CN2645246Y - 软包装锂离子电池 - Google Patents

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李文漫
郭建明
李荣富
朱尽朝
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Abstract

本实用新型涉及一种锂离子电池。其中电池芯由正极片、隔膜和负极片组成的若干组，依次叠放或卷绕在一起构成，且在正极片和隔膜之间，负极片和隔膜之间生成高分子化合物层；在正、负极片，隔膜和高分子化合物层内注入电解液；正极片均与正极耳连通，负极片均与负极耳连通；外壳为包装在电池芯外面的柔性外壳。它具有独特的结构，其中电池芯由正极片、负极片、隔膜、高分子化合物层凝固成一体，使电池具有大电流、充放电次数多、使用寿命长等优点。铝塑复合膜柔性包装外壳，使电池壳内部不形成高内压，因而电池具有良好的安全性和散热能力，且体积小，是电动车的最佳动力电池，还可广泛用于笔记本电脑、摄录机、照相机、手提电话机等便携式设备中。

Description

软包装锂离子电池
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池，属基本电气元件—电池技术领域。
背景技术
能源与人类社会的生存与发展息息相关，持续发展是全人类的共同愿望和奋斗目标。当今全球汽车数量的不断增加，汽车尾气造成的空气污染日益严重，同时作为汽车动力能源的石油是不可再生能源。因此由氮氧化物生成的酸雨和CO2引发的全球变暖所造成的环境破坏，以及如何使能源资源多样化已成为现代急待解决的课题。随着公众环保意识的不断增强，无尾气污染、低噪声的电动车日益受到人们的青睐。目前，电动车可用动力蓄电池主要包括铅酸电池、镉镍电池、氢镍电池和硫钠电池等。但这些电池能量密度低、充电时间长、维护性能差，影响在电动车上的应用。近年来锌空气电池、锂离子电池和燃料电池被认为是电动车发展的最佳动力电池，但由于锌空气电池和燃料电池无法满足大功率充放电要求。因此，研制出高性能的动力电池是发展电动车的关键。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种性能比优良，外壳包装简单的大电流、长寿命的软包装锂离子电池。
本实用新型软包装锂离子电池，包括电池芯和外壳，其中电池芯由正极片、隔膜和负极片组成的若干组，依次叠放或卷绕在一起构成，且在正极片和隔膜之间，负极片和隔膜之间生成高分子化合物层；在正、负极片，隔膜和高分子化合物层内注入电解液；正极片均与正极耳连通，负极片均与负极耳连通；外壳为包装在电池芯外面的柔性外壳。
本实用新型软包装锂离子电池，其中正极片厚度为15μm～35μm铝箔，且在铝箔两面上均匀涂布由正极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂混合而成的浆料，经烘干、压片而成；所述的正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂中的一种。
本实用新型软包装锂离子电池，其中负极片厚度为15μm～30μm铜箔，且在铜箔两面上均匀涂布由负极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂混合而成的浆料，经烘干、压片而成；所述的负极活性物质为天然石墨、人造石墨或包覆碳中的一种。
本实用新型软包装锂离子电池，其中正极耳和负极耳的外露部分上至少开一个通孔。
本实用新型软包装锂离子电池，其中隔膜为多孔聚丙烯膜、多孔聚乙烯膜及其两者的复合膜中的一种；隔膜的厚度为10μm～60μm。
本实用新型软包装锂离子电池，其中高分子化合物层的厚度为0.01μm～35μm，高分子化合物为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物等含氟聚合物的一种。
本实用新型软包装锂离子电池，其中电解液由两种或两种以上的有机溶剂的混合溶剂中添加一种或多种锂盐配制而成；有机溶剂为乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯、乙基甲基碳酸酯和二乙基碳酸酯；锂盐为LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3。
本实用新型软包装锂离子电池，其中电池芯为方形、圆柱形或其它形状；相应的外壳同样为方形、圆柱形或其它形状。
本实用新型软包装锂离子电池，其中外壳由铝塑复合膜或塑料膜制成。
本实用新型软包装锂离子电池具有独特的结构，其中电池芯由正极片、负极片、隔膜、高分子化合物层凝固成一体，使电池具有大电流、大能量、充放电次数多、使用寿命长等优点。铝塑复合膜的柔性包装外壳，使电池壳内部不形成高内压，因而电池具有良好的安全性和散热能力，且体积小，是电动车的最佳动力电池，还可广泛用于笔记本电脑、摄录机、照相机、手提电话机等便携式设备中。
附图说明
图1为本实用新型结构立体示意图；
图2为本实用新型电池芯结构立体示意图；
图3为电池芯结构剖面局部放大图。
具体实施方式
由图1～图3可见，本实用新型由电池芯和外壳构成，其中电池芯由正极片1、隔膜2和负极片3组成的若干组，依次叠放或卷绕在一起，且在正极片1和隔膜2之间，负极片3和隔膜2之间生成高分子化合物层4；所有的正极片1均与正极耳5连通，所有的负极片3均与负极耳6连通；外壳7由柔性复合包装材料制成，形状与电池芯配装，并在正、负极片1、3，隔膜2和高分子化合物层4内注入电解液后封装。
实施例1：正极片1采用厚度为22μm的铝箔，在表面上均匀涂上由钴酸锂(LiCoO2)正极活性物质、KS导电剂、PVDF(聚偏氟乙烯)粘合剂、NMP(N-甲基砒硌烷硐)溶剂按一定比例制成的混合浆料，并进行烘干、压片，按180mm×115mm尺寸裁切成片，并重新进行烘干。
负极片2采用厚度为18μm的铜箔，在表面上均匀涂上由包覆碳负极活性物质、乙炔黑导电剂、PVDF粘合剂、NMP溶剂按一定比例制成的混合浆料，并进行烘干、压片，按180mm×115mm尺寸裁切成片，并重新进行烘干。
隔膜2选用Celgard2340型多孔聚丙烯膜，厚度为40μm，以略大于极片尺寸裁切成片，例如按190mm×120mm尺寸裁切成片。将若干组正极片1、隔膜2和负极片3依次叠放在一起，厚度为9.6mm；所有的正极片1均与正极耳5连通，所有的负极片3均与负极耳6连通；在隔膜2中注入由偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物溶解到丙酮中制成的浓度为1％的偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物溶液，烘干后，在正极片1和隔膜2之间，负极片3和隔膜2之间生成厚度为1μm的高分子化合物层4，将这种凝固成一体的电池芯装入铝塑复合膜制成的包装外壳7内烘干后，在密封干燥环境中注入电解液，注入的电解液存在了正、负极片1、3，隔膜2和高分子化合物层4内；经化成、真空封口后制成。
实施例2：正极片1采用厚度为22μm的铝箔，在表面上均匀涂上由锰酸锂(LiMn2O4)正极活性物质、KS导电剂、PVDF粘合剂、NMP溶剂按一定比例制成的混合浆料，并进行烘干、压片，按180mm×115mm尺寸裁切成片，并重新进行烘干。负极片3、隔膜2、高分子化合物层4、外壳7的制作，以及电池的组装、化成、封口等均与实施例1相同。
上述实施例制成的电池主要性能指标：重量0.5kg，体积220×125×10mm3，即体积小、重量轻，但额定容量达20安培小时，工作电压高，且性能好。

