一种高能量密度方形铝壳锂离子电池的制作方法

本实用新型涉及电池包装技术领域，具体是一种高能量密度方形铝壳锂离子电池。

背景技术：

随着石油、煤炭等化石燃料的快速消耗以及伴随而来的严重的温室效应和环境污染，人们对于清洁的可再生能源的需求也与日俱增。锂离子二次电池属于清洁能源领域，具有安全性好，循环性能好，循环寿命长，无毒无害等特点，有希望被用做大型动力电源和大型储能电源。

锂离子电池作为一种绿色环保的高性能二次电池，具有能量密度高、平均输出电压高、输出功率大、自放电小、充放电效率高、无记忆效应等优点，在各种便携式电子产品、通讯工具、电动汽车以及混合动力汽车中得到越来越多的应用。锂离子电池自商品化以来，正极材料的研究始终是该领域研究的热点。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中磷酸铁锂具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，成为了新一代锂离子电池的理想正极材料。合成磷酸铁锂的常用方法有高温固相法、溶胶-凝胶法和水热法等。这几种方法虽各有优点，但也存在一些明显的缺陷。如，高温固相法合成磷酸铁锂颗粒的粒径较大，充放电性能不太理想；溶胶-凝胶法的工艺相对复杂，生产成本较高；水热法虽可控制粒径，但工业生产的难度较大。另一方面，磷酸铁锂本身导电性差，锂离子扩散慢造成电池高倍率充放电时，压实密度小，能量密度低，克容量小，充电速率慢，续航能力短等缺点，这些缺点也阻碍了磷酸铁锂材料的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高能量密度方形铝壳锂离子电池，以解决背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案；

一种高能量密度方形铝壳锂离子电池，所述高能量密度方形铝壳锂离子电池包括电池主体、正极耳及负极耳，所述正极耳及所述负极耳设置于所述电池主体上，所述正极耳自上而下包括第一正极料层、铝箔和第二正极料层，所述铝箔的表面设有纵向设置的空铝箔部，所述空铝箔部上焊接有铝片，所述空铝箔部的下半部表面贴设有防断裂胶，所述铝片从上至下包括有盖帽焊接部、中部焊接部和尾部，所述尾部贴设在所述防断裂胶的表面，所述中部焊接部设置在所述空铝箔部的中部位置，所述铝片的盖帽焊接部伸出所述空铝箔部的上端，所述负极耳包括基带及第一密封圈，所述基带通过所述第一密封圈与所述电池主体密封，所述正极耳还包括第二密封圈，所述尾部通过所述第二密封圈与所述电池主体密封；

所述电池主体包括正极、负极、隔膜及电解液，用所述隔膜将所述正极和所述负极隔开，叠片以形成电芯，将所述电芯封装进一方形铝壳电池外壳中注入所述电解液并密封得到电池主体，所述正极或/和负极表面涂覆有正温度系数效应的稳定化锂金属粉末。

优选的，所述铝片的盖帽焊接部与中部焊接部之间还设有绕胶部，所述绕胶部上设有绕胶。

优选的，以磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴铝或镍钴锰三元材料为正极活性物质的主材料，以聚苯胺包覆的氧化铟、石墨烯、聚苯乙烯磺酸盐与粘结剂为正极活性物质副材料。

优选的，所述电池主体与所述正极耳及负极耳之间设置有一顶部绝缘层。

优选的，所述方形铝壳电池外壳的顶部设置有一废气排气阀。

优选的，绕胶部的宽度与所述正极耳的宽度一致。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的高能量密度锂离子电池工作电压范围宽，电池的放电电压大，明显优于现有的磷酸铁锂锂离子电池的3.2V；本实用新型的高能量密度锂离子电池容量大，能量密度高，可以达到200wh/kg；本实用新型的高能量密度锂离子电池采用的正极材料热稳定性好，电池具有良好的高温循环性能，使用寿命长。能提高电池的首效，所以不但不影响电池的能量密度，还能提升电池的能量密度；采用稳定化的锂金属粉末，使用上不受环境的限制，操作更加简单，同时该稳定化的锂金属粉末具有特殊的正温度系数效应，能够改善电池的安全性。采用了具有正温度系数效应的稳定化锂金属粉末，提高电池能量密度的同时能够提高电池的安全性。

