CN202651280U - 卷绕式高安全动力电池 - Google Patents

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杨波
刘勇
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Abstract

本实用新型公开了一种安全、可靠，性能稳定的卷绕式高安全动力电池。包括壳体\和芯体，所述芯体为由钴酸锂材料的正极片、陶瓷隔离膜、与石墨材料的负极沿卷绕轴向方向依次往一端移位层叠卷绕构成。

Description

卷绕式高安全动力电池
技术领域
本实用新型涉及一种锂电池，尤其涉及一种卷绕式高安全动力电池。
背景技术
随着锂电越来越广泛的应用于各个领域，特别是在一些特殊领域用电器对功率密度、体积能量密度、安全性能要求较高的领域。目前，制约动力锂电池更好的应用的关键因素主要还是电池的容量和功率，如何提高锂电池可充电使用容量和功率、改善锂电池的功率输出密度、提高体积能量密度、改善电池的使用的安全性和可靠性，是锂电池领域不断发展和追求的目标。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种卷绕式高安全动力电池。该动力电池使用安全、可靠，容量大，性能稳定，功率输出密度高。
本实用新型的技术方案包括壳体，芯体，所述芯体由包括钴酸锂、锰酸锂、三元素材料、镍钴铝酸锂、磷酸亚铁锂、和/或钒酸锂材料的正极片，包括石墨或/和钛酸锂材料的负极片，与陶瓷隔离膜卷绕构成。
所述陶瓷隔离膜包括聚烯烃的微多孔膜层、以及分别设于该聚烯烃的微多孔膜层两面的金属氧化物层。
所述聚烯烃的微多孔膜层包括聚烯烃的微多孔膜材料两面改性的聚合物膜；设于聚烯烃的微多孔膜上的所述金属氧化物层的厚度为1～2μm。
所述芯体由正极片、陶瓷隔离膜与负极片沿卷绕轴向方向依次往一端移位层叠卷绕构成。
分别与所述正、负极片相连接的正、负极耳为正、负板式极耳，所述正、负板式极耳分别自芯体的两端对应于正、负极片的移位部位的壁面与正、负极片整面接触、并以激光整面焊接连接。
所述正、负板式极耳分别自其一端对应与正、负极片的相应的移位部位的壁面整面激光焊接连接。
所述正、负板式极耳呈一U型状，呈U 型状的正、负板式极耳分别自其两端对应与正、负极片的相应的移位部位的壁面整面激光焊接连接。
所述芯体为方形芯体。
所述壳体的盖板的内壁面四周设有与壳体的相应端的四周壳壁端面对应的台阶面；所述壳体为0.1～0.5毫米壁厚的拉伸铝壳，所述拉伸铝壳的内壁面设有绝缘层。
本实用新型锂电池的功率输出密度大，体积能量密度大；特别是采用陶瓷隔离膜，当电池工作或外部原因导致的内部或外部高温时不会存在安全隐患；另外，使用呈板式的极耳并分别与正负极片一面或两面整面激光焊接，可避免正负极片引出部位经常出现的接触不可靠的问题、及因电流过大在焊接部位产生的过热现象；而其壳体结构可以提高密封性能。
附图说明
图1为本实用新型卷绕式高安全动力电池的芯体的结构、及其正负板式极耳与相应的正负极片连接结构示意图；图2为图1仰视图；图3为卷绕式高安全动力电池壳体结构示意图；图4为图3中的端盖结构示意图；图5为本实用新型另一实施例中的正负极片与相应的正负极耳连接结构示意图。
具体实施方式
现通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。
用刮浆恒温干燥方式制作正极片1;将活性物质钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元素材料(LiCoxNiyMnzO2)、和镍钴铝酸锂按一定的比例混合制成正极活性材料，再将该正极活性材料按正极活性材料：粘结剂：导电剂为70～96：2～10：2～20的重量比进行均匀混合制成正极材料浆料，再均匀挂涂该正极材料浆料于8～20微米厚的铝网上，用95～145℃温度恒温干燥该涂有正极材料浆料的铝网制成厚度均匀的正极片。
用刮浆恒温干燥方式按如下步骤制作负极片2：将负极活性物质石墨以石墨：粘结剂：导电剂为70～96：2～10：2～20的重量比制成负极材料浆料，将该负极材料浆料均匀涂敷于作为负极集流体的厚度为8～30微米的铜网或铜箔上，在60～150℃温度内恒温干燥该涂有负极材料浆料的铜网或铜箔制成厚度均匀的负极片。
陶瓷层隔离膜由聚烯烃(Polyolefin)的微多孔膜材料两面改性的聚合物膜，以及涂履于聚烯烃(Polyolefin)的微多孔膜材料两面改性的聚合物膜相对两面上的、厚度为1～2μm的金属氧化物层构成。
电解液的电解质为六氟磷酸锂组成，其溶剂由EC或EC、DMC、和EA组成。
如图1-4所示，由上述制成的正极片1、陶瓷层隔离膜3、以及负极片2沿卷绕轴向方向依次分别逐个往芯体一端移位（错位）层叠卷绕构成方形芯体7。
正板式极耳4自其一端板面整面与靠方形芯体7一端的正极片1端部的错位部位1a的壁面接触、并以激光整面焊接连接，负板式极耳5自其一端板面整面与靠方形芯体7相对另一端的负极片2端部的错位部位2a的壁面接触、并以激光整面焊接连接。
正、负板式极耳4、5的另一端分别由相应的正、负电极柱4a、5a分别自拉伸铝壳6的两端盖板8的绝缘部位处向外引出。
壁厚为0.1～0.5毫米的拉伸铝壳6的内壁面涂覆绝缘层；拉伸铝壳6的两端盖板8内壁面四周设有台阶面10，两端盖板8通过其台阶面10与拉伸铝壳6的相应端的壳壁端面9通过密封件形成凹凸式密封。
如图5所示的本实用新型另一实施例中，正、负板式极耳4、5分别弯曲呈类似于U型状，类似于U型的正板式极耳4自其两端板面分别与靠方形芯体7一端的正极片1端部的错位部位1a的相应的两个壁面以激光整面焊接连接；同样，类似于U型的负板式极耳5自其两端板面与靠芯体7相对另一端的负极片2端部的错位部位2a的相应的两个壁面以激光整面焊接连接。
类似于U型的正、负板式极耳4、5分别自其弯曲部对应与正、负电极柱4a、5a连接，由正、负电极柱4a、5a分别自壳体的两端引出。
基于本卷绕式高安全动力电池的技术方案的其他变形产品均属于本实用新型的保护范围；上述实施例并非本实用新型的具体实施方式的穷举。

