CN2665058Y - 具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
一种具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，电池芯由若干组正、负极片依次叠放或卷绕构成；正、负极片间设有隔膜；正、负极片与隔膜间设有高分子化合物层；隔膜和高分子化合物层内注入电解液；正、负极耳的截面图形具有过渡的圆弧线；正、负极耳在与外壳接合处的缝隙间设置填充物；外壳为包装在电池芯外面、与芯体形状相同的柔性体。电池的结构固成一体，内部不形成高内压，具有良好的安全性和散热能力。其具有大容量、充放电次数多、使用寿命长等优点。电池极耳不至于对包装造成损伤，并有效防止电解液渗出，提高了密封性能。改善后的封装技术降低了产品封装的废次品率，提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及软包装电池，特别涉及一种具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，属于电池技术领域。
背景技术
目前，动力蓄电池中的铅酸电池、镉镍电池、氢镍电池和硫钠电池因其能量密度低、充电时间长、维护性能差，影响了推广和应用。近年来出现的锌空气电池、锂离子电池和燃料电池由于无法满足大功率充放电要求而无法达到动力电池的要求。因此，研制出高性能的动力电池是当前的急需。
另外，由于对电池容量的不断增大，电池引出的极耳的厚度也逐步增大，有时可达到几个毫米。这给电池的包装，特别是软包装，带来了不便。由于金属极耳其截面呈长方形，在包装或使用中其各个顶角容易致使外壳造成磨损甚至破裂，对电池的密封也带来一定的困难。因其间隙较大，极耳在电池外包装壳体处极易造成内部电解液的渗出。
因此，研制出具有防泄漏密封极耳的软包装电池，成为在制造大容量动力电池过程中降低因产品封装产生废次品、提高生产效率的关键。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大容量、长寿命，具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，包括电池芯和外壳以及与电池芯相连并在外壳留有外露部分的正、负极耳，其中电池芯由若干组正极片和负极片依次叠放或卷绕构成，且在正极片与负极片之间设有隔膜，在正、负极片与隔膜之间，设有高分子化合物层；在隔膜和高分子化合物层内注入电解液；正、负极耳的截面形状为：中间是一具有假想短边的长方形，与长方形两短边分别相连的部分为三角形，三角形的两侧边与长方形长边相连的过渡线是圆弧线，三角形的两侧边的连接处是圆弧线；正、负极耳在与外壳接合处的缝隙间设置填充物；外壳为包装在电池芯外面、与芯体形状相同的柔性体。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其中三角形为等腰三角形。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其中正极片为两面均匀涂有由正极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂的混合浆料经烘干后所成的铝箔压片，其厚度为15μm～35μm；所述的正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂中的一种。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其中负极片为两面上均匀涂有由负极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂的混合浆料经烘干后所成的铜箔压片，其厚度为15μm～30μm；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。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其中正、负极耳与外壳之间设置的填充物为高分子热熔胶树脂。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其中正、负极耳的外露部分至少开有一个通孔。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，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，其厚度为10μm～60μm。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其中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，高分子化合物层的厚度为0.01μm～35μm。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，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。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其中电池芯为方形；外壳相应为同样的方形。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其中外壳柔性体由铝塑复合膜或塑料膜制成。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的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，使电池具有大容量、充放电次数多、使用寿命长等优点。由于正、负极耳的截面图形具有过渡的圆弧线，所以电池极耳不至于对软包装造成损伤；所用填充物可有效防止电解液渗出，提高了密封性能。改善后的封装技术降低了产品封装的废次品率，提高了生产效率。铝塑复合膜的柔性体包装外壳，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为本实用新型结构示意图；
图2为电池芯结构示意图；
图3为电池芯结构剖面局部放大图；
