一种高能量密度的安全型18650电池的制作方法

本实用新型涉及锂电池领域，尤其涉及一种高能量密度的安全型18650电池。

背景技术：

18650是目前最常见的锂电封装方式，无论是当下最流行的三元材料，还是国家力推的磷酸铁锂，以及尚未普及的钛酸锂，均有18650的规格。18650型电芯，采用Cylindrical圆柱形封装方式，这种电芯直径18mm，长度65mm，广泛应用于充电宝、电动车、笔记本、强光手电筒等领域，这类封装的好处是规格统一，方便自动化、规模化生产，具有机械强度高、耐冲击性强、良品率高等特点；此外还有Prismatic方形软包封装，常见于手机和平板电脑，这类封装最直接的好处是轻薄，体积小，便携。

但是18650锂电池也存在一些缺陷，比如在过充情况下，或者是在长时间使用情况下，会发生电池膨胀，甚至是电池起火、爆炸的现象。在近年来的各大媒体的报道中，此类新闻也是屡见不鲜。因此，亟需对现有的18650电池的安全性能进行提升。此外，现有的18650电池，用作动力电池时，其能量密度还不够高，有待改进。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高能量密度的安全型18650电池。本实用新型的18650电池能量密度高，且安全性高，在电池过热情况下能够及时防止电池起火、爆炸。

本实用新型的具体技术方案为：一种高能量密度的安全型18650电池，包括电芯1和外壳2，所述电芯中含有卷绕的正极片10和负极片11。所述正极片和/或负极片上设有孔；所述电芯的外表面设有受热膨胀阻燃层，所述外壳罩设于所述受热膨胀阻燃层的外部，所述外壳的内壁与所述受热膨胀阻燃层的外壁之间隔有空气层，所述外壳的内壁上设有凸出的支撑块，所述支撑块与所述受热膨胀阻燃层的外壁抵接。

在本实用新型的电池中，正极片或/负极片上设有孔，能够增加单位体积极片的其表面积，便于电解液的浸润以提高电池的能量密度。同时电池中设有受热膨胀阻燃层，受热膨胀阻燃层主要采用聚氨酯材料，并且还含有受热能够发生膨胀的阻燃粉体，均为可直接市购的现有材料。受热膨胀阻燃层在受热后能够发生膨胀。空气层的作用一方面是为受热膨胀阻燃层的膨胀提供预留空间，另一方面，还能在电池受到挤压后起到缓冲作用，防止电芯被破坏。

当电池发生过热情况时，受热膨胀阻燃层受热发生膨胀，侵占空气层的空间，并将电芯紧密地包裹。由于受热膨胀阻燃层内含有阻燃材料，将电芯与电池外界隔离，能够起到阻燃效果，防止电池起火而引起外部的安全事故。另一方面，受热膨胀阻燃层紧密地将电芯包裹，防止电池爆炸；或者在电池爆炸后能够起到缓冲作用，削弱爆炸的能量。

作为优选，所述支撑块的数量为多块，且所述支撑块在所述外壳的内壁的圆周面上均匀分布。

作为优选，所述外壳的外壁上设有台阶式开口，所述台阶式开口在外壳内壁上的内开口宽度小于在外壳外壁上的外开口的宽度；所述台阶式开口内设有密封件，所述密封件由密封帽和连接件连接而成，所述密封帽盖设于台阶式开口的外开口上，所述连接件的外端与密封帽连接，所述连接件的内端与所述受热膨胀阻燃层的外壁连接。

作为优选，所述密封帽的宽度与台阶式开口的外开口宽度相等；所述连接件的宽度小于台阶式开口的内开口宽度。

作为优选，所述台阶式开口与密封件在所述外壳的内壁的圆周面上均匀分布。

当电池发生过热情况时，受热膨胀阻燃层受热发生膨胀，侵占空气层的空间，此时密封件被向外顶出，密封帽脱离外壳，从而空气层与电池外部相通，起到散热作用，防止电池进一步受热爆炸。当电池过热情况非常严重时，受热膨胀阻燃层的膨胀程度更大，完全将空气层挤占，并将电芯紧密地包裹。由于受热膨胀阻燃层内含有阻燃材料，将电芯与电池外界隔离，能够起到阻燃效果，防止电池起火。另一方面，紧密地将电芯包裹，能够防止电池爆炸。

