专利名称：一种高功率圆柱电池的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电器装置中的一种电池。可以作为各种装备和交通工具的储能装置，以及各类变电站所、医院手术室、核反应堆控制、防护设施、航天通讯设施、无线电通讯的不间断电源、应急电源等。
背景技术：
在现有的圆柱电池生产技术中，极片采取的是间歇式涂覆的方式，极片裁剪后再在间歇处焊接导电片作为极耳，不仅增加了工艺的复杂性、难度和成本，而且由于极耳面积和数量有限，造成电池内阻较大，耐大功率性能差，即电池高倍率充电/放电特性差，比功率不高，使用受到很大限制，不适合在电动车等设备上使用。此外由于焊接在负极上的极耳无活性物质，充电时容易在极耳上产生锂枝晶而影响电池的安全性和循环寿命。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有电池的上述缺陷而重新设计的一种高功率电池，使其具有内阻低、比功率高、工艺简单、制造成本低、适于规模化生产等优点。本实用新型是依靠下述技术实现的正极7和负极8涂布时，在一个侧边分别预留不涂布正极材料I的正极侧边2和不涂布负极材料3的负极侧边4，涂布完成后，将正极侧边2和负极侧边4裁剪成长城状，正极侧边2和负极侧边4未被裁剪掉的部分分别作为正极极耳5和负极极耳6 ;将裁剪好的正极7、负极8，按照隔膜9、负极8、隔膜9、正极7的顺序卷绕成电芯，将负极极耳6折弯后装入电池外壳12，并与外壳底部10焊接在一起；将电芯与外壳底部10焊接在一起后，将正极极耳5与正极组合盖帽11通过密封材料13组装在一起。正极材料I为钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、富锂锰基材料，负极材料3为金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、碳材料、钛酸锂或碳-金属复合材料，密封材料13为橡胶、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)。负极极耳6与外壳底部10的焊接方式为激光焊接或超声焊接或储能焊接或交流焊接。本发明的电池具有较高的比能量和比功率(比能量大于80Wh/kg，最高比功率超过3000W/kg)，具有寿命长(循环寿命超过1500次)、成本低、免维护等特点。
图I正极极片涂布示意图I.正极材料，2.正极侧边，7.正极。图2负极极片涂布示意图3.负极材料，4.负极侧边，8.负极。[0012]图3正极集流体未涂布正极材料的侧面裁剪后的示意图I.正极材料，5.正极极耳，7.正极。图4负极集流体未涂布负极材料的侧面裁剪后的示意图3.负极材料，6.负极极耳，8.负极。图5、卷绕电芯示意图5.正极极耳,6.负极极耳,9.隔膜。图6高功率圆柱电池示意图5.正极极耳，6.负极极耳，7.正极，8.负极，9.隔膜，10.外壳底部，11.正极组合盖帽，12.外壳，13.密封材料。
具体实施方式
实施例I把改性天然石墨、导电乙炔黑、聚偏二氟乙烯(PVDF)按质量比92 4 4的比例混合制成衆料，涂布在负极集流体铜箔上，经干燥、棍压等工序制成厚85 ii m,宽IOOmm(未涂覆浆料的15mm侧边裁剪为长城状，未被裁剪掉的部分作极耳)，长3700mm的负极；把钴镍锰酸锂、Super P、KS6、PVDF按质量比92 2. 5 I. 5 4的比例混合制成浆料，涂布在正极集流体招箔上，经干燥、棍压等工序制成厚140 ii m,宽100mm(未涂覆衆料的15mm侧边裁剪为长城状，未被裁剪掉的部分作极耳)，长3600mm的正极，依隔膜、负极、隔膜、正极的顺序卷绕成电芯。把电芯装入电池壳体，未被裁剪掉的铝箔、铜箔焊在正极组合盖帽上和电池底部的外壳上，加入I. OM六氟磷酸锂(LiPF6)/碳酸丙烯酯(PC) +碳酸乙烯酯(EC)电解液，组装成圆柱形电池。电池比能量达到80Wh/kg，比功率达到3000W/kg。
权利要求1.一种高功率圆柱电池，其特征是正极(7)和负极(8)涂布时，在一个侧边分别预留不涂布正极材料(I)的正极侧边(2)和不涂布负极材料(3)的负极侧边(4)，涂布完成后，将正极侧边⑵和负极侧边⑷裁剪成长城状，正极侧边⑵和负极侧边⑷未被裁剪掉的部分分别作为正极极耳(5)和负极极耳(6);将裁剪好的正极(7)、负极(8)，按照正极(7)、隔膜(9)、负极(8)的顺序卷绕成电芯，将负极极耳(6)折弯后装入电池外壳(12)，并与外壳底部(10)焊接在一起；将电芯与外壳底部(10)焊接在一起后，将正极极耳(5)与正极组合盖帽(11)通过密封材料(13)组装在一起。
2.按照权利要求I所述的高功率圆柱电池，其特征在于正极材料(I)为钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、富锂锰基材料，负极材料(3)为金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、碳材料、钛酸锂或碳-金属复合材料，密封材料为橡胶、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚偏二氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯PVDF-HFP。
3.按照权利要求I所述的高功率圆柱电池，其特征在于负极极耳(6)与外壳底部(10)的焊接方式为激光焊接或超声焊接或储能焊接或交流焊接。
专利摘要本实用新型属于电器装置领域，特别涉及到一种高功率圆柱电池，电池单元由正负极片及隔膜卷绕而成的电芯，正极盖帽，电解液和壳体组成。电芯卷绕完成并装入壳体内之后，把未涂布正负极材料的正负极侧边裁剪而成的正负极极耳，分别焊接在正极组合盖帽上和壳体底部。此种电池生产工艺简单、成本低，生产的电池具有较高的比功率和比能量，可以作为各种装备和交通工具的储能装置，以及各类变电站所、医院手术室、核反应堆控制、防护设施、航天通讯设施、无线电通讯的不间断电源、应急电源等，具有寿命长、成本低、免维护等特点。
文档编号H01M10/04GK202564482SQ20122026287
公开日2012年11月28日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者余仲宝, 邱景义, 陈金胜, 杨利军, 何志远 申请人:中国人民解放军63971部队, 山西皇城相府中道能源有限公司