RU177383U1

RU177383U1 - ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ ОКСИДА НИКЕЛЯ-КОБАЛЬТА-АЛЮМИНИЯ LiNiCoAlO2 (NCA)

Info

Publication number: RU177383U1
Application number: RU2017108246U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Кочнев
Original assignee: Черепанов Владимир Борисович
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2018-02-20

Abstract

Полезная модель относится к перезаряжаемым литиевым электрохимическим источникам тока, а именно к литий-ионным аккумуляторам (ЛИА). Техническим результатом полезной модели является повышение удельных разрядных характеристик, указанный технический результат достигается тем, что цилиндрический ЛИА с катодом на основе LiNiCoAlO(NCA) содержит цилиндрический корпус с герметизированными положительным и отрицательным токовыводами, расположенными на крышках корпуса, приваренных к противоположным торцам корпуса, цилиндрический блок из отрицательного и положительного электродов с активными массами, разделенных сепаратором, пропитанным электролитом, токовые коллекторы электродов, приваренные к соответствующим токовыводам, предохранительные клапаны. Блок электродов включает отрицательный электрод из медной фольги с нанесенной на нее анодной активной массой, состоящей из графита, поливинилиденфторида и углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Положительный электрод (катод) представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из литированного смешанного оксида никеля-кобальта-алюминия (LiNiCoAlO), поливинилиденфторида, нановолокна и углерода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Description

Из известных литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является цилиндрический ЛИА, содержащий цилиндрический корпус с герметизированными положительным и отрицательным токовыводами, расположенными на крышках, приваренных к противоположным торцам корпуса, цилиндрический блок из отрицательного и положительного электродов с активными массами, разделенных сепаратором, пропитанным электролитом, токовые коллекторы электродов, приваренные к соответствующим токовыводам, ЛИА содержит катод с активной массой, содержащей сложный оксид лития и добавку углерода (патент на полезную модель №143063, 13.03.2014, US 2017062798 А1, 02.03.2017 (D1).

Известный ЛИА обладают низкими разрядными характеристиками.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели ЛИА является создание конструкции ЛИА, обладающей высокими разрядными характеристиками и безопасностью эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый ЛИА содержит цилиндрический тянутый металлический корпус, внутри которого размещен электродный блок в виде рулона, скрученного из отрицательного и положительного электродов, разделенных сепаратором, и электролит, расположенный в свободном объеме внутри корпуса, анод, приваренный к отрицательному токовыводу и катод, приваренный к положительному токовыводу, на корпусе установлена термоусадочная пленка, анод представляет собой медную фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из графита, поливинилиденфторида, нановолокна и углерода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

графит

92-95

поливинилиденфторид	3-6
нановолокно	0,5-1,0
углерод	остальное,

а катод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из литированного смешанного оксида никеля-кобальта-алюминия (LiNiCoAlO₂), поливинилиденфторида, нановолокна и углерода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

LiNiCoAlO₂ (NCA)	92-96
поливинилиденфторид	1-3
нановолокно	0,5-1,5
углерод	остальное

Заявленный ЛИА обладает высокими разрядными характеристиками, допускающими разряд токами до 50 С. Испытания ЛИА показали удельную емкость не менее 240 Втхчас/кг и наработку на ресурс не менее 1000 циклов.

Проведены и прошли испытания заявленной полезной модели ЛИА на взрыво- и пожаробезопасность в соответствии с требованиями ГОСТ РВ 6140 - 003-2015 «Аккумуляторы и батареи аккумуляторные литий-ионные и литий полимерные». Проведенные испытания ЛИА доказывают безопасность эксплуатации.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность признаков, изложенная в формуле полезной модели, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежом, описанием конструкции и примером практической реализации ЛИА.

На фиг. 1 представлен внешний вид ЛИА.

Цилиндрический литий-ионный аккумулятор с катодом на основе LiNiCoAlO₂ (NCA) состоит из цилиндрического тянутого металлического корпуса (поз. 1). С верхнего торца корпуса приварена крышка с герметично установленным положительным (алюминиевым) токовыводом (поз. 2) и клапаном (поз. 8); к корпусу также приварен отрицательный (медный) (поз. 3) токовывод.

Внутри корпуса помещен электродный блок (поз. 4) в виде рулона, скрученного из отрицательного (поз. 5) и положительного (поз. 6) электродов, разделенных сепаратором (поз. 7). Свободный объем внутри корпуса заполнен электролитом. Анод приварен к отрицательному токовыводу; катод приварен к положительному токовыводу. На корпусе ЛИА установлена пленка термоусадочная (поз. 9).

Пример практической реализации.

В соответствии с заявленной формулой полезной модели был изготовлен ЛИА с номинальной емкостью не менее 3,4 Ахч. ЛИА использует металлический корпус. Положительный электрод содержит активную массу в количестве 0,041-0,043 г/см², отрицательный электрод содержит активную массу в количестве 0,019-0,020 г/см², используется сепаратор полипропиленовый типа РР 2075 и электролит. Испытания ЛИА показали удельную емкость не менее 240 Втхчас/кг и наработку на ресурс не менее 1000 циклов.

Указанный цилиндрический литий-ионный аккумулятор может применяться в общегражданской технике (аварийное резервное питание ответственных систем, накопители энергии на промышленных предприятиях и всех видах транспорта) в бытовой технике (автономное питание мобильных устройств, видеокамер и другой портативной электроники) и в изделиях специального назначения.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленный ЛИА может быть реализован на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствуют критерию «промышленная применимость».

Claims

Цилиндрический литий-ионный аккумулятор с катодом на основе LiNiCoAlO₂ (NCA), включающий цилиндрический тянутый металлический корпус, внутри которого размещен электродный блок в виде рулона, скрученного из отрицательного и положительного электродов, разделенных сепаратором, и электролит, расположенный в свободном объеме внутри корпуса, анод, приваренный к отрицательному токовыводу, и катод, приваренный к положительному токовыводу, на корпусе установлена термоусадочная пленка, отличающийся тем, что анод представляет собой медную фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из графита, поливинилиденфторида, нановолокна и углерода при следующем соотношении компонентов,мас.%:
графит 92-95
поливинилиденфторид 3-6 нановолокно 0,5-1,0 углерод остальное,
а катод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из литированного смешанного оксида никеля-кобальта-алюминия (LiNiCoAlO₂), поливинилиденфторида, нановолокна и углерода при следующем соотношении компонентов, мас.%:
LiNiCoAlO₂ (NCA) 92-96 поливинилиденфторид 1-3 нановолокно 0,5-1,5 углерод остальное