图4为电池正、负极耳截面示意图；
图5为电池正、负极耳密封部位局部结构剖面放大图。
具体实施方式
由图1～图3可见，本实用新型由电池芯8和外壳7以及正、负极耳5、6构成。其中，若干组正极片1和负极片3依次叠放或卷绕构成电池芯8，并在正极片1与负极片3之间设置隔膜2，在正、负极片1、3与隔膜2之间，设置高分子化合物层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。
由图4、图5可见正、负极耳5、6的截面形状，中间是一具有假想短边(图5中虚线所示)的长方形，与长方形两短边分别相连的部分为三角形(通常为等腰三角形)，三角形的两侧边(通常是两腰)与长方形长边相连的过渡线是圆弧线，三角形的两侧边(通常是两腰)也是圆弧线过渡相连。这种方案消除了传统极耳截面四个顶角的尖端，改为弧线形过渡，不至于对包装造成损伤。
正、负极耳5、6在与外壳7接合处的缝隙间设置填充物9，其为高分子热熔胶树脂。因其封装间隙小，有效防止了内部电解液的渗出，提高了密封性能。正、负极耳5、6的外露部分上开有一个通孔。外壳7为包装在电池芯8外面的柔性体，由柔性复合包装材料制成，形状与电池芯8配装，并在隔膜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、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，注入的电解液存在于隔膜2和高分子化合物层4内；正、负极耳5、6在外壳7的接合处注入高分子热熔胶树脂进行封装，正、负极耳5、6的外露部分上开一个孔，用以安装使用。
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，正、负极耳5、6，外壳7的制作，以及电池的组装、密封等均与实施例1相同。
本实用新型具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池额定容量最高可达500安培小时，其容量高且寿命长。由于所采用的极耳具有弧线形截面，改善了封装技术，在制造过程中降低了产品封装的废次品率，提高了生产效率。
Claims (10)
1、一种具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，包括电池芯(8)和外壳(7)以及与所述电池芯(8)相连并在所述外壳(7)留有外露部分的正、负极耳(5、6)，其特征是：
所述电池芯(8)由若干组正极片(1)和负极片(3)依次叠放或卷绕构成，且所述正极片(1)与负极片(3)之间设有隔膜(2)，在所述正、负极片(1、3)与所述隔膜(2)之间，分别设有高分子化合物层(4)；
在所述隔膜(2)和高分子化合物层(4)内注入电解液；
所述正、负极耳(5、6)的截面形状为：中间是一具有假想短边的长方形，与所述长方形两短边分别相连的部分为三角形，所述三角形的两侧边与所述长方形长边相连的过渡线是圆弧线，所述三角形两侧边的连接处是圆弧线；
所述正、负极耳(5、6)在与所述外壳(7)接合处的缝隙间设置填充物(9)；
所述外壳(7)为包装在电池芯(8)外面、与芯体形状相同的柔性体。
2、根据权利要求1所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述三角形为等腰三角形。
3、根据权利要求1或2所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述正极片(1)为两面均匀涂有由正极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂的混合浆料经烘干后所成的铝箔压片，其厚度为15μm～35μm；所述正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂中的一种。
4、根据权利要求3所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述负极片(3)为两面上均匀涂有由负极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂的混合浆料经烘干后所成的铜箔压片，其厚度为15μm～30μm；所述负极活性物质为天然石墨、人造石墨或包覆碳中的一种。
5、根据权利要求4所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述正、负极耳(5、6)在所述外壳(7)的接合处设置的填充物(9)为高分子热熔胶树脂。
6、根据权利要求5所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述的正、负极耳(5、6)的外露部分至少开有一个通孔。
7、根据权利要求6所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述隔膜(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，其厚度为10μm～60μm；所述高分子化合物为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯一六氟丙烯共聚物等含氟聚合物中的一种，所述高分子化合物层(4)厚度为0.01μm～35μm。
8、根据权利要求7所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述电解液由在两种或两种以上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；所述锂盐为LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3。
9、根据权利要求8所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述电池芯(8)为方形，所述外壳(7)相应为同样的方形。
10、根据权利要求9所述的具有防泄漏密封极耳的软包装锂离子电池，其特征是：所述外壳(7)的柔性体由铝塑复合膜或塑料膜制成。
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