一种具有高能量密度的新型方柱形锂电池的制作方法

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种具有较高功率密度以及能量密度且结构简单、制作成本低的具有高能量密度的新型方柱形锂电池。

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背景技术：
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锂电池具有工作温度范围宽，放电电压平稳，自放电率低，使用寿命长等优点，已被广泛应用于各种领域，特别是航天航空、军事、长寿命仪器仪表、物流追踪、汽车电子、移动数码产品等领域。近年来，随着科技不断发展，电子设备的功能不断升级，因此对锂电池的能量及倍率性能提出了更高的要求，高能量电池已成为电池行业的重点研究方向。

锂电池分为锂原电池(一次电池)和锂离子电池(二次电池)，相对而言，锂原电池具有更高的能量密度，主要因其采用锂金属负极比锂离子电池采用碳基负极的理论克容量大，锂金属负极的理论克容量为3860mAh/g，而碳基负极的理论克容量为372mAh/g，但由于薄的锂金属负极难以制得，因此锂原电池的输出功率较低，而可充电锂离子电池通常能够满足电子设备对于高功率的要求，主要是因为其负极为强导电性的碳质材料，且利用涂覆的方式在负极集流体上粘附一层厚度可调的活性材料，并通过卷绕或者叠片的方式增加正负极接触的面积，从而提高电池的功率密度。但可充电锂离子电池其负极碳材料的理论容量较低，且常规锂离子电池的结构中，利用卷绕或叠片的方式虽然提高电池的功率密度，但降低了电池的能量密度，因此常规可充电锂离子电池的结构不利于提高电池的能量密度。

基于上述问题，怎么才能有效的提高锂电池的功率密度以及能量密度，是本领域的技术人员经常考虑的问题，也进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。

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技术实现要素：
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为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种具有较高功率密度以及能量密度且结构简单、制作成本低的具有高能量密度的新型方柱形锂电池。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种具有高能量密度的新型方柱形锂电池，包括方柱体型铝塑复合膜外壳、设置于外壳上部的正极极柱和正极帽以及设置于外壳下端的负极板、位于外壳内部的正极极板、呈凝胶态的电解液、正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的电极隔膜带；所述正极片、电极隔膜带、负极片卷绕式设置于该铝塑复合膜外壳内部；所述正极片包括正极集流体箔片以及焊接于所述正极集流体箔片上的正极引线，且正极集流体箔片的两面都涂覆有正极活性材料；所述负极片包括负极集流体箔片以及焊接于所述负极集流体箔片上的负极引线；在所述负极集流体箔片的两个表面电镀厚度范围为0.35-0.5mm的金属锂层；在所述正极极板上开设有若干个用于散热的圆孔性散热通孔以及用于固定所述正极极柱的正极柱孔；所述正极柱孔位于正极极板的中心部位；

在所述正极片、电极隔膜带和负极片的卷绕式结构上方设置有导电板，且在所述导电板与正极极板之间设置厚度范围为1.5-3mm的绝缘橡胶层；所述正极引线与导电板相连，所述导电板与正极极板相连；所述负极引线与负极板相连；

所述正极极板上散热通孔的空隙率为30-35％；所述铝塑复合膜外壳的厚度范围为0.25-0.35mm；

所述电极隔膜带为表面涂布有氧化钛微粉涂层的聚酰亚胺无纺布；且所述氧化钛微粉涂层的厚度范围为0.3-0.48μm。

优选地，所述绝缘橡胶层与正极极板之间还设置有用于保护电池、防止电池爆炸的安全阀；所述安全阀包括外壳、顶盖、石墨片、PTC环、防爆膜片、绝缘层、气孔和绝缘垫；所述石墨片位于项盖和PTC环之间；所述顶盖和防爆膜片的两端以及石墨片和PTC环都设置于绝缘层和绝缘垫之间；绝缘层和绝缘垫外侧与外壳内壁接触。

优选地，所述导电板与所述绝缘橡胶层相连接，所述导电板与所述安全阀相连接；该安全阀与所述锂电池正极极板相连接，所述锂电池正极极板与所述正极柱相连接，所述正极极板与正极帽相连接。

优选地，所述正极集流体箔片的厚度范围为25-35μm；负极集流体箔片的厚度范围为25-40μm。

优选地，所述负极集流体箔片的负极引线部位设置负极绝缘胶纸，负极绝缘胶纸包住负极集流体箔片靠近负极引线的端部以及负极引线；所述正极集流体箔片的正极引线部位设置正极绝缘胶纸，正极绝缘胶纸包住正极集流体箔片靠近正极引线的端部以及正极引线。

优选地，所述正极柱孔为正方形通孔，且该正极柱孔的边长与正极极板的边长的长度比值范围为0.2-0.35。

优选地，所述正极集流体箔片和负极集流体箔片的宽度都为50mm；且所述铝塑复合膜外壳的宽度为52mm。

优选地，所述电解液为六氟磷酸锂LiPF6。

与现有技术相比，本实用新型一种具有高能量密度的新型方柱形锂电池通过在铝塑复合膜外壳内部设置正极极板、呈凝胶态的电解液、正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的电极隔膜带，在正极片、电极隔膜带和负极片的卷绕式结构上方设置导电板，且在导电板与正极极板之间设置厚度范围为1.5-3mm的绝缘橡胶层，实际使用过程中，采用导电板与正极片和负极片的正极引线和负极引线导电连接，正极极板的圆孔性散热通孔的设置加上中间设置的绝缘橡胶层，可以达到很好的散热和安全性能，且绿色环保无污染，循环使用寿命长。

