专利名称：锂离子电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及新能源和蓄能电站有关的化学电源技术领域，尤其是用于风能和太阳能的储能以及动力用的大容量圆柱形锂电子电池技术，特指一种锂离子电池。
背景技术：
随着风能、太阳能的快速发展，其产生的电能由于不够稳定，易对电网产生冲击，因此建立相应的蓄能电站势再在必行，因此要可靠性高的大容量锂电子电池用于储能，以储存风能、太阳能所产生的电，蓄能电站对电池的要求很高，比如高可靠性以及长使用寿命等，大容量圆柱形锂离子电池具有高能量密度，制造工艺简单等优点。 大容量圆柱形锂离子电池极耳的位端面的箔形体需与极流板焊接在一起，以便电池的电流从集流板输出，极耳的位端面的箔形体由于厚度薄柔软，易变形，如果与集流板焊接时，施加压力会使整个箔形体变弯或变形，造成圆柱形的极耳位端面直径变大或外凸，电芯卷绕由此不能入壳或与外壳间导通而短路，而且直接施加压力再箔形体的端面，由于端面变形不平整，会造成与集流板焊接面积小，焊接强度低，所以极耳位端面的箔形体整形很有必要。现有的圆柱形电池通常采用外壳只是一端滚槽或两端均不滚槽的方式，一端滚槽或两端均不滚槽均有以下不足，不滚槽的一端端盖与壳体之间采用有机密封圈机械挤压式封口，与激光焊接封口相比可靠性偏低，机械挤压式封口将壳体的金属壁通过几次弯曲后包在有机密封圈上而实现机械封口，但因为长时间使用，机械封口容易出现微漏现象。
实用新型内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种使用寿命长，容量大的电池。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种锂离子电池，所述锂离子电池为圆柱体，包括圆柱体外壳，所述圆柱体的两端设有正极端盖和负极端盖，所述正极端盖、负极端盖覆盖所述圆柱体两端的端口，圆柱体的中间设有电池的芯轴，所述芯轴的外围环绕有电芯卷绕体；所述锂离子电池还包括正极极柱、负极极柱，所述正极极柱位于正极端盖的中间，负极极柱位于负极端盖中间；正极端盖与芯轴之间的空间内设有正极集流板，所述正极集流板通过正极极耳与所述正极端盖相连接；所述负极端盖与芯轴之间的空间内设有负极集流板，所述负极集流板通过负极极耳与所述负极端盖相连接；所述圆柱体外壳位于所述正极极耳与负极极耳的位置处设有滚槽，所述滚槽围绕所述圆柱体一周。具体的，所述滚槽的槽深为0. I-5mm之间。进一步的，所述电芯卷绕体包括正极片、负极片以及隔膜；所述正极极耳是正极片及隔膜卷绕时，正极片未涂料的边缘形成的位端面；所述负极极耳是负极片及隔膜卷绕时，负极片未涂料的边缘形成的位端面。所述正极极耳与负极极耳的位端面的0. l_2mm范围内为瞬间塑化的材质。具体的，所述正极片包括活性物质、正极集流体和粘结剂；所述负极片包括活性物质、负极集流体和粘结剂。在某种改进的技术方案中，所述正极极柱与正极端盖、负极极柱与负极端盖采用密封圈密封。具体的，所述密封圈为可溶性聚四氟乙烯密封圈。在某种具体实施方式
中，所述锂离子电池的圆柱形体的直径为65mm，高度为280mm，所述锂离子电池的电池容量为60mA/h。在某种具体实施方式
中，所述锂离子电池的圆柱形体的直径为65mm，高度为160mm，所述锂离子电池的电池容量为30mA/h。
本实用新型的有益效果本实用新型所述的锂离子电池，该电池采用圆柱形的外壳，在外壳的两端设置滚槽，滚槽的目的与现有技术相比不是为了机械式的封口，而是用滚槽的内凹部分有效的固定电池内部的电芯卷绕体，从而增加电池内部空间，减少内部绝缘固定片填充，电池内部空间增加可提高电解液的注液量，减少封口时激光焊接产生的高温对电芯内部卷绕体隔膜的顺坏的风险，电池内部空间的增加可减少电池内部的内压,增加电池的安全性，同时有利于集流板和正负极柱之间的极耳的连接，从而有利于电池的大电流的输出，电池的总体性能得以提高，电池的使用寿命可延长至5至15年。
