CN206516714U - 一种新型高电压方形锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型高电压方形锂离子电池，包括方柱体型铝塑复合膜外壳、设置于外壳内部的电解液、正极片、负极片、正极片和负极片之间的电极隔膜带；正极片上焊接铝正极耳；负极片焊接镍负极耳，正极片包括金属铝箔以及涂覆于该金属铝箔上的正极活性材料层；负极片包括金属铜箔以及涂覆于该金属铜箔上的负极活性材料层；电极隔膜带为9‑20μm厚度范围的陶瓷隔膜，正极活性材料层包括厚度范围为14‑18μm的改性钴酸锂层以及厚度范围为10‑14μm的改性镍钴锰酸锂层，在注液孔部位焊接有起密封作用的钢珠；外壳底部厚度比钢珠直径大0.15‑0.25mm；该所述外壳的宽度小于25mm，本结构设计使得该锂电池具有高容量密度，同时具有良好的循环、高温、安全等性能。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种具有良好的循环、高温、安全性能的新型高电压方形锂离子电池。
[背景技术]
随着智能手机终端功能的丰富，以及消费者对使用体验(例如画面的细腻程度、游戏的流畅性、续航时间的长短等)要求的日益提升，对锂离子电池的容量要求越来越高，受到终端个体轻薄化趋势的限制，在无法提升产品体积的前提下，提高锂离子电池的单位体积能量密度成为对电芯产品的迫切需求。提升锂离子电池容量有以下几种方法：①提高正极或负极压实密度；②提高正极或负极活性物质含量；③减少铜箔、铝箔或隔膜的厚度；④提高电池的工作电压等。目前前3种方法在产品中基本都已应用，而提高工作电压将作为提高容量的另一种方法。
锂离子电池大多是在3.0V-4.2V或3.0V-4.35V之间进行充放电，目前也有提高充电电压至4.4V 的产品，提高充电电压虽可以明显的增加锂离子电池的放电容量和放电平台，但是充电电压越高，锂离子电池正极材料结构越不稳定，导致电池的循环性能、高温储存性能、安全性能等都会下降。
基于上述问题，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。
[实用新型内容]
为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种具有良好的循环、高温、安全性能的新型高电压方形锂离子电池。
本实用新型解决技术问题的方案是提供一种新型高电压方形锂离子电池，包括方柱体型铝塑复合膜外壳、设置于外壳内部的电解液、正极片、负极片、正极片和负极片之间的电极隔膜带；所述正极片、电极隔膜带、负极片卷绕式设置于该铝塑复合膜外壳内部；所述正极片上焊接铝正极耳；所述负极片焊接镍负极耳；
所述正极片包括金属铝箔以及涂覆于该金属铝箔上的正极活性材料层，所述金属铝箔的厚度范围为 10-16μm；所述负极片包括金属铜箔以及涂覆于该金属铜箔上的负极活性材料层；所述金属铜箔的厚度范围为6-10μm；
所述电极隔膜带为9-20μm厚度范围的陶瓷隔膜；
所述正极活性材料层包括厚度范围为14-18μm的改性钴酸锂层以及厚度范围为10-14μm的改性镍钴锰酸锂层；
所述外壳底部开设有与外壳内部储液体空间连通的注液孔，在所述注液孔部位焊接有起密封作用的钢珠；所述外壳底部厚度比钢珠直径大0.15-0.25mm；该所述外壳的宽度小于25mm。
优选地，所述电解液为耐4.5V以上高电压的电解液。
优选地，所述正极片、电极隔膜带和负极片的卷绕式结构上方设置有导电板，且在所述导电板上侧设置厚度范围为1.5-3mm的绝缘橡胶层；所述铝正极耳与导电板相连，所述导电板与设置于外壳外部的正极柱相连；所述镍负极耳与设置于外壳底部的负极板相连。
优选地，所述正极片上开设有若干个矩阵式设置的通孔；所述通孔的空隙率为50-60％，且通孔的直径范围为1.5-2.5mm。
