一种新型动力锂电池的制作方法

本实用新型涉及一种动力锂电池。

背景技术：

随着动力锂电池在电动车应用越来越多，对续航能力的要求越来越高。能量密度的提高迫在眉睫。但是，传统的铝壳、钢壳动力锂电池因为使用金属外壳和激光焊接电池盖帽与电池壳体，能量密度的提高不仅增加锂电池的重量，也带来更多的安全隐患，造成二次损伤的危害。这是由于动力锂离子电池在电池盖帽与电池壳体焊接后形成密封结构，当电池发生短路时，内部升温气压会迅速增大，若不能及时泄压，容易发生电池爆炸的危险。是故，在动力锂电池制造业中，提高动力锂电池能量密度的同时需要解决电池重量以及安全性能问题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种新型动力锂电池。该动力锂电池采用可热封柔韧性防静电阻隔复合膜制成的电池盖帽替代传统的塑料、金属电池盖帽，提高能量密度，减少电池重量，而且在内部升温气压过大时，复合膜容易被涨破泄压，提高电池安全性。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种新型动力锂电池，包括电池壳以及设置在电池壳内的正极、隔膜、负极和电解液，所述电池壳包括电池壳主体以及由可热封柔韧性防静电阻隔复合膜与正极耳和负极耳的复合制成的电池盖帽，所述的电池盖帽与电池壳主体开口的边缘热封并封闭电池壳主体，所述正极耳和负极耳则分别与正极和负极连接。

所述电池壳主体其中一侧壁设有防爆装置。作为本实用新型的一个实施例，所述防爆装置包括设置于电池壳主体其中一侧壁上的防爆孔以及位于防爆孔内并密封防爆孔的防爆球。进一步地，所述防爆孔的外侧孔口处设置封闭防爆孔的防爆膜，避免在电池内部温度升高电解液从防爆球与防爆孔之间的缝隙泄露。本实用新型还可以采用其他方式，例如，防爆装置包括防爆孔以及设置防爆孔外侧孔口的防爆膜，也可以在此基础上，在防爆膜外侧设置防爆罩，在电池内部温度已达到热失控状态时，避免电池内压继续上升防爆膜被冲破，电池内物质随高压气体喷出伤人。

所述防爆孔位于电池壳主体侧壁上部。所述防爆孔为圆形或椭圆形，相应地，防爆球的截面为球形或椭圆形。进一步地，所述防爆球采用耐腐蚀耐高温材料制成，例如聚四氟乙烯球。所述防爆膜包括但不限于金属箔、金属复合膜等。所述防爆膜的厚度在0.1-0.3mm之间，其直径大于防爆孔直径。

所述电池壳主体的开口四个边缘向外翻并水平延伸形成外翻边，充分地保证复合膜与电池壳主体之间的热封效果。所述外翻边的宽度在3-10mm范围内。

本实用新型中所述可热封柔韧性防静电阻隔复合膜包括但不限于金属复合膜。所述金属复合膜包括但不限于铝塑复合膜。

所述电池壳主体的材质包括但不限于塑料、金属材料。金属材料包括但不限于钢材、铝合金等。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1. 本实用新型采用可热封柔韧性防静电阻隔复合膜作为材料制作电池盖帽，取代金属电池盖帽，无需采用激光焊接，一方面减少电池包装的重量，可以提高电池能量密度，另一方面复合膜与金属表面热封，在电池发热时复合膜受热变软易被撑破从而泄压，大大提高安全性。

2.本实用新型在电池壳主体设置防爆装置，用于安全泄压，进一步增加电池的安全性。

3.本实用新型中防爆装置的防爆孔外孔口由防爆膜封闭，增加密封防水性，解决传统的方形和圆形电池防爆球的密封性差易泄露电解液或进水的缺点。

4.本实用新型电池壳主体开口边缘向外翻并水平延伸形成外翻边，宽度在3mm~10mm，充分保证复合膜与电池壳主体之间的热封效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的动力锂电池示意图。