图I是本实用新型实施例的锂离子电池的结构示意图；图2是本实用新型实施例的锂离子电池的串联使用的结构示意图；图3是本实用新型实施例的锂离子电池的电芯卷绕体未卷绕时的结构示意图；图4是本实用新型实施例的锂离子电池的电芯卷绕体卷绕后的结构示意图；图5是本实用新型实施例的锂离子电池的电芯卷绕体卷绕后的极耳位端面的结构示意图；图6是本实用新型实施例的锂离子电池的正极片的结构示意图；图7是本实用新型实施例的锂离子电池的负极片的结构示意图。标号说明外壳I电芯卷绕体2 芯轴3 负极集流板4 滚槽5负极端盖6 负极极柱7负极极耳8绝缘垫9正极极耳10正极极柱11钢珠12正极端盖13正极集流板14 隔膜15负极片16正极片17 极耳位端面18
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图1，本实用新型的一种锂离子电池的结构示意图，图中所示锂离子电池为圆柱体，包括圆柱体外壳1，所述圆柱体的两端设有正极端盖13和负极端盖6，所述正极端盖13、负极端盖6覆盖所述圆柱体两端的端口，圆柱体的中间设有电池的芯轴3，所述芯轴3的外围环绕有电芯卷绕体2，参阅附图3以及附图4，所述电芯卷绕体2包括正极片17、负极片16以及隔膜15，所述正极片以及负极片的形状参阅附图6以及附图7，所述锂离子电池还包括正极极柱11、负极极柱7，所述正极极柱11位于正极端盖13的中间，负极极柱7位于负极端盖6，中间；正极端盖13与芯轴3之间的空间内设有正极集流板14，所述正极集流板14通过正极极耳10与所述正极端盖13相连接；所述负极端盖6与芯轴3之间的空间内设有负极集流板4，所述负极集流板4通过负极极耳与所述负极端盖6相连接；所述圆柱体外壳I位于所述正极极耳10与负极极耳的位置处设有滚槽5，所述滚槽5围绕所述圆柱体一周。具体的，所述滚槽5的槽深为0. l_5mm之间，其中3mm为最佳的设计尺寸。所述的锂离子电池在制造时，把圆柱体的外壳I的一端预先滚槽5，然后把电芯卷绕体2放入，再其另一端制成滚槽5形成如图I所述的两端都具有滚槽5的锂离子电池的结构。该使用新型采用两端滚槽5的铝合金外壳I结构，可有效固定内部电芯卷绕提，增加电池内部空间，减少绝缘片的填充，提高电解液的注液量，减少封口时激光焊接的高温对电芯卷绕体2的隔膜15的损坏的风险，减少电池内部内压，增加电池的安全性，有利于集流板和输出极柱之间的极耳的连接，从而有利于大电流输出，提高了电池的总体性能，延长电池的使用寿命至5-15年以上。参阅附图5，所述的锂离子电池的正极极耳10是正极片17及隔膜15卷绕时，正极片17未涂料的边缘形成的位端面；所述负极极耳是负极片16及隔膜15卷绕时，负极片16未涂料的边缘形成的位端面。所述正极片17可以采用铝箔材料，负极片16采用铜箔材料，所述正极极耳10与负极极耳的结构，等同于电芯卷绕体2圆柱形的底面，由于铝箔、铜箔的厚度很薄且柔软，板技术方案中对锂离子电池内部的电芯卷绕体2的正极极耳10和负极极耳的断面的箔形体进行整形，应用高功率超声波对极耳位端面18进行高频振荡，柔化，并施加压力，使所述正极极耳10与负极极耳位端面的0. l_2mm的范围内的箔形体会被瞬间塑化，柔化，使正极极耳10与负极极耳的位端面的0. l-2mm范围内变为瞬间塑化的材质。在高频振荡瞬间箔形体刚性大大下降，箔形体与箔形体之间相互缠结在一起，并被压缩，正极极耳10和负极极耳的位端面的箔形体分别被压缩减小到I. 5mm,即卷绕体的总体高度减少约为3mm。参阅附图5，所述极耳位端面的结构示意图，单位体积内箔形体的重量密度加大，同时极耳位端面18被揉平，位端面的被压缩箔形体的刚性大大增加，为下一步极耳位端面18与集流板的激光焊接打下了牢固基础，使正极极耳10与负极极耳的位端面与集流板的激光焊接有效面积加大，焊接强度提高。