Claims (9)

1、一种软包装锂离子电池，包括电池芯和外壳，其特征是所述的电池芯由正极片(1)、隔膜(2)和负极片(3)组成的若干组，依次叠放或卷绕在一起而构成，且在正极片(1)和隔膜(2)之间，负极片(3)和隔膜(2)之间生成高分子化合物层(4)；在所述的正、负极片(1、3)，隔膜(2)和高分子化合物层(4)内注入电解液；所述的正极片(1)均与正极耳(5)连通，所述的负极片(3)均与负极耳(6)连通；所述的外壳(7)为包装在电池芯外面的柔性外壳。
2、根据权利要求1所述的软包装锂离子电池，其特征是所述的正极片(1)厚度为15μm～35μm铝箔，且在铝箔两面上均匀涂布由正极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂混合而成的浆料，经烘干、压片而成；所述的正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂中的一种。
3、根据权利要求2所述的软包装锂离子电池，其特征是所述的负极片(3)厚度为15μm～30μm铜箔，且在铜箔两面上均匀涂布由负极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂混合而成的浆料，经烘干、压片而成；所述的负极活性物质为天然石墨、人造石墨或包覆碳中的一种。
4、根据权利要求2或3所述的软包装锂离子电池，其特征是所述的正极耳(5)和负极耳(6)的外露部分上至少开一个通孔。
5、根据权利要求4所述的软包装锂离子电池，其特征是所述的隔膜(2)为多孔聚丙烯膜、多孔聚乙烯膜及其两者的复合膜中的一种；所述的隔膜(2)的厚度为10μm～60μm。
6、根据权利要求5所述的软包装锂离子电池，其特征是所述的高分子化合物层(4)的厚度为0.01μm～35μm，所述的高分子化合物为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物等含氟聚合物的一种。
7、根据权利要求6所述的软包装锂离子电池，其特征是所述的电解液由两种或两种以上的有机溶剂的混合溶剂中添加一种或多种锂盐配制而成；所述的有机溶剂为乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯、乙基甲基碳酸酯和二乙基碳酸；所述的锂盐为LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3。
8、根据权利要求7所述的软包装锂离子电池，其特征是所述的电池芯为方形、圆柱形或其它形状；相应的外壳(7)同样为方形、圆柱形或其它形状。
9、根据权利要求8所述的软包装锂离子电池，其特征是所述的外壳(7)由铝塑复合膜或塑料膜制成。
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