RU190388U1 - ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ LiCoO2, ТРЕХСЛОЙНЫМ СЕПАРАТОРОМ И САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИМСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕМ - Google Patents
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ LiCoO2, ТРЕХСЛОЙНЫМ СЕПАРАТОРОМ И САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИМСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕМ Download PDFInfo
- Publication number
- RU190388U1 RU190388U1 RU2019100313U RU2019100313U RU190388U1 RU 190388 U1 RU190388 U1 RU 190388U1 RU 2019100313 U RU2019100313 U RU 2019100313U RU 2019100313 U RU2019100313 U RU 2019100313U RU 190388 U1 RU190388 U1 RU 190388U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuse
- licoo
- welded
- separator
- cover
- Prior art date
Links
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 title 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001012 protector Effects 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 229910012820 LiCoO Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электрохимическим вторичным источникам тока, а именно к цилиндрическим литий-ионным аккумуляторам (ЛИА) на основе LiCoO, предназначенным для питания электроаппаратуры различного назначения.Техническим результатом полезной модели является повышение взрыво-пожаробезопасности цилиндрических ЛИА, указанный технический результат достигается тем, что цилиндрический ЛИА с катодом на основе LiCoOсодержит коррозионно-стойкий тянутый металлический корпус с покрытием из никеля, внутри которого размещен блок электродов, изготовленный по типу рулонной конструкции, состоящей из положительного электрода на основе LiCoOи отрицательного электрода на основе искусственного графита, разделенных между собой пористым трехслойным сепаратором (ПП/ПЭ/ПП) толщиной 25 мкм, сепаратор смочен электролитом на основе соли LiPFи растворителей этиленкарбоната, этилметилкарбоната, диметилкарбоната, виниленкарбоната, положительный токовывод приварен контактно-точечной сваркой к крышке, отрицательный токовывод приварен контактно-точечной сваркой к корпусу аккумулятора, в крышке имеется предохранительная мембрана и самовосстанавливающийся плавкий предохранитель в форме кольца, герметизация и крепление крышки к корпусу производятся методом зиговки, предварительной и окончательной завальцовки.
Description
Из известных литий-ионных аккумуляторов (ЛИА), наиболее близких по совокупности существенных признаков является цилиндрический ЛИА, содержащий цилиндрический корпус с герметизированными положительным и отрицательным токовыводами, приваренными к крышке и корпусу аккумулятора, скрученный блок электродов, состоящий из положительного и отрицательного электродов, разделенным между собой пористым сепаратором, пропитанным органическим электролитом, имеющий предохранительные клапаны (RU 177383, RU 143063, CN 102800870 (А)).
Известные ЛИА обладают недостаточной взрыво-пожаробезопасностью.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели ЛИА является повышение взрыво-пожаробезопасности аккумулятора при эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый цилиндрический литий-ионный аккумулятор содержит коррозионно-стойкий тянутый металлический корпус с покрытием из никеля, внутри которого помещен блок электродов, изготовленный по типу рулонной конструкции и состоящий из положительного электрода на основе LiCoO2 и отрицательного электрода на основе искусственного графита, разделенных между собой пористым трехслойным (ПП/ПЭ/ПП) сепаратором толщиной 25 мкм, верхний и нижний слой которого выполнен из пористого полипропилена, средний слой выполнен из пористого полиэтилена.
Трехслойный сепаратор защищает аккумулятор от возгорания и взрыва при возникновении внутреннего короткого замыкания в случае прорастания дендритов лития от анода к катоду, за счет того, что средний слой сепаратора изготовлен из полиэтилена с более низкой температурой плавления, чем полипропилен, и в случае возникновения внутреннего короткого замыкания подплавляется, купируя область разогрева и предотвращая дальнейший тепловой разогрев и возгорание всего блока электродов.
Сепаратор смочен электролитом на основе соли LiPF6 и растворителей этиленкарбоната, этилметилкарбоната, диметилкарбоната, виниленкарбоната.
Положительный токовывод приварен контактно-точечной сваркой к крышке, отрицательный токовывод приварен контактно-точечной сваркой к корпусу аккумулятора.
В составе крышки имеется предохранительная мембрана, а также самовосстанавливающийся плавкий предохранитель в форме кольца, защищающий аккумулятор от возгорания и взрыва при возникновении внешнего короткого замыкания.
Заявленный ЛИА обладает повышенной взрыво-пожарозащищенностью как в случае возникновения внешнего, так и внутреннего короткого замыкания.
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных 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 аккумулятора.
На фиг. 1 представлен внешний вид ЛИА в разрезе.
