专利名称：一种安全锂离子电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安全锂离子电池，具体地说，涉及一种可防止由于电池壳体 的颈部在成型的过程中所产生的金属颗粒发生短路事故的安全锂离子电池。
背景技术：
锂离子电池自上世纪九十年代sony公司开发问世以来，在短短的十几年内， 得到了非常迅速的发展。预计到2017年，将有18. 71亿手机和2. 93亿笔记本电 脑的锂离子电池需求量。且由于先迸的电子设备的发展，人们对于小型、轻质、 便携的电子设备和装置的需求日益增加，因此，需要具有高能量密度且安全性能 良好的电池为这种设备和装置提供能源。
锂离子电池主要由正极、隔膜、负极、有机电解液、电池壳体构成，正极材 料通常采用氧化钴锂、氧化镍钴锂、氧化锰锂等；隔膜主要采用聚乙烯、聚丙烯 等组成的单层或者多层的微多孔薄膜；负极材料主要有石墨化碳材料、无定型碳 材料等；由于锂离子电池负极的电位与锂相近，比较活泼，在水溶液体系中不稳 定，必须使用非水、非质子性有机溶剂作为锂离子的载体，有机电解液主要有碳 酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等组成的一元、 二元或者三元的混合溶剂。
锂离子电池应用极其广泛，它的安全性能自然就是锂离子电池的第一考核指标。
为了确保锂离子电池的安全性，先后出现了多种安全措施 (1)隔膜130°C自动关闭效应采用PP-PE-PP三层复合薄膜，在电池升温到130°C的情况下，复合薄膜中的 PE层中的膜孔闭合，电池内阻迅速增加，电池内部断路，电池不再升温，确保 电池安全。
(2) 向电解液中加入添加剂
电解液中添加某种聚合物单体分子，当电池充电到一定电压时，单体分子在 阴极表面发生电聚合反应生成导电聚合物薄膜，通过该导电聚合物与阳极发生一 定程度的电接触，从而致使电池内部微短路，使电池缓慢自放电至安全状态，确 保电池安全。
电解液中加入阻燃添加剂，可以使易燃有机电解液变成难燃或不可燃电解 液，降低电池放热值和电池自热率，增加电解液自身的热稳定性，从而避免电池 在过热条件下的燃烧或者爆炸。
(3) 电池盖复合结构
电池盖采用电流中断装置和刻痕防爆结构，电池充电到一定电压时，电池内 部活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内压增大，压力达到一定程度翻盖翻 转，使电池断路，确保电池安全。或者内压达到一定程度刻痕破裂，电池放气， 确保电池安全。
以上措施可以在很大程度上增强锂离子电池的安全性能，但不能杜绝锂离子 电池的安全问题，有一种电池壳体的电池，其壳体的上部有一向内凹入的颈部， 在成型这一颈部结构时，成型过程中可能会产生一 金属颗粒，或者在成型过程 中颈部内侧已被损伤，而在以后的成型和使用中产生金属颗粒。如果金属颗粒刺 破电池隔膜，则会引起电池短路。据报道，在给sony公司造成了重大损失的sony 笔记本电池召回事件中，电池起火的主要原因就是由于电池中掺杂的金属颗粒刺破隔膜引发了短路。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的以上缺陷，提供一种可以防止电池壳体 的颈部在成型过程中所产生的金属颗粒所引起的短路问题，且可以安全使用的锂 离子电池。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下构造一种安全锂离子电池， 包括圆柱形结构的电池壳体、电池盖、正极、隔膜、负极、有机电解液。在该电 池壳体上部挤压成型一向内凹入的环形颈部之前，在成型位置内侧壁表面上涂布 一环状聚合物层。
本发明的效果是由于本发明在该电池壳体上部挤压成型凹入的环形颈部之 前，在成型位置内侧壁表面上、凃布一环状聚合物层。这样，在成型过程中所产生 的金属颗粒被覆盖在聚合物层底下，而不会落入壳体内，可以彻底解决电池壳体 的颈部在成型过程中所产生的金属颗粒落入壳体内所引起的短路问题，也可以彻 底防止电池壳体的颈部在成型过程中而产生损伤，而在以后的成型和使用过程中 产生金属颗粒，引起短路问题。 图例说明
图1是本发明安全锂离子电池的电池壳体在成型前的立体图。 图2是图1沿A-A方向的剖视图。
