专利名称：一种负压型塑壳球阀锂离子电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体来说是一种大容量锂 离子电池的技术开发。
背景技术：
目前形势对于锂离子动力电池尽早大量用于车用电源非常企盼， 而且共认在目前条件下，锂离子电池是车用电源首选电池。特别在最 近十年多时间里，在日本、中国、韩国以及其它国家，倾注大量人力 和物力集中开发研究动力型锂离子电池的生产技术，无论在正负极材 料，相应电解液配方，生产工艺简化，电池结构改进，样机样车多家 反复推出对市场的磨合等等，都为动力型锂电池使用创造良好条件。
众所周知，能源需求猛增，特别是我国己跃居仅次于美国石油消 耗大国，石油消耗依赖于进口带来的深层次战略危机，后果不堪设想。 车用尾气给城市带来环境污染和对人类伤害也是非常严重，人们对于 无污染替代石油的车用新能源要求非常迫切，目前从成本和技术难易 程度，锂离子电池作为车用电池也明显优于燃料电池。目前动力型锂
离子电池分两类， 一类是软包(即铝塑膜外包装)； 一类是硬包(即 塑壳与金属壳)，软包最大弊病是正负极引出极耳很难承受长期大电 流工作要求，散热极差，也直接影响极耳处热封质量，常常在此处开 焊漏液。硬包中塑壳和金属壳结构，在电池结构中易生成干区，干区
一旦形成，电芯就局部过热，使电芯中吸附电液气化，造成电池内压 增高，安全阀动作，电池往外排气，排气中又夹带着大量电液喷出， 污染电池周围环境暂且不说，电池安全处于极端危险状态，其寿命难 以提高。
另外不论是软包或硬包，常用极耳极柱材料，正极为铝材，负极 用较贵的紫铜和镍材，成本过高，容易造成资源浪费，因而开发一种 新型的安全性能好、寿命长且生产成本低的锂里子电池是本发明的所 目的所在。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、 构思巧妙、安全性能好、寿命长且生产成本低的锂离子电池。 本发明构思可由以下技术方案来实现
一种负压型塑壳球阀锂离子电池，包括壳体(1)及壳体内的电 芯(2)，壳体上设有极耳(3)，所述的壳体上还设置具有减压排气作 用且带压紧环(5)的球阀(4)，极耳(3)为铝或铝合金材料的极耳， 壳体与极耳共同注塑成形为一整体。
所述的电芯(2)由正极板、负极板及正负极反间的隔膜组成， 正极板为铝箔片及其表面涂覆有LiFeP04与LiMm04的混合材料层组 成，负极板为铜箔片及其表面涂覆有石墨层组成。
一种负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法，该制造方法包括以 下步骤
a、准备电芯的材料；b、 将正极浆料涂布于铝箔上制作成正极；
c、 将负极浆料涂布于铜箔上制作成负极；
d、 分别将正极、负极进行烘干、滚压、刀模冲片工序；
e、 通过叠片机将正极、负极及隔膜进行叠片，叠片后采用聚酰 亚胺胶带包扎；
f、 将包扎后的电芯叠片进行正负极冲孔，冲孔后的电芯叠片与 盖板的正负极柱相铆接；
g、 将铆接好的电芯叠片干燥除水分，然后装进壳体内并密封；
h、 在真空状态下注入电池电解液；
i、 充电放电化成； j、常温贮存；
k、将电池电芯抽至负压状态； 1、组装出厂。
在步骤b中，所述的正极浆料为LiFeP(k与LiMn204的混合浆料， 二者比例在7: 3至8: 2之间，该铝箔的厚度在20 30Mm间。
在步骤c中，所述的负极浆料为石墨，其粒度大小为28Mm，该 铜箔的厚度在10 12Mm间。
在步骤h中，所述的电池电解液为碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯及碳 酸二甲酯的混和物，其比例为l: 1: 1，注液量为4.5g/AH。
在步骤i中，电池在0.2C状态下充电、在0.5C状态下放电的条
件来进行化成。
在步骤k中，所述的电池电芯抽至的负压为-0.2Mpa。
本实用新型与现有技术相比有如下优点
本发明锂离子电池的制造方法比现有电池制造工作较为简化，生 产成本低，利用本制造方法所制造得的锂离子电池具有以下五点优 点
1、 借用软包负压原理，成功地用于塑壳硬包电池结构上，实验 证明使用负压0. 2Mpa可以使电芯的特性得到了极大改善，不仅减少 了极易燃烧流动的有机电解液，降低成本，减少了电芯内阻，均匀了 电芯工作温度，防止废气产生，根除了电芯干区产生，省掉了复杂的 不稳定的使电池极易失效的安全阀结构。
2、 由于塑壳负压工作条件，提拱了正负极可统一选用铝或铝合 金材料，也从而解决了正负极柱可与塑盖整体注塑技术，提高电池密 封性，简化生产工艺，也提高电池安全性。
3、 本发明结构提供了可采用同尺寸大极耳叠片等电芯技术，使 电芯装配简单，散热容易，便于组合，适于过流放电，适于车用电源 启动时大电流冲击。
4、 对应负压技术，采用简易三元乙丙胶球阀，不仅省掉了麻烦 的安全阀，使注液工艺也大大简化，负压工艺实现也得到合理解决。 该阀也具有一旦内压突增，也具备迅速泄压能力。
5、 由于采用球阀负压结构，带来了简化塑壳焊接工艺和材质外 型变化，不用常用PP料加玻纤工艺，塑壳薄壁且不需要加强筋，不 用热板焊接，没有挤出焊料的麻烦，盖与壳用超声波焊接，外型美观， 便于操作，也便于组合时加散热板的有利条件。
附图1为本发明产品剖面结构示意图。
具体实施例方式
下面将结合说明书附图来对本实用新型作进一步描述
如附图1所示， 一种负压型塑壳球阀锂离子电池，包括壳体1及
壳体内的电芯2，壳体上设有极耳3，所述的壳体上还设置具有减压
排气作用且带压紧环5的球阀4，极耳3为铝或铝合金材料的极耳， 壳体与极耳共同注塑成形为一整体。
