一种运用于无人机的全固态锂离子二次电池的制作方法

本实用新型涉及电池领域技术，尤其是指一种运用于无人机的全固态锂离子二次电池。

背景技术：

随着石油能源的不断消耗，二次电池作为清洁能源受到越来越多的关注，在电子市场的需求也不断扩张。尽管锂电池技术被普遍应用于日常电子消费品，但由于使用易燃的有机电解液带来的安全隐患以及比较低的能量密度，极大限制了其在电动汽车、无人飞行器等产品中的应用。因此，无论在学术界还是工业界，开发安全性好、能量密度高的锂金属电池的研究都处于前沿热点。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种运用于无人机的全固态锂离子二次电池，能够使电池具有较好的离子电导率与机械强度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种运用于无人机的全固态锂离子二次电池，包括电池外壳、电池盖板、正极柱、负极柱，电池盖板封盖于电池外壳顶部开口，正极柱和负极柱安装于电池盖板上，

所述电池外壳中心设有电池芯，该电池芯外卷绕由阳极固态聚合物电解质、阳极隔离膜、阳极集电薄膜、阴极固态聚合物电解质、阴极隔离膜、阴极集电薄膜形成的叠层结构；各阳极隔离膜与阳极固态聚合物电解质接触，所述正极柱与各层的阳极隔离膜之间由阳极金属插片及电池芯盖阳极耳相连；各阴极隔离膜与阴极固态聚合物电解质接触，所述负极柱与各层的阴极隔离膜之间由阴极金属插片及电池芯盖阴极耳相连。

作为一种优选方案，所述叠层结构与电池外壳之间设置有绝缘层。

作为一种优选方案，所述电池盖板上至少安装第一绝缘件和第二绝缘件，该第一绝缘件套设有正极柱和负极柱外，并抵触于电池盖板的上下两面；该第二绝缘件位于电池盖板下方，第二绝缘件挡在电池外壳顶部开口。

作为一种优选方案，所述第一绝缘件的载面呈“工”字型，该第一绝缘件通过铆钉固定于电池盖板。

作为一种优选方案，所述第二绝缘件为片状结构。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，由于电池采用了阳极/阴极固态聚合物电解质，相对于传统液态电解质，本产品具有优良的机械性能，良好的对锂稳定性和宽的电化学窗口(0～5. 4V)，且其所组装的电池具有优异的循环倍率性能。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型之实施例的整体外形结构示意图。

图2是本实用新型之实施例的电池剖视图。

附图标识说明：

10、电池外壳 11、电池外壳顶部开口

12、电池芯 13、阳极固态聚合物电解质

14、阳极隔离膜 15、阳极集电薄膜

16、阴极固态聚合物电解质 17、阴极隔离膜

18、阴极集电薄膜 19、绝缘层

20、电池盖板 21、第一绝缘件

22、第二绝缘件 23、铆钉

30、正极柱 31、阳极金属插片

32、电池芯盖阳极耳 40、负极柱

41、阴极金属插片 42、电池芯盖阴极耳。

具体实施方式

请参照图1和图2所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，是一种运用于无人机的全固态锂离子二次电池，包括电池外壳10、电池盖板20、正极柱30、负极柱40，电池盖板20封盖于电池外壳部开口11，正极柱30和负极柱40安装于电池盖板20上。

其中，所述电池外壳10中心设有电池芯12，该电池芯12外卷绕由阳极固态聚合物电解质13、阳极隔离膜14、阳极集电薄膜15、阴极固态聚合物电解质16、阴极隔离膜17、阴极集电薄膜18形成的叠层结构；各阳极隔离膜14与阳极固态聚合物电解质13接触，所述正极柱30与各层的阳极隔离膜14之间由阳极金属插片31及电池芯盖阳极耳32相连；各阴极隔离膜17与阴极固态聚合物电解质16接触，所述负极柱40与各层的阴极隔离膜17之间由阴极金属插片41及电池芯盖阴极耳42相连。

本实施例中，所述阳极/阴极固态聚合物电解质16是将环氧类有机物、具有式（1）结构的有机物与大阴离子锂盐在溶剂中进行开环交联反应，得到聚合物电解质材料；所述环氧类有机物的支链端位含有环氧基团，具含有三个以上的支链；

其中，n为30～300。

本电池采用的网状交联结构聚合物电解质材料能够有效固定EO链段的位置，从而平衡各个方向对Li⁺的作用力，降低Li⁺的解离能，提高锂离子迁移数；同时，合适分子质量的NPEG和适当比例的EO/ Li⁺，可以有效提高聚合物电解质的电导率，改善电解质材料对金属锂的稳定性和拓宽电化学窗口；概括而言，网状交联结构的聚合物电解质材料会有效抑制分子链结晶，促进Li⁺与EO的络合，降低活化能，进而提高电解质材料的离子电导率、对金属锂的稳定性和电化学窗口。实验结果表明:本电池提供的交联结构的聚合物电解质材料的电导率为1.1 * 10^-4～3 . 6 *10^-3S cm^-1；具有优良的机械性能，良好的对锂稳定性和宽的电化学窗口(0～5. 4V)，且其所组装的电池具有优异的循环倍率性能。

所述阳极集电薄膜15和阴极集电薄膜18可为导电金属箔片，例如铝或不锈钢片，其内含有小孔或不含小孔。本实施例优选为铝片，可理想地在其内具有多个小孔，因此形成网格或筛网。

所述阳极隔离膜14和阴极隔离膜17为电解质不可渗透的隔离材料片，优选为具有约0.025mm厚度的聚丙烯，使阳极固态聚合物电解质13和阴极固态聚合物电解质16实现隔离。

如图2所示，所述叠层结构与电池外壳10之间设置有绝缘层19。其中，电池外壳10的材质例如为铝，绝缘层19的材质例如为纸。

此外，所述电池盖板20上至少安装第一绝缘件21和第二绝缘件22，该第一绝缘件21套设有正极柱30和负极柱40外，并抵触于电池盖板20的上下两面；该第二绝缘件22位于电池盖板20下方，第二绝缘件22挡在电池外壳部开口11。其中，所述第一绝缘件21的载面呈“工”字型，该第一绝缘件21通过铆钉23固定于电池盖板20。所述第二绝缘件22为片状结构。藉由第一绝缘件21的设置使得电池的正负极之间绝缘，避免短路。第二绝缘件22的设置配合电池盖板20实现电池外壳部开口11的双重密封，使电池的密封效果更佳。

本实施例中，所述电池外壳10为长方柱体，其电池盖板20、正极柱30、负极柱40位于电池外壳的同一侧。

综上所述，本实用新型的设计重点在于，由于电池采用了阳极/阴极固态聚合物电解质16，相对于传统液态电解质，本产品具有优良的机械性能，良好的对锂稳定性和宽的电化学窗口(0～5. 4V)，且其所组装的电池具有优异的循环倍率性能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。