CN209461604U - 一种石墨烯锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种石墨烯锂离子电池，包括有圆柱型的电池外壳、卷绕型电极芯、电池盖，电池盖的中心设有正极接柱，卷绕型电极芯包括有正极层、第一隔膜、负极层、第二隔膜，正极层通过正极接片连接有正极集线板，负极层通过负极接片连接有负极集线板，正极集线板上设有多个第一插槽，负极集线板上设有多个第二插槽，正极集线板通过PTC感应电阻连接正极接柱。与现有技术相比，本实用新型不仅可以让正极接片更好接触正极集线板以及负极接片更好地接触负极集线板，而且还可以减少卷绕型电极芯到达电池盖和到达电池外壳底部之间的距离，因此卷绕型电极芯在同等大小的锂离子电池的体积比将会增大，进而增大电池容量，提高电池的性能。

Description

一种石墨烯锂离子电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，特别地，涉及一种锂离子电池。

背景技术

随着能源危机加剧和环境污染、全球气温问题日益突出，加强绿色能源的发展逐渐成为必然趋势。高倍率动力电池的出现，为解决这问题提供了可能。目前电池的种类主要有铅酸、镍镉、镇氧和锂离子电池这几种。目前，纯电动汽车使用的蓄电池有铅酸电池以及镍氢和锂离子等高性能电池。铅酸电池由于其比能量低，制约了其在纯电动汽车上的使用，锂离子电池由于比能量较高，适合于作为纯电动汽车的动力源。但是，在同等大小的锂离子电池中，由于一般的圆柱型的锂离子电池的正极、负极的厚度较厚，占用体积较大，导致用于储存电能的电极芯较小，电池容量不够大，电池性能不够高。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型一种实施例提供一种提高电池容量，提升电池性能的石墨烯锂离子电池。

本实用新型一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种石墨烯锂离子电池，包括有圆柱型的电池外壳、设置在所述电池外壳内的卷绕型电极芯、用于封口的电池盖，所述电池盖的中心设有正极接柱，所述卷绕型电极芯包括有正极层、第一隔膜、负极层、第二隔膜，所述正极层、所述第一隔膜、所述负极层、所述第二隔膜依次层叠呈漩涡状卷绕，所述正极层通过多个朝上设置的正极接片连接有正极集线板，所述负极层通过多个朝下设置的负极接片连接有负极集线板，所述正极集线板上设有避让所述正极接片的多个第一插槽，所述负极集线板上设有避让所述负极接片的多个第二插槽，所述正极集线板通过PTC感应电阻连接所述正极接柱。

作为上述方案的改进，所述正极集线板的上侧设有第一绝缘层。

作为上述方案的进一步改进，所述正极层包括有正极铝箔基层、设置在所述正极铝箔基层外侧的磷酸铁锂涂层、包覆所述磷酸铁锂涂层的第一石墨烯层。

进一步，所述负极层包括有负极铜箔基层、设置在所述负极铜箔基层外侧的第二石墨烯层。

进一步，所述电池外壳采用铝塑膜材料制作。

本实用新型一种实施例的有益效果：与现有技术相比，本实用新型的一种实施例的卷绕型电极芯通过朝上设置的正极接片连接正极集线板，通过朝下设置的负极接片连接负极集线板，然后采用第一插槽和第二插槽避让正极接片和负极接片，让正极接片和负极接片插入正极集线板和负极集线板处，不仅可以让正极接片更好接触正极集线板以及负极接片更好地接触负极集线板，而且还可以减少卷绕型电极芯到达电池盖和到达电池外壳底部之间的距离，因此卷绕型电极芯在同等大小的锂离子电池的体积比将会增大，进而增大电池容量，提高电池的性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一种实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的所述正极集线板的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例的所述负极集线板的结构示意图；

