一种锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池，本发明专利技术锂离子电池是一种大容量、高安全性圆柱形锂离子电池，特殊的极片结构，可以提高锂离子电池的大电流充放电性能；特殊的机械封口结构，极大地提高了大型锂离子电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种大容量、高安全性磷酸铁锂电池。
技术介绍
锂离子电池自1990年在日本Sony公司被成功研制后，就以其工作电压高(3. 7V)、 比能量高(8(Tl40wh/kg)、自放电率低(5%/月)、无记忆效应和对环境友好等优点而受到了 电池界的普遍青睐。在世界范围内掀起了锂离子电池研究和产业化热潮。由于锂离子电池 迎合了通信及信息技术的飞速发展对电池小型化、轻量化、高能化的发展要求，各级用户对 其需求量也节节攀升。1996年日本锂离子电池销售额达12亿美元，已超过了 MH — Ni电池 和Ni-Cd电池的销售额。到2002年，锂离子电池在小型二次电池中已经占据绝对的统治地 位。但是，锂离子电池的大型化，一直受制于制造工艺和安全性。锂离子电池采用薄形化电极，集流体采用铝箔和铜箔，小容量电池如手机、笔记本 电脑用电池，采用单极耳即可满足使用要求，带极耳卷绕工艺是目前锂离子二次电池行业 的一个主流生产工艺；但是对于大容量、大功率型锂离子二次电池而言，由于工作电流较 大，必须采用多极耳工艺，如果先焊接极耳后再卷绕，由于极片厚度公差的存在，极耳在卷 绕后的位置很难一致重叠，而且多极耳和导电极柱的连接也很难处理。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池，旨在解决目前的锂离子二次电池产品和 生产工艺所存在的制造难题及缺陷。本专利技术的技术方案如下一种锂离子电池，包括正极帽盖、负极帽盖、铝导电盘、镍导电盘、镀镍钢筒、电芯，正极 帽盖和负极帽盖设置在镀镍钢筒的两端，用于将电芯封装在镀镍钢筒内，电芯包括正极极 片、负极极片、隔膜、电解液，隔膜夹在正极极片和负极极片之间，正极极片、负极极片和隔 膜卷绕形成容纳电解液的收容空间，电芯的两端分别为正极端和负极端，电芯的正极端和 铝导电盘连接，电芯的负极端和镍导电盘连接，镍导电盘和负极帽盖连接，铝导电盘和正极 帽盖连接，在正极极片的两侧具有不涂覆正极活性材料的第一条条形空箔部位和第二条条 形空箔部位，在负极极片的两侧具有不涂覆负极活性材料的第三条条形空箔部位和第四条 条形空箔部位。所述的锂离子电池，其中，所述第一条条形空箔部位的宽度是0.20-1. Omm;所述 第二条条形空箔部位的宽度是5. 0-30mm。所述的锂离子电池，其中，所述第三条条形空箔部位的宽度是0.20-1. 0mm;所述 第四条条形空箔部位的宽度是5. 0-30mm。所述的锂离子电池，其中，所述锂离子电池的正极盖帽含有电流阻断装置和不可逆泄压阀；负极盖帽含有可逆的泻压装置。所述的锂离子电池，其中，所述正极活性材料为磷酸亚铁锂系活性材料。本专利技术的有益效果从工艺上实现了大型锂离子电池的生产制造问题，而且工艺 简单，易于实现自动化，生产成本低；特殊的极片结构，可以提高锂离子电池的大电流充放 电性能；特殊的机械封口结构，极大地提高了大型锂离子电池的安全性。附图说明图1是本专利技术实施例锂离子电池的正极极片的示意图； 图2是本专利技术实施例锂离子电池滚槽结构示意图3是本专利技术实施例锂离子电池封口后的结构示意图； 图4是本专利技术实施例锂离子电池的正极盖帽结构示意图； 图5是本专利技术实施例锂离子电池的负极盖帽结构示意图； 图6是本专利技术实施例锂离子电池的负极底面示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对 本专利技术进一步详细说明。本专利技术的大容量、高安全性圆柱形锂离子电池，包括正极帽盖、负极帽盖、铝导电 盘、镍导电盘、镀镍钢筒、电芯，正极帽盖和负极帽盖设置在镀镍钢筒的两端，用于将电芯封 装在镀镍钢筒内，电芯包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液，隔膜夹在正极极片和负极极 片之间，正极极片、负极极片和隔膜卷绕形成容纳电解液的收容空间，电芯的两端分别为正 极端和负极端，电芯的正极端和铝导电盘连接，电芯的负极端和镍导电盘连接，镍导电盘和 负极帽盖连接，铝导电盘和正极帽盖连接。