一种高容量稳固连接的锂离子圆柱电池的制作方法

文档序号:15544092发布日期:2018-09-28 20:24阅读:180来源:国知局

本实用新型涉及锂离子电池技术领域,具体为一种高容量稳固连接的锂离子圆柱电池。



背景技术:

锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。它是把锂离子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成负极(传统锂电池用锂或锂合金作负极)。正极材料常用LixCoO2,也用LixNiO2,和LixMnO4,电解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯(EC)+二甲基碳酸酯(DMC)。石油焦炭和石墨作负极材料无毒,且资源充足,锂离子嵌入碳中,克服了锂的高活性,解决了传统锂电池存在的安全问题,正极LixCoO2在充、放电性能和寿命上均能达到较高水平,使成本降低。

随着锂离子电池技术的飞速发展,目前锂离子电池与传统的电池相比优点众多,比如其具有的高能量密度、放电时的高电压、在低温状态下也具有优良的充放电能力以及环保无公害性,而且设计的电池种类也繁多,按照形状分类,锂离子电池可分为圆柱形、方形和钱币形,都使得锂离子电池越来越受人们的宠爱。

但是目前被广泛应用的圆柱形锂离子,还存在的主要缺陷主要体现在以下几个方面:

(1)防爆安全性能低,电池内部微短路,导致了电解液分解产生大量气体,导致锂离子电池容易发生爆炸的情况。

(2)正极与负极的连接方式不稳固,导致容易出现断路的情况,使得锂离子电池的使用寿命降低。



技术实现要素:

为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种高容量稳固连接的锂离子圆柱电池,结构紧凑,部件连接稳定,使用安全,能量密度高,实现电池的高容量,另外添加保护装置,使得锂离子电池的内部电路连接稳固,同时也可防爆,延长使用寿命,能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种高容量稳固连接的锂离子圆柱电池,包括壳体和设置在所述壳体内的锂离子电芯,所述壳体的上下两端分别设有顶部金属垫片和底部金属垫片,所述顶部金属垫片的中心位置设有正极连接柱,所述正极连接柱内设有稳固橡胶球,所述顶部金属垫片和底部金属垫片下表面均固定设有防爆橡胶圈,所述锂离子电芯的上下两端均固定连接有绝缘密封圈,所述锂离子电芯包括锂离子正极片、锂离子负极片、锂离子正极片固定连接的正极耳和锂离子负极片固定连接的负极极柱,所述正极耳从下到上依次穿过绝缘密封圈、防爆橡胶圈和稳固橡胶球,并且所述负极极柱固定焊接在正极连接柱上,所述负极极柱从上到下依次穿过防爆橡胶圈和绝缘密封圈,并且所述负极极柱固定焊接在底部金属垫片上,所述正极耳设有断开段,所述断开段内还设有PTC 元件与正极耳连接。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述锂离子正极片和锂离子负极片外表面分别设有正极集电网和负极集电网。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述壳体外表面固定卷绕有PVC 塑料膜,所述PVC塑料膜与所述壳体之间设有导热垫片。

作为本实用新型一种优选的技术方案,所述锂离子电芯的上表面和顶部金属垫片上均设有气体释放口,所述防爆橡胶圈和绝缘密封圈上均设有蜂窝状排气孔。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

(1)本实用新型结构紧凑,部件连接稳定,使用安全,能量密度高,电压平台高,通过在锂离子电芯与外壳之间设有保护橡胶体,对正极和负极起到了防摔防撞击的作用,防止电池剧烈撞击后,电路断开无法通电,

(2)本实用新型结构同时又添加排气和防爆功能,防止电池在使用时发生意外爆炸,提升了使用的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图;

图2为本实用新型的PVC塑料膜与壳体连接结构示意图;

图3为本实用新型的PTC元件安装结构示意图;

图中标号:

1-壳体;2-锂离子电芯;3-顶部金属垫片;4-底部金属垫片;5-正极连接柱;6-稳固橡胶球;7-防爆橡胶圈;8-绝缘密封圈;9-断开段;10-PTC元件;11-正极集电网;12-负极集电网;13-PVC塑料膜;14-导热垫片;15-气体释放口;16-蜂窝状排气孔;