图2是本实用新型实施例一的电池壳分解图。

图3是本实用新型实施例一防爆装置的截面图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不限于以下的实施例。

图1-3所示的新型动力锂电池，包括电池壳以及设置在电池壳内的正极、隔膜、负极和电解液(图中未示出)。电池壳包括电池盖帽1和电池壳主体2。其中，电池壳主体2由铝合金制成，其开口四个边缘向外翻并水平延伸形成宽度为3-10mm的外翻边。电池盖帽1由两片铝塑复合膜11、12与两个分别作为正极耳3和负极耳4的TAB-LEAD复合而成(参见图1-2)。正极耳3和负极耳4分别与电池壳内的正极和负极连接。电池盖帽1的周边区域的铝塑复合膜与电池壳主体2的四个外翻边热封形成封闭构成动力锂电池。

电池壳主体2其中一侧壁上设有防爆装置5。在本实施例中，如图2所示，防爆装置5由设置于电池壳主体2一侧壁上部的圆形防爆孔51、防爆球52以及防爆膜53构成。防爆球52为聚四氟乙烯球，经过盈配合嵌装在防爆孔51内，密封防爆孔51。防爆膜53为直径大于防爆孔51直径的铝箔，厚度0.1-0.3mm，其经激光焊接于防爆孔51的外侧孔口，封闭防爆孔51，避免电解液因防爆球52密封性不好而泄露。在本实施例中防爆孔51也可以是椭圆形的，相应地，防爆球52则采用聚四氟乙烯椭圆球。

本实施例中， TAB-LEAD是由极耳胶和铝箔及铜箔复合而成，铜箔的宽度为3mm~200mm，铝箔的宽度3mm~200mm，厚度为0.05mm~5mm。

以上动力锂电池的制作方法如下：

(1) 制作电池盖帽：取两片铝塑复合膜11、12与两个分别作为正极耳3和负极耳4的TAB-LEAD，经高温复合形成电池盖帽1，如图1和2所示。复合温度200℃±10℃，压力为1个大气压，时间3-5秒。

(2) 钝化和粗化：对电池壳主体2开口的四个外翻边21的上表面进行化学钝化和机械粗化。具体操作如下：

1) 将电池壳主体2倒置在装有丙酮溶剂的容器中，使四个外翻边21浸泡在丙酮溶剂中。在此步骤中，可以在丙酮中浸泡5分钟或在丙酮溶剂中超声清洗10分钟。

2) 取出电池壳主体2晾干后，将电池壳主体2倒置在装有0.1M KOH溶液的容器中，使四个外翻边21在0.1M KOH溶液中浸泡3-5分钟，然后取出用自来水冲洗3遍，再用去离子水漂洗一遍，用冷风吹干或晾干。

3) 电池壳主体2倒置在容器中，放入钝化液，使四个外翻边21在钝化液中浸泡1-2分钟，取出用自来水冲洗3遍，再用去离子水漂洗一遍，用冷风吹干或晾干。钝化液由以下组分构成：K2Cr2O720%，CrO370%，NaF10%，HNO3调节pH值为1.5~2.0。

4)放入真空烘箱中，60ºC下真空烘干1小时以上。

5) 用精细砂纸在电池壳主体2的外翻边21上表面打磨3到5次。

步骤3)中，钝化液还可以是K2Cr2O710%，CrO370%，NaF20%，HNO3调节pH值为1.5~2.0；或K2Cr2O715%，CrO370%，NaF15%，HNO3调节pH值为1.5~2.0；或K2Cr2O720%，CrO360%，NaF20%，HNO3调节pH值为1.5~2.0。K2Cr2O730%，CrO350%，NaF20%，HNO3调节pH值为1.5~2.0。

(3) 电池封装：在电池壳主体2内竖向放置正极、隔膜和负极，然后加入电解液，正极和负极分别连接正极耳3和负极耳4，而后将电池盖帽1的周边区域的那一部分铝塑复合膜与电池壳主体2的四个外翻边21热封复合，封闭电池壳主体2构成动力锂电池。复合温度200℃±10℃，压力为1个大气压，时间3-5秒。