图3是本发明安全锂离子电池的电池壳体在成型后的立体图。
图4是图3沿B-B方向的剖视图。
图5是图4中电池壳体颈部的局部放大图。具体实施例
如图1至图5所示，本发明提供一种安全锂离子电池，其包括电池壳体l、 电池盖、正极、隔膜、负极、有机电解液，电池壳体l的上部具有一向内凹入的 环形颈部2。
如图1及图2所示，在电池壳体1成型向内凹入的颈部2之前，电池壳体l 为一端设有底部、 一端开口的圆柱形金属壳体。成型之前，在电池壳体l的开口 一端(即成型位置)上部的内侧壁表面上、凃布一环状聚合物层3。
如图3至图5所示，电池壳体1的颈部2在成型过程中会发生塑性变形，可 能会有少量的金属颗粒脱落，虽然还有一些金属颗粒未完全脱落，但环形颈部2 内侧已受损伤，在以后的使用中极易脱落。如果这些已经脱落或者将要脱落的金 属颗粒留在电池内部，就有可能刺破隔膜，造成短路。而环状聚合物层3的存在 就会覆盖住成型过程中产生的金属颗粒，也会覆盖住使用过程中逐渐脱落的金属 颗粒，从而彻底解决由于金属颗粒剌破隔膜而造成的短路问题。
在电池壳体1成型向内凹入的颈部2之前，在电池壳体1的开口一端(即成 型位置)上部的内侧壁表面上、凃布一环状聚合物层3的过程如下
首先，用包有无尘纸的磁棒清洗电池壳体内部，然后，使用毛刷蘸取聚酰亚 胺的水性乳液，并把该乳液呈环状均匀地涂布在电池壳体1的开口一端(即成型 位置)上部的内侧壁表面上，并覆盖完全，把涂布有聚合物乳液的壳体放入烘箱 中烘烤约1分钟，然后取出即可。
聚合物选自但不限于以下物质丁苯橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、羧基 氯丁橡胶、环氧胶、聚硅氧烷胶、聚氨酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶、聚乙烯、 聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯等。本实验选用聚
6酰亚胺的水性乳液。
聚合物层3的宽度可大于或等于颈部2成型前的宽度聚合物层3的厚度可 在0. 001-0. 20鹏范围内选择，优选0. 03-0. 06咖，烘干条件通常为85°C烘1分 钟。
权利要求
1、一种安全锂离子电池，包括圆柱状的电池壳体、电池盖、正极、隔膜、负极、有机电解液，电池壳体上部具有一向内凹入的环形颈部，其特征在于，在所述向内凹入的环形颈部的内侧壁表面上设有一环状聚合物层。
2、 根据权利要求l所述的一种安全锂离子电池，其特征在于所述聚合物 层的厚度可在0. 001-0. 20咖范围内。
3、 根据权利要求2所述的一种安全锂离子电池，其特征在于所述聚合物 层的厚度的优选范围为0. 03-0. 06mm。
4、 根据权利要求1所述的一种安全锂离子电池，其特征在于所述聚合物 层的宽度大于或等于颈部的宽度。
5、 根据权利要求1至4项中任一项所述的安全锂离子电池，其特征在于 所述聚合物选自但不限于以下物质丁苯橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、羧基丁苯橡胶、氯丁橡胶、环氧胶、聚硅氧烷胶、聚氨酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂 胶、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚乙酸乙烯酯、聚丙 烯酸酯等。
6、 根据权利要求5所述的安全锂离子电池，其特征在于所述聚合物选用 聚酰亚胺。
全文摘要
本发明提供了一种安全锂离子电池，旨在解决由于圆柱电池壳体的颈部在成型过程中所产生的金属颗粒所引起的电池短路问题，包括电池盖、正极、隔膜、负极、有机电解液、圆柱形电池壳体，以及电池壳体上向内凹陷的颈部。所述电池壳体的颈部内侧表面上涂有聚合物层，可以解决电池壳体的颈部在成型过程中所产生的金属颗粒所引起的电池短路问题，也可以防止电池壳体的颈部在随后的成型的过程中造成损伤，而在以后的使用中所产生金属颗粒所引起短路问题。
文档编号H01M10/40GK101609873SQ20081002879
公开日2009年12月23日 申请日期2008年6月16日 优先权日2008年6月16日
发明者付成华, 瑞 许, 邓勇强 申请人:东莞新能源科技有限公司