与现有技术对比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的18650电池能量密度高，且安全性高，在电池过热情况下能够及时防止电池起火、爆炸。

附图说明

图1是本实用新型中电池正极片/负极片的一种结构示意图；

图2是实施例1中电池的一种横截面结构示意图；

图3是实施例2中电池的一种横截面结构示意图；

图4是实施例2中密封件被顶出时的结构示意图。

附图标记为：电芯1、外壳2、受热膨胀阻燃层3、空气层4、支撑块5、台阶式开口6、密封件7、密封帽8、连接件9、正极片10、负极片11、孔12。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。在本实用新型中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。

实施例1

如图2所示：一种高能量密度的安全型18650电池，包括电芯1和外壳2，所述电芯的外表面设有受热膨胀阻燃层3，所述外壳罩设于所述受热膨胀阻燃层的外部，所述外壳的内壁与所述受热膨胀阻燃层的外壁之间隔有空气层4，所述外壳的内壁上设有凸出的支撑块5，所述支撑块与所述受热膨胀阻燃层的外壁抵接。其中所述支撑块的数量为四块，四块支撑块在所述外壳的内壁的圆周面上均匀等距分布。

如图1所示，所述电芯中含有卷绕的正极片10和负极片11。所述正极片和负极片上设有均匀分布的孔12。

实施例2

如图3所示：一种高能量密度的安全型18650电池，包括电芯1和外壳2。所述电芯的外表面设有受热膨胀阻燃层3，所述外壳罩设于所述受热膨胀阻燃层的外部，所述外壳的内壁与所述受热膨胀阻燃层的外壁之间隔有空气层4，所述外壳的内壁上设有凸出的支撑块5，所述支撑块与所述受热膨胀阻燃层的外壁抵接。其中所述支撑块的数量为四块，四块支撑块在所述外壳的内壁的圆周面上均匀等距分布。

如图1所示，所述电芯中含有卷绕的正极片10和负极片11。所述正极片和负极片上设有均匀分布的孔12。

此外，所述外壳的外壁上设有四个台阶式开口6，四个台阶式开口在所述外壳的内壁的圆周面上均匀等距分布，并且与支撑块相间设置。并且，所述台阶式开口在外壳内壁上的内开口宽度小于在外壳外壁上的外开口的宽度；所述台阶式开口内设有密封件7，所述密封件由密封帽8和连接件9连接而成，所述密封帽盖设于台阶式开口的外开口上，所述连接件的外端与密封帽连接，所述连接件的内端与所述受热膨胀阻燃层的外壁连接。所述密封帽的宽度与台阶式开口的外开口宽度相等；所述连接件的宽度小于台阶式开口的内开口宽度。

如图4所示，当电池发生过热情况时，受热膨胀阻燃层受热发生膨胀，侵占空气层的空间，此时密封件被向外顶出，密封帽脱离外壳，从而空气层与电池外部相通，起到散热作用，防止电池进一步受热爆炸。当电池过热情况非常严重时，受热膨胀阻燃层的膨胀程度更大，完全将空气层挤占，并将电芯紧密地包裹。由于受热膨胀阻燃层内含有阻燃材料，将电芯与电池外界隔离，能够起到阻燃效果，防止电池起火。另一方面，紧密地将电芯包裹，能够防止电池爆炸。

实施例3

实施例3与实施例2的不同之处在于，实施例3中支撑块以及台阶式开口的数量为6个。且只有正极片上设有孔。

实施例4

实施例4与实施例2的不同之处在于，实施例4中支撑块以及台阶式开口的数量为8个。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。