所述正极极片和负极极片分别采用铝箔2和铜箔6做集流体，如图1所示，在涂敷 活性材料涂层时在正极极片的两侧预留不涂活性材料的第一条条形空箔部位8和第二条 条形空箔部位9 第一条条形空箔部位8的宽度在0. 20-1. Omm范围内；第二条条形空箔部 位9的宽度在5.0-30mm范围内。相应的，在涂敷活性材料涂层时在负极极片的两侧预留不 涂活性材料的第三条条形空箔部位和第四条条形空箔部位第三条条形空箔部位的宽度在 0. 20-1. Omm范围内；第四条条形空箔部位的宽度在5. 0-30mm范围内。预留第一条条形空箔部位8和第三条条形空箔部位的作用是为了避免成卷极片 分切时切到涂层而产生毛刺和局部掉料，提高电池安全性。极片分切毛刺的形成与极片涂 层里的高硬度无机活性材料对刀具的磨损有很大关系，当采用本专利技术的方法，分切极片时 仅仅分切到纯的铝箔或铜箔时，对刀具的磨损很轻微，上述毛刺可大大降低，因此可以提高 大容量电池的安全性。预留第二条条形空箔部位9和第四条条形空箔部位的作用是便于不带焊接的多 条极耳而实现高效率卷绕。是为了将正极极片、隔膜、负极极片连续卷绕后在此部位与引出 用集电体相连接，正极极片与负极极片的引出用集电体分别位于极组的两侧，正极极片空箔端与铝导电盘11采用激光焊接连接，铝导电盘11与正极盖帽采用激光焊接连接。负极 极片空箔端与镍导电盘21采用激光焊接，镍导电盘21与负极盖帽采用电阻焊连接。同时， 采用导电盘和条形空箔部位的连接，也是最佳的集流方式，有利于大电流放电。如图2、图3所示，在镀镍钢管7的两端采用机械滚槽工艺，正极、负极盖帽采用机 械封口方式密封，镀镍钢管7不带电。镀镍钢管7的双端机械滚槽、机械封口，实现了大容 量锂离子电池的生产，也增加了大容量锂离子电池的安全性。如图4、图5和图6所示，正极盖帽含有CID (电流阻断装置)、PTC (大功率电池可 以不含)和不可逆泄压阀；负极盖帽含有可逆的泻压装置。这样也极大的提高了大容量电 池的安全性。本专利技术的大容量、高安全性圆柱形锂离子电池，正极活性材料采用磷酸亚铁锂系 活性材料制造。磷酸亚铁锂Lii^e (M)PO4 (M为搀杂的Nb、Mn、Co等)系正极材料中P043—四面体非 常稳定，在充放电过程中起到结构支撑作用，尤其是在过充、过热情况下不会释放高活性的 氧原子，不存在像LiCoO2, LiNiCoMnO2, LiMn2O4等正极材料那样的剧烈氧化、爆炸反应；同时 由于在充放电过程中，LiFePO4和完全脱锂状态下的FePO4都为正交结构，晶胞参数只有微 小变化，电池具有优异的循环性能。因此采用Lii^ePO4S正极材料的锂离子电池可以有效避 免爆炸反应，有潜力满足目前电动汽车或电动玩具对高容量、大功率动力电池的性能需求。本专利技术的有益效果是1.特殊的极片结构，可以提高锂离子电池的大电流充放电性能；2.特殊的机械封口结构，极大地提高了大型锂离子电池的安全性。本专利技术的大容量电池特指额定容量(IC)在5Ah以上，尤其是IOAh以上的锂离子 二次电池，高容量电池里包括容量型电池和大功率型电池，容量型电池的最大放电倍率在 2C以下，大功率型电池特指最小放电倍率在3C以上的大功率型电池，根据具体使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锂离子电池，包括正极帽盖、负极帽盖、铝导电盘、镍导电盘、镀镍钢筒、电芯，正极帽盖和负极帽盖设置在镀镍钢筒的两端，用于将电芯封装在镀镍钢筒内，电芯包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液，隔膜夹在正极极片和负极极片之间，正极极片、负极极片和隔膜卷绕形成容纳电解液的收容空间，电芯的两端分别为正极端和负极端，电芯的正极端和铝导电盘连接，电芯的负极端和镍导电盘连接，镍导电盘和负极帽盖连接，铝导电盘和正极帽盖连接，其特征在于，在正极极片的两侧具有不涂覆正极活性材料的第一条条形空箔部位和第二条条形空箔部位，在负极极片的两侧具有不涂覆负极活性材料的第三条条形空箔部位和第四条条形空箔部位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华福，刘方，
申请(专利权)人：珠海金峰航电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44