所述的电芯2由正极板、负极板及正负极反间的隔膜组成，正极 板为铝箔片及其表面涂覆有LiFeP04与LiMm04的混合材料层组成，负 极板为铜箔片及其表面涂覆有石墨层组成。
本发明负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法包括以下步骤 首先，准备电芯的材料，如正负极材料、隔膜、粘合剂、石墨等， 分别制作正极及负极，正极材料采用LiFeP04与LiMri204混合材料，两 者比例在7: 3和8: 2之间连续变化；负极材料采用大粒度的人造石 墨，人造石墨的粒度大小为28Mm;正负极浆料粘合剂均采用改性水 性粘合剂，该粘合剂为高分子聚合物，正负极浆料分别涂布在30Mm 厚铝箔和12Mm厚铜箔上，然后经过烘干、滚压、刀模冲片后，通过 叠片机(隔膜厚度为30Mm的连续PP膜)按照要求极片数量进行叠片， 叠片后用聚酰亚胺胶带包扎；包扎后电芯进行正负极冲孔，冲孔后电 芯与盖板上正负极柱进行铆接；铆接后电芯进行干燥除水，电芯干燥 后在干燥间内入壳，入壳后进行盖与壳的超声焊接，焊接后将球阀置
于注液孔内进行真空注液，电解液为碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯及碳酸
二甲的混和物，其比例为EC: DEC: DMC-l: 1: 1，注液量为4. 5g/AH, 注液后拧紧压紧环，然后电池按照0.2C充电，0.5C放电制度进行化 成，即就是恒流、恒压充电，然后放电，如此进行几个循环，使电极充 分浸润电解液，充分活化，以使容量达到要求为止，这个就是激活过 程；化成后按照容量大小电池进行分类，然后在常温下贮存三天再将 电池抽至-0.2Mpa负压，涂好紫光胶，干胶后，单体电池入库，再根 据用户要求进行组装出厂。
权利要求
1、一种负压型塑壳球阀锂离子电池，包括壳体(1)及壳体内的电芯(2)，壳体上设有极耳(3)，其特征在于所述的壳体上还设置具有减压排气作用且带压紧环(5)的球阀(4)，极耳(3)为铝或铝合金材料的极耳，壳体与极耳共同注塑成形为一整体。
2、 根据权利要求1所述的负压型塑壳球阀锂离子电池，其特征 在于所述的电芯(2)由正极板、负极板及正负极反间的隔膜组成， 正极板为铝箔片及其表面涂覆有LiFeP04与LiMn204的混合材料层组 成，负极板为铜箔片及其表面涂覆有石墨层组成。
3、 一种负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法，其特征包括以 下步骤a、 准备电芯的材料；b、 将正极浆料涂布于铝箔上制作成正极；c、 将负极浆料涂布于铜箔上制作成负极；d、 分别将正极、负极进行烘干、滚压、刀模冲片工序；e、 通过叠片机将正极、负极及隔膜进行叠片，叠片后采用聚酰 亚胺胶带包扎；f、 将包扎后的电芯叠片进行正负极冲孔，冲孔后的电芯叠片与 盖板的正负极柱相铆接；g、 将铆接好的电芯叠片干燥除水分，然后装进壳体内并密封；h、 在真空状态下注入电池电解液；i、 充电放电化成； j、常温贮存；k、将电池电芯抽至负压状态； 1、组装出厂。
4、 根据权利要求3所述负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法， 其特征在于在歩骤b中，所述的正极浆料为LiFeP04与LiMn204的混 合桨料，二者比例在7: 3至8: 2之间，该铝箔的厚度在20 30Mm 间。
5、 根据权利要求3所述负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法， 其特征在于在步骤c中，所述的负极浆料为石墨，其粒度大小为 28Mm,该铜箔的厚度在10 12Mm间。
6、 根据权利要求3所述负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法， 其特征在于在步骤h中，所述的电池电解液为碳酸二乙酯、碳酸乙 烯酯及碳酸二甲酯的混和物，其比例为l: 1: 1，注液量为4.5g/AH。
7、 根据权利要求3所述负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法， 其特征在于在步骤i中，电池在0.2C状态下充电、在0.5C状态下 放电的条件来进行化成。
8、 根据权利要求3所述负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法， 其特征在于在步骤k中，所述的电池电芯抽至的负压为-0.2Mpa。
全文摘要
一种负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法及由该方法制得的电池，该电池包括壳体及壳体内的电芯，壳体上设有铝或铝合金材料的极耳及具有减压排气作用且带压紧环的球阀，壳体与极耳共同注塑成形为一整体，该电池制作方法是先制作正极负极，再烘干、滚压、刀模冲片、叠片、包扎等，包扎后的电芯叠片进行冲孔并与盖板的正负极柱相铆接，再干燥除水分后密封装壳并注入电池电解液，然后进行化成，化成后再常温贮存，将电池电芯抽至负压状态，最后组装出厂。本发明借用软包负压原理用于塑壳硬包电池结构上，减少了极易燃烧流动的有机电解液，减少了电芯内阻，均匀了电芯工作温度，防止废气产生，同时塑壳薄壁且不需要加强筋，外型美观。
文档编号H01M2/12GK101359728SQ200810030218
公开日2009年2月4日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者黄河清, 龙计明 申请人:龙计明