附图说明

图1为本实用新型提供的高能量密度方形铝壳锂离子电池的一种结构示意图；

图2为本实用新型提供的高能量密度方形铝壳锂离子电池的又一种结构示意图；

图3为本实用新型提供的高能量密度方形铝壳锂离子电池的再一的结构示意图；

其中，空铝箔部1、铝片2、防断裂胶3、盖帽焊接部4、中部焊接部6、尾部7、第二密封圈8、基带10、第一密封圈11、电池主体12、正极13、负极14、隔膜15、铝壳电池外壳16、顶部绝缘层17、废气排气阀18。

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面进行清楚、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。

请参阅图1-图3，本实用新型提供的一种实施例：

一种高能量密度方形铝壳锂离子电池，所述高能量密度方形铝壳锂离子电池包括电池主体12、正极耳及负极耳，所述正极耳及所述负极耳设置于所述电池主体12上，所述正极耳自上而下包括第一正极料层、铝箔和第二正极料层，所述铝箔的表面设有纵向设置的空铝箔部1，所述空铝箔部1上焊接有铝片2，所述空铝箔部1的下半部表面贴设有防断裂胶3，所述铝片2从上至下包括有盖帽焊接部4、中部焊接部6和尾部7，所述尾部7贴设在所述防断裂胶3的表面，所述中部焊接部6设置在所述空铝箔部1的中部位置，所述铝片2的盖帽焊接部4伸出所述空铝箔部1的上端，所述负极耳包括基带10及第一密封圈11，所述基带10通过所述第一密封圈11与所述电池主体12密封，所述正极耳还包括第二密封圈8，所述尾部7通过所述第二密封圈8与所述电池主体12密封；

所述电池主体12包括正极13、负极14、隔膜15及电解液，用所述隔膜15将所述正极13和所述负极14隔开，叠片以形成电芯，将所述电芯封装进一方形铝壳电池外壳16中注入所述电解液并密封得到电池主体12，所述正极13或/和负极14表面涂覆有正温度系数效应的稳定化锂金属粉末。

本实施例中，所述铝片2的盖帽焊接部4与中部焊接部6之间还设有绕胶部5，所述绕胶部5上设有绕胶，绕胶能防止正极耳碰到负极钢壳发生短路。

本实施例中，以磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴铝或镍钴锰三元材料为正极活性物质的主材料，以聚苯胺包覆的氧化铟、石墨烯、聚苯乙烯磺酸盐与粘结剂为正极活性物质副材料，使其具有特殊的正温度系数效应。

本实施例中，所述电池主体12与所述正极耳及负极耳之间设置有一顶部绝缘层17，以隔离所述正、负极耳。

本实施例中，所述方形铝壳电池外壳16的顶部设置有一废气排气阀18，用于排出废气，防止电池充气。

本实施例中，绕胶部5的宽度与所述正极耳的宽度一致，有效的防止正极耳碰到负极刚壳。

工作原理：在正极耳的空铝箔部1先贴一层防断裂胶3，然后再超声焊接铝片2，让铝片2的尾部7落在防断裂胶3上，铝片2尾部7所有的应力和极耳批锋均由防断裂胶3吸收，铝片2裂痕得以完全解决。并且在电池极片表面涂覆一层稳定化锂金属粉末，该层金属粉末导电，所以对电池的电化学性能没有影响，同时由于它能提高电池的首效，所以不但不影响电池的能量密度，还能提升电池的能量密度；采用稳定化的锂金属粉末，使用上不受环境的限制，操作更加简单，同时该稳定化的锂金属粉末具有特殊的正温度系数效应，能够改善电池的安全性。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。