专利名称：一种硬壳锂离子电池的制作方法
技术领域：
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种具有高安全性能的硬壳锂离子电池。
背景技术：
锂离子电池因其具有高能量密度、高电压、低自放电和重量轻等特点，在各个领域中均得到了广泛的应用。近年来，锂离子电池在电动工具、动力汽车等领域中也被逐步推广应用。相比之下，电动工具、动力汽车领域应用的锂离子电池具有单体更大、能量密度更高的特点。因此无论在设计上、还是在应用上都对锂离子电池的安全性能提出了更高的要求。如图I所示，硬壳锂离子电池一般由至少一个卷绕式的电芯I或若干个依次叠加的电芯I和包裹电芯I的金属外壳2组成,金属外壳2包括外壳主体21和顶盖22,电芯I的前端设有正极极耳11和负极极耳12，顶盖22上设有正极柱221、负极柱222、注液孔223以及防爆阀224，正极极耳11与正极柱221焊接连接，负极极耳12与负极柱222焊接连接。组装时，先将电芯I放入金属外壳2的外壳主体21中，然后装上顶盖22，将正极极耳11与正极柱221焊接连接，负极极耳12与负极柱222焊接连接。然后向金属外壳2中注入电解液，经过焊接、化成、封口等工序，最后组装成硬壳锂离子电池。目前的硬壳锂离子电池在使用过程中存在一定的安全隐患在电池的串并联应用中，相邻两个电芯的壳体接触时，壳体的导通会使电池的正负极短路，进而引发电芯过热、起火、爆炸等安全事故。如图I所示，电池在滥用过程中，由于高温、高压、腐蚀等不利因素的作用，会使电芯I通过金属外壳2导致正负极短路。该过程中，电芯I与金属外壳2的接触点23的电阻最大，致使接触点23的温度急剧升高，最终导致金属外壳2被烧穿，进而使电芯I内部的可燃气体、高温点、外界的氧气三者并存，引起电池燃烧事件。有鉴于此，确有必要提供一种具有高安全性能的硬壳锂离子电池。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种具有高安全性能的硬壳锂离子电池。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种硬壳锂离子电池，包括电芯和容纳所述电芯的外壳，所述电芯前端设有正极极耳和负极极耳，所述外壳包括外壳主体和顶盖，所述顶盖上设有正极柱、负极柱、防爆阀和注液孔，所述正极极耳和负极极耳分别与所述正极柱和所述负极柱连接，所述电芯和外壳之间设有绝缘壳体。绝缘壳体为具有一定机械强度的材料，壳体材料本身具有良好的耐高温性能、耐腐蚀性能和绝缘性能。相对于现有技术，本发明的优点在于一是在电芯正常使用过程中，可以有效的绝缘外壳，避免电芯在串并联使用时通过壳体接触发生的正负极短路；
二是因意外情况引起电芯 内短路或直接发生内短路时，可以有效的阻止电芯的外壳与电芯相接触，防止壳体因为正负极短路而造成的熔穿现象的发生，进而防止极端使用情况下，电芯因为壳体失效而引起的着火甚至爆炸现象，从而显著改善硬壳锂离子电池的安全性能。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述绝缘壳体包括包裹所述电芯的底壳和置于所述电芯前端的绝缘片。底壳与绝缘片拼装形成一个介于电芯与外壳之间的密闭的绝缘壳体，有效的隔开电芯和金属壳体。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述绝缘片上设有正极柱孔、负极柱孔、防爆阀孔以及注液用孔。正极柱孔、负极柱孔、防爆阀孔以及注液用孔的位置分别对应于顶盖上的正极柱、负极柱、防爆阀和注液孔，以使电芯上的正极极耳和负极极耳能够分别与顶盖上的正极柱和负极柱焊接连接，并且电解液能够通过注液孔和注液用孔注入电芯内。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述绝缘片和底壳通过卡扣或焊接连接，二者形成一个密闭的整体，将电芯与外壳隔离开来。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述绝缘壳体为云母片或表面处理有氧化层的铝片，云母片本身具有较好的绝缘性能，而表面镀有氧化层的铝片也具有较好的绝缘性能。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述氧化层的厚度为O. 5 5μπι。氧化层的厚度太小，绝缘作用不够明显，氧化层的厚度太大，则不利于硬壳锂离子电池能量密度的提闻。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述外壳主体和顶盖通过激光焊接连接。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述外壳为钢壳或铝壳，因为钢壳或铝壳本身具有一定的硬度，使电池具有一定的抗冲击能力。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述绝缘壳体和外壳通过粘接连接为一体，如此可以使绝缘壳体与外壳紧密连接在一起，防止绝缘壳体的松动。作为本发明硬壳锂离子电池的一种改进，所述正极极耳和负极极耳分别与所述正极柱和负极柱焊接连接。正极柱和负极柱的另一端则与外界电性连接，将电池内部的电能导出。
下面结合附图以及具体实施方式
对本发明作进一步的说明图I为现有技术的硬壳锂离子电池；图2为本发明的剖面示意图；图3为本发明绝缘片部分的剖面示意图；图4为本发明底壳部分的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