优选地，所述负极片的镍负极耳部位设置负极绝缘胶纸，负极绝缘胶纸包住负极片靠近镍负极耳的端部以及镍负极耳；所述正极片的铝正极耳部位设置正极绝缘胶纸，正极绝缘胶纸包住正极片靠近铝正极耳的端部以及正极极耳。
优选地，所述铝塑复合膜外壳的厚度范围为0.35-0.45mm。
与现有技术相比，本实用新型一种新型高电压方形锂离子电池通过在所述外壳内部设置电解液、正极片、负极片、正极片和负极片之间的电极隔膜带，且在正极片上焊接铝正极耳，负极片焊接镍负极耳，在正极片上涂覆正极活性材料层，负极片涂覆负极活性材料层，正极活性材料层包括厚度范围为14-18 μm的改性钴酸锂层以及厚度范围为10-14μm的改性镍钴锰酸锂层，这样的结构设计使得该锂电池具有高容量密度，同时具有良好的循环、高温、安全等性能。
[附图说明]
图1是本实用新型一种新型高电压方形锂离子电池的立体结构示意图。
图2是本实用新型一种新型高电压方形锂离子电池的层状结构示意图。
[具体实施方式]
为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。
请参阅图1至图2，本实用新型一种新型高电压方形锂离子电池1包括方柱体型铝塑复合膜外壳11、设置于外壳11内部的电解液、正极片111、负极片115、正极片111和负极片115之间的电极隔膜带113；所述正极片111、电极隔膜带113、负极片115卷绕式设置于该铝塑复合膜外壳11内部；所述正极片111上焊接铝正极耳；所述负极片115焊接镍负极耳；
所述正极片111包括金属铝箔1111以及涂覆于该金属铝箔1111上的正极活性材料层，所述金属铝箔1111的厚度范围为10-16μm；所述负极片115包括金属铜箔1151以及涂覆于该金属铜箔1151上的负极活性材料层1153；所述金属铜箔1151的厚度范围为6-10μm；
所述电极隔膜带113为9-20μm厚度范围的陶瓷隔膜；
所述正极活性材料层包括厚度范围为14-18μm的改性钴酸锂层1113以及厚度范围为10-14μm的改性镍钴锰酸锂层1115；
所述外壳11底部开设有与外壳11内部储液体空间连通的注液孔，在所述注液孔部位焊接有起密封作用的钢珠；所述外壳11底部厚度比钢珠直径大0.15-0.25mm；该所述外壳11的宽度小于25mm。
通过在所述外壳11内部设置电解液、正极片111、负极片115、正极片111和负极片115之间的电极隔膜带113，且在正极片111上焊接铝正极耳，负极片115焊接镍负极耳，在正极片111上涂覆正极活性材料层，负极片115涂覆负极活性材料层1153，正极活性材料层包括厚度范围为14-18μm的改性钴酸锂层1113以及厚度范围为10-14μm的改性镍钴锰酸锂层1115，这样的结构设计使得该锂电池具有高容量密度，同时具有良好的循环、高温、安全等性能。
优选地，所述电解液为耐4.5V以上高电压的电解液。
优选地，所述正极片111、电极隔膜带113和负极片115的卷绕式结构上方设置有导电板，且在所述导电板上侧设置厚度范围为1.5-3mm的绝缘橡胶层；所述铝正极耳与导电板相连，所述导电板与设置于外壳11外部的正极柱相连；所述镍负极耳与设置于外壳11底部的负极板相连。
优选地，所述正极片111上开设有若干个矩阵式设置的通孔；所述通孔的空隙率为50-60％，且通孔的直径范围为1.5-2.5mm。
优选地，所述负极片115的镍负极耳部位设置负极绝缘胶纸，负极绝缘胶纸包住负极片115靠近镍负极耳的端部以及镍负极耳；所述正极片111的铝正极耳部位设置正极绝缘胶纸，正极绝缘胶纸包住正极片111靠近铝正极耳的端部以及正极极耳。
优选地，所述铝塑复合膜外壳11的厚度范围为0.35-0.45mm。