Цилиндрический литий-ионный аккумулятор на основе LiCoO2 состоит из коррозионно-стойкого тянутого корпуса в термоусадочной трубке (поз. 1), с верхнего торца корпуса методом зиговки, предварительной и окончательной завальцовки закреплена крышка (поз. 2), под крышкой установлена предохранительная мембрана (поз. 3) и самовосстанавливающийся плавкий предохранитель (поз. 4), к крышке приварен никелевый токовывод положительного электрода (поз. 5), к корпусу аккумулятора приварен никелевый токовывод отрицательного электрода (поз. 6).
Внутрь корпуса помещен блок электродов, изготовленный по типу рулонной конструкции, состоящий из положительного электрода на основе LiCoO2 (поз. 7) и отрицательного электрода на основе искусственного графита (поз. 8), разделенных между собой пористым трехслойным сепаратором (ПП/ПЭ/ПП) типа Н2512 (поз. 9) и пропитанный органическим электролитом на основе соли LiPF6 и растворителей этиленкарбоната, этилметилкарбоната, диметилкарбоната, виниленкарбоната.
Изготовлены образцы литий-ионного аккумулятора емкостью не менее 750 мА⋅ч, номинальным напряжением 3,7 В из одного положительно электрода размером 378×39 мм, одного отрицательного электрода размером 362×39 мм.
Электроды разделены между собой пористым трехслойным сепаратором (ПП/ПЭ/ПП) типа Н2512 в количестве 2 шт. длиной по 431 мм каждый.
В качестве электролита использовался 1М электролит на основе соли LiPF6 и растворителей этиленкарбоната, этилметилкарбоната, диметилкарбоната, виниленкарбоната в количестве (3,0±0,2) г. в каждом аккумуляторе.
Электролит заливался в осушенной среде, с температурой выпадения точки росы минус 55°С.
Зиговка и предварительная завальцовка корпуса и крышки также проводились в условиях осушенной среды.
Окончательное крепление крышки в корпусе производилось окончательной завальцовкой в нормальных климатических условиях.
Для создания условий по прорастанию дендритов лития при работе аккумулятора, заведомо вес активной массы отрицательного электрода взят меньше веса активной массы отрицательного электрода, тем самым созданы условия для электроосаждения лития на поверхности анода, провоцируя активный рост дендритов лития.
Испытания показали, в процессе циклирования аккумулятора наблюдалось падение емкости при соответствии внешнего вида и напряжения разомкнутой цепи.
Вскрытие аккумулятора показало наличие следов дендритов лития на отрицательном электроде, следы подплавления сепаратора по месту роста дендритов, что свидетельствует о наличии защиты в аккумуляторе от возгорания в случае возникновения внутреннего короткого замыкания.
Также в процессе испытаний проводилась проверка работы самовосстанавливающегося плавкого предохранителя в форме кольца, путем создания короткого замыкания между крышкой и корпусом аккумулятора с замером напряжения разомкнутой цепи.
До образования короткого замыкания напряжение разомкнутой цепи составляло 3,97 В.
В момент образования короткого замыкания и до его окончательного снятии НРЦ составляло 0 В.
После снятия короткого замыкания в течение 5 минут напряжение разомкнутой цепи восстановилось и составляло 3,96 В, взрыва и возгорания аккумулятора в процессе проверки не наблюдалось.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предложенная полезная модель аккумулятора может быть реализована на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. конструкция соответствует критерию «промышленная применяемость».