，对本发明进行详细的说明请参阅图2、图3和图4，本发明硬壳锂离子电池，包括电芯3和容纳所述电芯3的外壳4,所述电芯3前端设有正极极耳31和负极极耳32,所述外壳4包括外壳主体41和顶盖42，所述顶盖42上设有正极柱421、负极柱422、防爆阀423和注液孔424，所述正极极耳31和负极极耳32分别与所述正极柱421和所述负极柱422连接，所述电芯3和外壳4之间设有绝缘壳体5。其中，所述绝缘壳体5包括包裹所述电芯3的底壳51和置于所述电芯3前端的绝缘片52。如图3所示，所述绝缘片52上设有正极柱孔521、负极柱孔522、防爆阀孔523以及注液用孔524。所述正极柱孔521、负极柱孔522、防爆阀孔523以及注液用孔524分别与所述顶盖42上设有的正极柱421、负极柱422、防爆阀423和注液孔424 —一对应，以使正极极耳31能与正极柱421焊接连接，负极极耳32能与负极柱422焊接连接，且电解液能够 流经注液孔424和注液用孔524而进入电芯3内部。正极柱421和负极柱422对外电性连接。所述绝缘片52和底壳51通过卡扣或焊接连接，以形成一个密封的绝缘壳体5，从而将电芯3和外壳4绝缘开来。所述绝缘壳体5为云母片或表面处理有氧化层53的铝片(如图4所示)。所述氧化层53的厚度为O. 5 5 μ m。所述外壳主体41和顶盖42激光焊接连接。所述外壳4为钢壳或招壳。所述绝缘壳体5和外壳4通过粘接连接为一体。实际使用时，绝缘壳体5的大小和电芯3的尺寸相匹配,可以收容电芯3 ;外壳4的尺寸与绝缘壳体5的尺寸相匹配，可以收容绝缘壳体5。组装时，先将电芯3前端的正极极耳31和负极极耳32分别与顶盖42上的正极柱421和负极柱422通过超声波焊接连接，然后把电芯3放置在绝缘壳体5的底壳51中，再将装有电芯3的底壳51放置在外壳主体41内，在电芯3前端放置绝缘片52，绝缘片52和底壳51之间通过焊接或卡扣连接，或者通过顶盖42和外壳主体41的限制作用组合为一体；然后再将顶盖42通过激光焊接焊接在外壳主体41上，完成硬壳锂离子电池的组装。最后，从顶盖42的注液孔424中注入电解液，经过化成、抽真空后，使用钢珠密封注液孔424，即得到本发明的硬壳锂离子电池。当然，组装时，也可以先将底壳51和外壳主体41之间通过粘接连接为一体，然后将电芯3前端的正极极耳31和负极极耳32分别与顶盖42上的正极柱421和负极柱422通过超声波焊接连接，然后把电芯3放置在底壳51和外壳主体41组成的整体中，在电芯3前端放置绝缘片52，绝缘片52和底壳51之间通过焊接或卡扣连接；然后再将顶盖42通过激光焊接焊接在外壳主体41上，完成硬壳锂离子电池的组装。最后，从顶盖42的注液孔424中注入电解液，经过化成、抽真空后，使用钢珠密封注液孔424，即得到本发明的硬壳锂离子电池。本发明的硬壳锂离子电池，由于绝缘壳体5整个包裹了电芯3,使电芯3和外壳4隔绝开来，避免了电芯3在串并联使用时通过外壳4接触发生的正负极短路；并且绝缘壳体5本身具有抗腐蚀、耐高温等性能，因此，即使因意外情况引起电芯3内短路或直接发生内短路时，仍然可以有效的阻止电芯3的外壳4与电芯3相接触，防止外壳4因为正负极短路而造成的熔穿现象的发生，进而防止极端使用情况下，电芯3因为外壳4失效而引起的着火甚至爆炸现象，从而显著改善硬壳锂离子电池的安全性能。
需要说明的是，根据上述说明书的揭示和阐述，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，对本发明的一些等同修改和变更也应当在本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
权利要求
1.一种硬壳锂离子电池，包括电芯和容纳所述电芯的外壳，所述电芯前端设有正极极耳和负极极耳，所述外壳包括外壳主体和顶盖，所述顶盖上设有正极柱、负极柱、防爆阀和注液孔，所述正极极耳和负极极耳分别与所述正极柱和所述负极柱连接，其特征在于所述电芯和外壳之间设有绝缘壳体。
2.根据权利要求I所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述绝缘壳体包括包裹所述电芯的底壳和置于所述电芯前端的绝缘片。
3.根据权利要求2所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述绝缘片上设有正极柱孔、负极柱孔、防爆阀孔以及注液用孔。
4.根据权利要求2所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述绝缘片和底壳通过卡扣或焊接连接。
5.根据权利要求I所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述绝缘壳体为云母片或表面处理有氧化层的铝片。
6.根据权利要求5所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述氧化层的厚度为O.5 5 μ m0
7.根据权利要求I所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述外壳主体和顶盖通过激光焊接连接。
8.根据权利要求I所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述外壳为钢壳或铝壳。
9.根据权利要求I所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述绝缘壳体和外壳通过粘接连接为一体。
10.根据权利要求I所述的硬壳锂离子电池，其特征在于所述正极极耳和负极极耳分别与所述正极柱和负极柱焊接连接。
全文摘要
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种具有高安全性能的硬壳锂离子电池，包括电芯和容纳所述电芯的外壳，所述电芯前端设有正极极耳和负极极耳，所述外壳包括外壳主体和顶盖，所述顶盖上设有正极柱、负极柱、防爆阀和注液孔，所述电芯和外壳之间设有绝缘壳体。相对于现有技术，本发明的优点在于一是在电芯正常使用过程中，可以有效的绝缘外壳，避免电芯在串并联使用时通过壳体接触发生的正负极短路；二是因意外情况引起电芯内短路或直接发生内短路时，可以有效的阻止电芯的外壳与电芯相接触，防止壳体因为正负极短路而造成的熔穿现象的发生，从而显著改善硬壳锂离子电池的安全性能。
文档编号H01M2/02GK102623650SQ20121003233
公开日2012年8月1日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者向登 申请人:东莞新能源科技有限公司