请参阅图1，所述的锂离子电池包括圆柱形外壳I、电芯卷绕体2、正极集流板14、负极集流板4、正极极耳10、负极极耳、正极极柱11、负极极柱7、正极端盖13和负极端盖6,电池的外壳I为铝合金，电池的外壳I与电池正极端盖13、负极端盖6之间采用激光焊接为一体，正极极柱11为铝合金，负极极柱7为铜镀镍，正极集流板14为铝合金，负极集流板4为铜镀镍，正极集流板14和负极集流板4设有4个孔，以供电解液的流入，正极集流板14与正极极耳10激光焊接在一起，正极极耳10为铝合金，正极极耳10的另一面与正极端盖13相焊接，由此与正极极柱11导通，负极集流板4与负极极耳激光焊接在一起，负极极耳的另一端与负极极柱7激光焊接在一起，电池的外壳I的电芯卷绕提采用超声波高频振荡挤压整形技术进行整形，极耳的位端面的箔形体被压缩缩小I. 5mm，极耳的位端面的箔形体相互缠结，形成“面结”，极耳的位端面的箔形体的刚性大大增加，电芯卷绕体2包括正极片17、负极片16以及隔膜15，所述正极片17包括活性物质、正极集流体和粘结剂；具体的，所述正极片17活性物质为磷酸亚铁锂、钴酸锂、锰酸锂、氧化镍钴锰锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂、硅酸锰锂、所述正极集流体为铝箔，所述粘结剂为阿拉伯胶、改性聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶胶乳或羧甲基纤维素。所述负极片16包括活性物质、负极集流体和粘结剂，负极活性物质为人造石墨、天然石墨、人造石墨和天然石墨两者的混合物、中间相碳微球、金属锡、硅或钛酸锂。所述粘结剂为阿拉伯胶、改性聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶胶乳或羧甲基纤维素或聚烯腈类LA132，LA133系列；所述隔膜15为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯三层复合的微孔隔膜15、单层聚乙烯微孔隔膜15或聚酰亚胺微孔隔膜15，聚四氟乙烯微孔隔膜15以上仅列举其中一些实施方式，采用其他的材料构成的正极片17或负极片16同样能实现本实用新型的发明目的。电池的正极极柱11设有注液口，注液完成后用钢珠12对注液口进行密封。通过所述的注液口向圆柱体 部注射电解液，所述电解液包括溶剂、可溶性锂盐和添加剂，所述溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯或乙酸乙酯，所述可溶性锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂或亚胺锂盐，所述添加剂为丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟化碳酸酯、亚硫酸乙烯酯、六甲基二硅胺烷或亚磷酸三苯酯。所述正极极柱11与正极端盖13、负极极柱7与负极端盖6采用密封圈密封，所述密封圈为可溶性聚四氟乙烯密封圈。可溶性聚四氟乙烯直接浇筑在正极端盖13上下面以及中间的孔壁上，因此上下密封圈实为一体，负极极柱7采用与正极极柱11同样的方式密封，即正极极柱11与正极端盖13、负极极柱7与负极端盖6为一体化结构,这样一来电池壳体为中性，不带电压，电池壳体不会与正极或负极导通。在本实用新型的优选的技术方案中，所述正极集流板14与正极极耳10，负极集流板4与负极极耳8相接触的一面设有绝缘垫9，绝缘垫9在电池中的应用为现有技术中比较习知的使用方法，在此就不在赘述。本实用新型的一种实施方式中，所述锂离子电池的圆柱形体的直径为65mm，高度为280mm，所述锂离子电池的电池容量为60mA/h，所述电池可通过改变其高度来调整其电池容量，从而满足实际用途的需要，在一种改进的技术方案黄总，所述锂离子电池的圆柱形体的直径为65mm，高度为160mm，所述锂离子电池的电池容量为30mA/h。