本实用新型一种新型高电压方形锂离子电池1的制作工艺流程为：将改性钴酸锂或改性钴酸锂和改性镍钴锰酸锂混合物为活性物质的正极材料和人造石墨或天然石墨为活性物质的负极材料分别混合加入相应的溶剂后制成正极浆料和负极浆料，高速搅拌均匀后将正极浆料和负极浆料分别涂覆到铝箔和铜箔上，加热烘干辊压成型后分割成一定的尺寸制成正极片111和负极片115，通过超声波焊接机分别将铝极耳和镍极耳焊接到正极和负极；将正极片111、陶瓷隔膜或PP隔膜以及负极片115依次层叠并卷绕成方形，并将铝正极耳和镍负极耳点焊在铝盖上，配以方形铝壳，制成电池单体；再向电池单体中注入耐4.5V高电压的电解液，同时注电解液后电池单体在高温环境中搁置；对搁置后的电池单体进行化成；化成后电池在高温环境中进行搁置；采用恒流放电的形式检测电池的容量，用0.5C5A电流进行充电，并在4.4V-4.5V进行恒压，后以0.5C5A电流进行放电，制得高电压方形锂离子电池。
与现有技术相比，本实用新型一种新型高电压方形锂离子电池1通过在所述外壳11内部设置电解液、正极片111、负极片115、正极片111和负极片115之间的电极隔膜带113，且在正极片111上焊接铝正极耳，负极片115焊接镍负极耳，在正极片111上涂覆正极活性材料层，负极片115涂覆负极活性材料层1153，正极活性材料层包括厚度范围为14-18μm的改性钴酸锂层1113以及厚度范围为10-14 μm的改性镍钴锰酸锂层1115，这样的结构设计使得该锂电池具有高容量密度，同时具有良好的循环、高温、安全等性能。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种新型高电压方形锂离子电池，其特征在于：包括方柱体型铝塑复合膜外壳、设置于外壳内部的电解液、正极片、负极片、正极片和负极片之间的电极隔膜带；所述正极片、电极隔膜带、负极片卷绕式设置于该铝塑复合膜外壳内部；所述正极片上焊接铝正极耳；所述负极片焊接镍负极耳；
所述正极片包括金属铝箔以及涂覆于该金属铝箔上的正极活性材料层，所述金属铝箔的厚度范围为10-16μm；所述负极片包括金属铜箔以及涂覆于该金属铜箔上的负极活性材料层；所述金属铜箔的厚度范围为6-10μm；
所述电极隔膜带为9-20μm厚度范围的陶瓷隔膜；
所述正极活性材料层包括厚度范围为14-18μm的改性钴酸锂层以及厚度范围为10-14μm的改性镍钴锰酸锂层；
所述外壳底部开设有与外壳内部储液体空间连通的注液孔，在所述注液孔部位焊接有起密封作用的钢珠；
所述外壳底部厚度比钢珠直径大0.15-0.25mm；该所述外壳的宽度小于25mm。
2.如权利要求1所述的一种新型高电压方形锂离子电池，其特征在于：所述电解液为耐4.5V以上高电压的电解液。
3.如权利要求1所述的一种新型高电压方形锂离子电池，其特征在于：在所述正极片、电极隔膜带和负极片的卷绕式结构上方设置有导电板，且在所述导电板上侧设置厚度范围为1.5-3mm的绝缘橡胶层；所述铝正极耳与导电板相连，所述导电板与设置于外壳外部的正极柱相连；所述镍负极耳与设置于外壳底部的负极板相连。
4.如权利要求3所述的一种新型高电压方形锂离子电池，其特征在于：所述正极片上开设有若干个矩阵式设置的通孔；所述通孔的空隙率为50-60％，且通孔的直径范围为1.5-2.5mm。
5.如权利要求1所述的一种新型高电压方形锂离子电池，其特征在于：所述负极片的镍负极耳部位设置负极绝缘胶纸，负极绝缘胶纸包住负极片靠近镍负极耳的端部以及镍负极耳；所述正极片的铝正极耳部位设置正极绝缘胶纸，正极绝缘胶纸包住正极片靠近铝正极耳的端部以及正极极耳。
6.如权利要求1所述的一种新型高电压方形锂离子电池，其特征在于：所述铝塑复合膜外壳的厚度范围为0.35-0.45mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170922 Termination date: 20201228 |