Claims (1)
- Цилиндрический литий-ионный аккумулятор с катодом на основе LiCoO2, трехслойным сепаратором и самовосстанавливающимся предохранителем, содержащий коррозионно-стойкий тянутый металлический корпус с покрытием из никеля, внутри которого размещен блок электродов, изготовленный по типу рулонной конструкции, состоящий из положительного электрода на основе LiCoO2 и отрицательного электрода на основе искусственного графита, разделенных между собой пористым трехслойным сепаратором (ПП/ПЭ/ПП) толщиной 25 мкм, сепаратор смочен электролитом на основе соли LiPF6 и растворителей этиленкарбоната, этилметилкарбоната, диметилкарбоната, виниленкарбоната, положительный токовывод приварен контактно-точечной сваркой к крышке, отрицательный токовывод приварен контактно-точечной сваркой к корпусу аккумулятора, в крышке имеется предохранительная мембрана и самовосстанавливающийся плавкий предохранитель в форме кольца, герметизация и крепление крышки к корпусу производятся методом зиговки, предварительной и окончательной завальцовки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019100313U RU190388U1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ LiCoO2, ТРЕХСЛОЙНЫМ СЕПАРАТОРОМ И САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИМСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕМ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019100313U RU190388U1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ LiCoO2, ТРЕХСЛОЙНЫМ СЕПАРАТОРОМ И САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИМСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕМ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU190388U1 true RU190388U1 (ru) | 2019-07-01 |
Family
ID=67215958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019100313U RU190388U1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ LiCoO2, ТРЕХСЛОЙНЫМ СЕПАРАТОРОМ И САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИМСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕМ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU190388U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102800870A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-11-28 | 浙江谷神能源科技股份有限公司 | 一种圆柱型锂离子动力电池及其制备方法 |
| JP2016091711A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 日立化成株式会社 | 二次電池および二次電池の製造方法 |
| CN105612630A (zh) * | 2013-07-11 | 2016-05-25 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有棱柱形或圆柱形的壳体的蓄电池单池、蓄电池模块以及机动车 |
| US20160204485A1 (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cylindrical lithium ion secondary battery |
| RU177383U1 (ru) * | 2017-03-13 | 2018-02-20 | Черепанов Владимир Борисович | ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ ОКСИДА НИКЕЛЯ-КОБАЛЬТА-АЛЮМИНИЯ LiNiCoAlO2 (NCA) |
| EP3340342A1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-27 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Separator for power storage device, laminated body, roll, lithium-ion secondary battery or power storage device using it |
-
2019
- 2019-01-09 RU RU2019100313U patent/RU190388U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102800870A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-11-28 | 浙江谷神能源科技股份有限公司 | 一种圆柱型锂离子动力电池及其制备方法 |
| CN105612630A (zh) * | 2013-07-11 | 2016-05-25 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有棱柱形或圆柱形的壳体的蓄电池单池、蓄电池模块以及机动车 |
| JP2016091711A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 日立化成株式会社 | 二次電池および二次電池の製造方法 |
| US20160204485A1 (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cylindrical lithium ion secondary battery |
| EP3340342A1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-27 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Separator for power storage device, laminated body, roll, lithium-ion secondary battery or power storage device using it |
| RU177383U1 (ru) * | 2017-03-13 | 2018-02-20 | Черепанов Владимир Борисович | ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ ОКСИДА НИКЕЛЯ-КОБАЛЬТА-АЛЮМИНИЯ LiNiCoAlO2 (NCA) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11664527B2 (en) | In situ current collector | |
| US11024923B2 (en) | Electrochemical cells comprising short-circuit resistant electronically insulating regions | |
| CN108427077A (zh) | 一种利用参比电极监测负极析锂的实验方法 | |
| RU2156523C2 (ru) | Способ усовершенствования литиевого элемента | |
| US20160301118A1 (en) | Lithium electrochemical storage battery having a casing providing improved thermal dissipation, associated battery pack and production processes | |
| US8752573B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery with filling function, and non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte filling device used therefor | |
| JP2008192495A (ja) | 電池の内部短絡評価方法および内部短絡評価装置並びに電池及び電池パックおよびそれらの製造法 | |
| KR20100064668A (ko) | 이차전지 | |
| JP2017509110A (ja) | 電気化学的リチウム電池の容量を再生するための方法、ならびに関連する電池筐体および電池 | |
| KR20170044973A (ko) | 2차 전지 | |
| US20200127336A1 (en) | Pre-lithiation of battery cells | |
| JP4987944B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| US6511773B1 (en) | Lithium rechargeable inorganic electrolyte cell | |
| RU190388U1 (ru) | ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ НА ОСНОВЕ LiCoO2, ТРЕХСЛОЙНЫМ СЕПАРАТОРОМ И САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИМСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕМ | |
| US20190074519A1 (en) | Nonaqueous electrolyte battery and member for nonaqueous electrolyte battery | |
| JP2002216843A (ja) | リチウムポリマー電池の製造方法 | |
| KR20160011983A (ko) | 내식성이 향상된 원통형 전지 및 그의 제조방법 | |
| JP2016524780A (ja) | アキュムレータの管理装置 | |
| KR101310486B1 (ko) | 실테이프 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| KR101966359B1 (ko) | 2차 전지 | |
| KR20110107504A (ko) | 리튬이차전지용 전극 및 이를 포함하는 전지셀 | |
| JPH10308206A (ja) | 円筒型非水電解液電池 | |
| CN102447090A (zh) | 组合电池 | |
| KR20210097525A (ko) | 이차전지 및 이차전지의 제조 방법 | |
| RU221550U1 (ru) | ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ ЛИТИЙ-ИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР С КАТОДОМ ИЗ ЛИТИЙ-ЖЕЛЕЗО ФОСФАТА LiFePO4 |