201-锂离子正极片;202-锂离子负极片;203-正极耳;204-负极极柱;

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示,本实用新型提供了一种高容量稳固连接的锂离子圆柱电池,包括壳体1和设置在所述壳体1内的锂离子电芯2,所述壳体1的上下两端分别设有顶部金属垫片3和底部金属垫片4,所述顶部金属垫片3的中心位置设有正极连接柱5,所述正极连接柱5内设有稳固橡胶球6,所述顶部金属垫片3和底部金属垫片4下表面均固定设有防爆橡胶圈7,当锂离子电芯 2在电解的过程中短路产生大量的气体时,所述防爆橡胶圈7可有效的避免爆炸的情况,增强使用安全性,所述正极连接柱5和底部金属垫片4分别当作锂离子圆形电池的正负极。

需要说明的是,防爆橡胶圈7为现有技术。

所述锂离子电芯2的上下两端均固定连接有绝缘密封圈8,所述锂离子电芯2包括锂离子正极片201、锂离子负极片202、锂离子正极片201固定连接的正极耳203和锂离子负极片202固定连接的负极极柱204,所述正极耳203 从下到上依次穿过绝缘密封圈8、防爆橡胶圈7和稳固橡胶球6,并且所述正极耳203固定焊接在正极连接柱5上,所述负极极柱204从上到下依次穿过防爆橡胶圈7和绝缘密封圈8,并且所述负极极柱204固定焊接在底部金属垫片4上,所述绝缘密封圈8、防爆橡胶圈7和稳固橡胶球6一方面起到绝缘防爆、绝缘和防撞击的作用,所述绝缘密封圈8可防止产生漏电的情况,起到绝缘作用,提高电池能源的利用率,另一方面,所述稳固橡胶球6可将正极耳203稳固,不会在使用的过程中受外力产生折损现象。

所述正极耳203设有断开段9,所述断开段9内还设有PTC元件10与正极耳203连接,所述断开段9对锂离子电池充电时的电路起到了保护的作用。

需要说明的是,当充锂离子电池充电至电池两端电压过高时,会增加电池漏液、冒烟、燃烧、爆裂的危险这类危险往往相当剧烈。过充电可能由充电失控、电极错误或使用不正确的充电器造成。锂离子电池在充放电电流过大或外部短路时,内部发热可能损坏电池或烧毁其他部件,严重缩短电池的循环使用寿命。

PTC元件10可保护电路,针对电池可能出现的各种故障,对电池充放电状态的参数进行监控,以保证电池寿命和效能,当出现上述的发热等情况, PTC元件10的电阻随着温度的升高而升高,从而减少充电电流,防止产生上述情况,在充电时对锂离子电池起到保护的作用。

所述锂离子电芯2的上表面和顶部金属垫片3上均设有气体释放口15,所述防爆橡胶圈7和绝缘密封圈8上均设有蜂窝状排气孔16,可防止内部电极片短路产生气体而爆炸,将内部产生的气体及时排出去,并且不影响防爆橡胶圈7和绝缘密封圈8的功能。

所述锂离子正极片201和锂离子负极片202外表面分别设有正极集电网 11和负极集电网12,所述正极集电网11和负极集电网12的相对表面上均设有防短路隔膜,增加锂离子电池充放电的活性,提高充电效率,实现高容量,防短路隔膜可有效防止短路,而且允许电解离子通过,不影响放电效果。

优选的是,所述壳体1外表面固定卷绕有PVC塑料膜13,所述PVC塑料膜13与所述壳体1之间设有导热垫片14,一方面用以导热,防止电池内部温度过高,另一方便起到了防撞击的能力,增加电池内部电路的稳固性。

综上所述,本实用新型的主要特点在于:

(1)通过在锂离子电芯与外壳之间设置绝缘密封圈、防爆橡胶圈和稳固橡胶球,对正极和负极起到了防摔防撞击的作用,同时也保护了电池内部连接电路,防止电池剧烈撞击后,电路断开无法通电,

(2)添加排气口和防爆橡胶圈,防止电池在使用时发生意外爆炸,提升了使用的安全性。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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