Claims (9)

1.一种卷绕式高安全动力电池，包括壳体，芯体，其特征是所述芯体由包括钴酸锂、锰酸锂、三元素材料、镍钴铝酸锂、磷酸亚铁锂、和/或钒酸锂材料的正极片，包括石墨或/和钛酸锂材料的负极片，与陶瓷隔离膜卷绕构成。
2.根据权利要求1所述卷绕式高安全动力电池，其特征是所述陶瓷隔离膜包括聚烯烃的微多孔膜层、以及分别设于该聚烯烃的微多孔膜层两面的金属氧化物层。
3.根据权利要求2所述卷绕式高安全动力电池，其特征是所述聚烯烃的微多孔膜层包括聚烯烃的微多孔膜材料两面改性的聚合物膜；设于聚烯烃的微多孔膜上的所述金属氧化物层的厚度为1～2μm。
4.根据权利要求1所述卷绕式高安全动力电池，其特征是所述芯体由正极片、陶瓷隔离膜与负极片沿卷绕轴向方向依次往一端移位层叠卷绕构成。
5.根据权利要求1或4所述卷绕式高安全动力电池，其特征是分别与所述正、负极片相连接的正、负极耳为正、负板式极耳，所述正、负板式极耳分别自芯体的两端对应于正、负极片的移位部位的壁面与正、负极片整面接触、并以激光整面焊接连接。
6.根据权利要求5所述卷绕式高安全动力电池，其特征是所述正、负板式极耳分别自其一端对应与正、负极片的相应的移位部位的壁面整面激光焊接连接。
7.根据权利要求5所述卷绕式高安全动力电池，其特征是所述正、负板式极耳呈一U型状，呈U 型状的正、负板式极耳分别自其两端对应与正、负极片的相应的移位部位的壁面整面激光焊接连接。
8.根据权利要求1或4所述卷绕式高安全动力电池，其特征是所述芯体为方形芯体。
9.根据权利要求1所述卷绕式高安全动力电池，其特征是所述壳体的盖板的内壁面四周设有与壳体的相应端的四周壳壁端面对应的台阶面；所述壳体为0.1～0.5毫米壁厚的拉伸铝壳，所述拉伸铝壳的内壁面设有绝缘层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103199298A (zh) * 2013-04-01 2013-07-10 谢振华 一种安全陶瓷隔离膜锂电池

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