图4是本实用新型一种实施例的所述卷绕型电极芯的结构示意图；

图5是本实用新型一种实施例的所述正极层的结构示意图；

图6是本实用新型一种实施例的所述负极层的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图4，一种石墨烯锂离子电池，包括有圆柱型的电池外壳1、设置在所述电池外壳1内的卷绕型电极芯2、用于封口的电池盖3，所述电池盖3的中心设有正极接柱31，所述卷绕型电极芯2包括有正极层21、第一隔膜22、负极层23、第二隔膜24，所述正极层21、所述第一隔膜22、所述负极层23、所述第二隔膜24依次层叠呈漩涡状卷绕，所述正极层21通过多个朝上设置的正极接片25连接有正极集线板4，所述负极层23通过多个朝下设置的负极接片26连接有负极集线板5，所述正极集线板4上设有避让所述正极接片25的多个第一插槽41，所述负极集线板5上设有避让所述负极接片26的多个第二插槽51，所述正极集线板4通过PTC感应电阻6连接所述正极接柱31。所述PTC感应电阻6为热敏电阻，可以感应电池的温度，在温度较大的时候电阻较大，常温的时候电阻较低，因此当电池出现短路的时候，可以直接断电，避免进一步的损害。所述电池外壳1与所述卷绕型电极芯2之间用于存放电解液，保证电池的有效运行。所述第一隔膜22、所述第二隔膜24用于将正极层21和负极层23分隔开来，避免短路。其中所述第一隔膜22和所述第二隔膜24是采用涂胶隔膜，可以将正极层21和负极层23与隔膜之间紧密贴合，进一步增加电池的导电性能，提升电池的倍率性能。所述正极集线板4用于连接正极接片25以及正极接柱31，所述负极集线板5用于连接负极接片26和电池外壳1的底面的负极输出片。所述第一插槽41和所述第二插槽51分别用于避让正极接片25和负极接片26，可以将正极接片25和负极接片26完美地插入正极集线板4和负极集线板5处，不仅可以让正极接片25更好接触正极集线板4以及负极接片26更好地接触负极集线板5，而且还可以减少卷绕型电极芯2到达电池盖3和到达电池外壳1底部之间的距离，因此卷绕型电极芯2在同等大小的锂离子电池的体积比将会增大，进而增大电池容量，提高电池的性能。

参照图1，优选地，为了让除了正极接柱31之外地方不会导电，所述正极集线板4的上侧设有第一绝缘层42。所述第一绝缘层42设置在电池盖3与正极集线板4之间，用于将电池盖3和正极集线板4之间分隔开来，方便导电，以及设置排气孔。

参照图5，优选地，为了更好地提升电池的散热性能，所述正极层21包括有正极铝箔基层211、设置在正极铝箔基层211外侧的磷酸铁锂涂层212、包覆所述磷酸铁锂涂层212的第一石墨烯层213。即正极层21采用原位复合技术制备的碳包覆磷酸铁锂/石墨烯系复合材料，通过石墨烯与无定型碳构建“片层-网络”结构的导电网络，利用石墨烯优异的导电性能，各项电化学性能均得到了提升。其中第一石墨烯层213的厚度为微米，增加电池的整体导电性能。

参照图6，优选地，为了提升电池的能量密度，所述负极层23包括有负极铜箔基层231、设置在所述负极铜箔基层231外侧的第二石墨烯层232。即负极层23利用石墨烯以及铜箔结合，通过薄凃工艺，将石墨烯涂抹在负极铜箔层上，以提升电池整体的能量密度。于是正极层21以及负极层23均采用石墨烯层进行覆盖，让电池进行快速充放电的时候起到快速散热，可以避免电池因局部温度过高而带来安全隐患。

优选地，为了保护电池内部，所述电池外壳1采用铝塑膜材料制作。铝塑膜作为外壳具有一定的防爆功能，避免电解液外漏。

与现有技术相比，本实用新型的一种实施例的卷绕型电极芯2通过朝上设置的正极接片25连接正极集线板4，通过朝下设置的负极接片26连接负极集线板5，然后采用第一插槽41和第二插槽51避让正极接片25和负极接片26，让正极接片25和负极接片26插入正极集线板4和负极集线板5处，不仅可以让正极接片25更好接触正极集线板4以及负极接片26更好地接触负极集线板5，而且还可以减少卷绕型电极芯2到达电池盖3和到达电池外壳1底部之间的距离，因此卷绕型电极芯2在同等大小的锂离子电池的体积比将会增大，进而增大电池容量，提高电池的性能。

以上所述只是本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种石墨烯锂离子电池，其特征在于：包括有圆柱型的电池外壳(1)、设置在所述电池外壳(1)内的卷绕型电极芯(2)、用于封口的电池盖(3)，所述电池盖(3)的中心设有正极接柱(31)，所述卷绕型电极芯(2)包括有正极层(21)、第一隔膜(22)、负极层(23)、第二隔膜(24)，所述正极层(21)、所述第一隔膜(22)、所述负极层(23)、所述第二隔膜(24)依次层叠呈漩涡状卷绕，所述正极层(21)通过多个朝上设置的正极接片(25)连接有正极集线板(4)，所述负极层(23)通过多个朝下设置的负极接片(26)连接有负极集线板(5)，所述正极集线板(4)上设有避让所述正极接片(25)的多个第一插槽(41)，所述负极集线板(5)上设有避让所述负极接片(26)的多个第二插槽(51)，所述正极集线板(4)通过PTC感应电阻(6)连接所述正极接柱(31)。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯锂离子电池，其特征在于：所述正极集线板(4)的上侧设有第一绝缘层(42)。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯锂离子电池，其特征在于：所述正极层(21)包括有正极铝箔基层(211)、设置在所述正极铝箔基层(211)外侧的磷酸铁锂涂层(212)、包覆所述磷酸铁锂涂层(212)的第一石墨烯层(213)。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯锂离子电池，其特征在于：所述负极层(23)包括有负极铜箔基层(231)、设置在所述负极铜箔基层(231)外侧的第二石墨烯层(232)。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种石墨烯锂离子电池，其特征在于：所述电池外壳(1)采用铝塑膜材料制作。