[附图说明]

图1是本实用新型一种具有高能量密度的新型方柱形锂电池的立体状态结构示意图。

图2是本实用新型一种具有高能量密度的新型方柱形锂电池的截面状态结构示意图。

[具体实施方式]

为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型一种具有高能量密度的新型方柱形锂电池1包括方柱体型铝塑复合膜外壳11、设置于铝塑复合膜外壳外壳11上部的正极极柱12和正极帽13以及设置于铝塑复合膜外壳11下端的负极板、位于铝塑复合膜外壳11内部的正极极板14、呈凝胶态的电解液、正极片111、负极片113以及设置于正极片111和负极片113之间的电极隔膜带112；所述正极片111、电极隔膜带112、负极片113卷绕式设置于该铝塑复合膜外壳11内部；所述正极片111包括正极集流体箔片以及焊接于所述正极集流体箔片上的正极引线，且正极集流体箔片的两面都涂覆有正极活性材料；所述负极片113包括负极集流体箔片以及焊接于所述负极集流体箔片上的负极引线；在所述负极集流体箔片的两个表面电镀厚度范围为0.35-0.5mm的金属锂层；在所述正极极板14上开设有若干个用于散热的圆孔性散热通孔141以及用于固定所述正极极柱12的正极柱孔；所述正极柱孔位于正极极板14的中心部位；

在所述正极片111、电极隔膜带112和负极片113的卷绕式结构上方设置有导电板16，且在所述导电板16与正极极板14之间设置厚度范围为1.5-3mm的绝缘橡胶层15；所述正极引线与导电板16相连，所述导电板16与正极极板14相连；所述负极引线与负极板相连；

所述正极极板14上散热通孔141的空隙率为30-35％；所述铝塑复合膜外壳11的厚度范围为0.25-0.35mm；

所述电极隔膜带112为表面涂布有氧化钛微粉涂层的聚酰亚胺无纺布；且所述氧化钛微粉涂层的厚度范围为0.3-0.48μm。

通过在铝塑复合膜外壳11内部设置正极极板14、呈凝胶态的电解液、正极片111、负极片113以及设置于正极片111和负极片113之间的电极隔膜带112，在正极片111、电极隔膜带112和负极片113的卷绕式结构上方设置导电板16，且在导电板16与正极极板14之间设置厚度范围为1.5-3mm的绝缘橡胶层15，实际使用过程中，采用导电板16与正极片111和负极片113的正极引线和负极引线导电连接，正极极板14的圆孔性散热通孔141的设置加上中间设置的绝缘橡胶层15，可以达到很好的散热和安全性能，且绿色环保无污染，循环使用寿命长。

优选地，所述绝缘橡胶层15与正极极板14之间还设置有用于保护电池、防止电池爆炸的安全阀；所述安全阀包括外壳、顶盖、石墨片、PTC环、防爆膜片、绝缘层、气孔和绝缘垫；所述石墨片位于项盖和PTC环之间；所述顶盖和防爆膜片的两端以及石墨片和PTC环都设置于绝缘层和绝缘垫之间；绝缘层和绝缘垫外侧与外壳内壁接触。显著提高了产品的安全性能。

优选地，所述导电板16与所述绝缘橡胶层15相连接，所述导电板16与所述安全阀相连接；该安全阀与所述锂电池正极极板14相连接，所述锂电池正极极板14与所述正极柱12相连接，所述正极极板14与正极帽13相连接。

优选地，所述正极集流体箔片的厚度范围为25-35μm；负极集流体箔片的厚度范围为25-40μm。

优选地，所述负极集流体箔片的负极引线部位设置负极绝缘胶纸，负极绝缘胶纸包住负极集流体箔片靠近负极引线的端部以及负极引线；所述正极集流体箔片的正极引线部位设置正极绝缘胶纸，正极绝缘胶纸包住正极集流体箔片靠近正极引线的端部以及正极引线。

优选地，所述正极柱孔为正方形通孔，且该正极柱孔的边长与正极极板14的边长的长度比值范围为0.2-0.35。

优选地，所述正极集流体箔片和负极集流体箔片的宽度都为50mm；且所述铝塑复合膜外壳11的宽度为52mm。

优选地，所述电解液为六氟磷酸锂LiPF6。

与现有技术相比，本实用新型一种具有高能量密度的新型方柱形锂电池1通过在铝塑复合膜外壳11内部设置正极极板14、呈凝胶态的电解液、正极片111、负极片113以及设置于正极片111和负极片113之间的电极隔膜带112，在正极片111、电极隔膜带112和负极片113的卷绕式结构上方设置导电板16，且在导电板16与正极极板14之间设置厚度范围为1.5-3mm的绝缘橡胶层15，实际使用过程中，采用导电板16与正极片111和负极片113的正极引线和负极引线导电连接，正极极板14的圆孔性散热通孔141的设置加上中间设置的绝缘橡胶层15，可以达到很好的散热和安全性能，且绿色环保无污染，循环使用寿命长。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。