在实际使用的过程当中，能将如上所述的锂离子电池相互串联使用，具体的使用方法参见附图2，将锂离子电池采用螺母以及镀镍铜连接片相互串联，并应用螺母固定。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种锂离子电池，其特征在于所述锂离子电池为圆柱体，包括圆柱体外壳，所述圆柱体的两端设有正极端盖和负极端盖，所述正极端盖、负极端盖覆盖所述圆柱体两端的端口，圆柱体的中间设有电池的芯轴，所述芯轴的外围环绕有电芯卷绕体； 所述锂离子电池还包括正极极柱、负极极柱，所述正极极柱位于正极端盖的中间，负极极柱位于负极端盖中间；正极端盖与芯轴之间的空间内设有正极集流板，所述正极集流板通过正极极耳与所述正极端盖相连接；所述负极端盖与芯轴之间的空间内设有负极集流板，所述负极集流板通过负极极耳与所述负极端盖相连接； 所述圆柱体外壳位于所述正极极耳与负极极耳的位置处设有滚槽，所述滚槽围绕所述圆柱体一周。
2.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述滚槽的槽深为O.l-5mm之间。
3.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于 所述电芯卷绕体包括正极片、负极片以及隔膜； 所述正极极耳是正极片及隔膜卷绕时，正极片未涂料的边缘形成的位端面； 所述负极极耳是负极片及隔膜卷绕时，负极片未涂料的边缘形成的位端面。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于所述正极极耳与负极极耳的位端面的O. l_2mm范围内为瞬间塑化的材质。
5.根据权利要求I或3所述的锂离子电池，其特征在于所述正极片包括活性物质、正极集流体和粘结剂； 所述负极片包括活性物质、负极集流体和粘结剂。
6.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述正极极柱与正极端盖、负极极柱与负极端盖采用密封圈密封。
7.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述密封圈为可溶性聚四氟乙烯密封圈。
8.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述锂离子电池的圆柱形体的直径为65mm，高度为280mm，所述锂离子电池的电池容量为60mA/h。
9.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述锂离子电池的圆柱形体的直径为65mm，高度为160mm，所述锂离子电池的电池容量为30mA/h。
专利摘要本实用新型公开一种锂离子电池，所述锂离子电池为圆柱体，包括圆柱体外壳，所述圆柱体的两端设有正极端盖和负极端盖，所述锂离子电池还包括正极极柱、负极极柱，正极端盖与芯轴之间的空间内设有正极集流板，所述正极集流板通过正极极耳与所述正极端盖相连接；所述负极端盖与芯轴之间的空间内设有负极集流板，所述负极集流板通过负极极耳与所述负极端盖相连接；所述圆柱体外壳位于所述正极极耳与负极极耳的位置处设有滚槽，所述滚槽围绕所述圆柱体一周。该电池采用圆柱形的金属外壳，在外壳的两端设置滚槽，用滚槽的内凹部分有效的固定电池内部的电芯卷绕体，从而增加电池内部空间，电池的总体性能得以提高，电池的使用寿命可延长至5至15年。
文档编号H01M2/02GK202549998SQ20122017896
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者张潘毅, 张贵萍 申请人:张潘毅, 张贵萍