钴酸锂铝壳圆柱电池，其特征在于：所述隔膜（6）厚度为10μm～25μm。

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