一种锂离子二次电池的制作方法

本实用新型有关于一种二次电池，更特别地，有关于一种锂离子二次电池。

背景技术：

锂离子二次电池被广泛用于消费性电子产品，例如，移动电话、平板计算机、和笔记本型计算机。锂离子二次电池也可用于其他领域，诸如军事用途、电动汽车和航空航天应用。

典型的锂离子二次电池依然存在一些安全问题，而且当使用于电动车上时是需要多颗串联并联成模块使用，但由于每颗电池的电压、电流及内阻皆不尽相同，在电池使用于串联并联模块时会影响整体性能表现。

技术实现要素：

根据本实用新型的一特征，一种锂离子二次电池包括一电池外壳、叠卷地置于该电池外壳内的具有正极电极与负极电极的电极组、位于电池外壳的顶部外且是与电极组的正极电极电气连接的正极电极端、及位于电池外壳的底部且是与电极组的负极电极电气连接的负极电极端，该锂离子二次电池更包括：一置于该电池外壳内延伸在该电池外壳的两末端之间的超级电容基板，该超级电容基板包括一基板、一通过金属片与该电池的正极电极端电气连接的第一铜箔片、一通过金属片与该电池的负极电极端104电气连接的第二铜箔片、及至少一个电气连接至该第一箔铜片和该第二铜箔片的电容；及适于该锂离子二次电池的电解质，通过该超级电容基板的设置，电池能够被保护免受回冲电流/电压造成电池损坏而且该电容基板在负载运转上可以提高功率因子，当电池充/放电时，超级电容高速做微小充放电，在正负极表面做拉/放锂离子防止形成锂离子晶枝，防止电池回流衰减寿命，以增长电池的寿命。

附图说明

图1是为显示本实用新型的一优选实施例的一种锂离子二次电池的示意图；

图2是为显示本实用新型的该优选实施例的一种锂离子二次电池的超级电容板的示意图；

图3是为显示本实用新型的另一优选实施例的一种锂离子二次电池的示意图；

图4A至4C是为显示本实用新型的又另一优选实施例的一种锂离子二次电池的示意图；

图5是为显示本实用新型的又再另一优选实施例的一种锂离子二次电池的示意图；

图6是为显示本实用新型的再一优选实施例的一种锂离子二次电池的示意图；

图7是为显示本实用新型的又再一优选实施例的一种锂离子二次电池的示意图；

图8是为显示本实用新型的另一优选实施例的一种锂离子二次电池的示意图；及

图9是为显示本实用新型的又另一优选实施例的一种锂离子二次电池的示意图。

具体实施方式

应要理解的是，为了简单和清楚地说明，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清晣起见，一些元件的尺寸相对于其他元件来说是被夸大的。

在下面的具体实施例中，许多具体细节被阐述以便提供对本实用新型的彻底理解。然而，本领域技术人员应理解可在没有这些具体细节的情况下实现本实用新型。在其他情况下，公知的方法、过程和组件没有被详细描述以便不混淆本实用新型。

请参阅图1所示，图中显示本实用新型的实施例的例示锂离子二次电池。在本实施例中，该锂离子二次电池100是以18650电池为例子。当然，该锂离子二次电池100也可以是软包电池、22650电池、40135电池等等任何其他尺寸或外型的锂离子二次电池。该锂离子二次电池包括一电池外壳101、叠卷地置于该电池外壳101内的具有正极电极(图中未示)与负极电极(图中未示)的电极组102(由于电极组102是为现有，因此其详细描述不再赘述)、位于电池外壳101的顶部外且是与电极组102的正极电极电气连接的正极电极端103、位于电池外壳101的底部且是与电极组102的负极电极电气连接的负极电极端104、一置于该电极组102中央的超级电容基板106、以及适于锂离子二次电池的电解质105。例如，电解质105可以是为锂盐混合剂。该电解质也可以是固态电解质，包括聚合物电解质。应要注意的是，在本实施例中，电解质105是含有1％至99％重量比的氯化钠以致于当本实用新型的二次电池是在零度以下的环境中使用时电解质不会结冰以确保电池能被正常使用并且能保护电池被穿刺时不会爆炸和起火燃烧。

或者，是为一有机或无机纳米级四氟化碳材料的能防止水分子结晶化而产生结冰效应，即，能让电解液维持在液态状态，的防冻材料592是添加在电解质105内，致使电池在-60℃的环境下依然能运作且具有原来容量的60％可用。应要注意的是，该防冻材料592可以是任何其他合适的材料，只要能使电解液维持在液态状态即可。

请配合参阅图2所示。如在图2中所示，该超级电容基板106包括一基板1060、一通过金属片1064或以任何其他适合的方式与该电池的正极电极端103(见图1)电气连接的第一铜箔片1061、一通过金属片1064或以任何其他适合的方式与该电池的负极电极端104电气连接的第二铜箔片1062、及至少一个电气连接至该第一箔铜片1061和该第二铜箔片1062的电容1063。在本实施例中，该电容基板106包括数个电容1063。如在图1中所示，该超级电容基板106是被置于电池外壳101的中央延伸在该电池外壳101的两末肯之间，达成保护电池免受回冲电流/电压造成电池损坏而且该电容基板106在负载运转上可以提高功率因子。当电池充/放电时，超级电容高速做微小充放电，在正负极表面做拉/放锂离子防止形成锂离子晶枝，防止电池回流衰减寿命。

图3显示本实用新型的另一实施例的锂离子二次电池的示意图。在本实施例中，更包括电气连接在正极电极端103与超级电容基板106之间的一限流IC 55及一可与外部电源管理系统(图中未示)连通的蓝牙通讯模块58。通过该蓝牙通讯模块58，该限流IC 55是被控制以限制该电池的输出电压和电流在一想要的数值，以致于当数个电池被串联并联在一起时，每个电池的输出电压和电流皆能一致，达成最佳充放电效果。即，依据欧姆定律，V/I＝R，其中，V是电压，I是电流，而R是电阻。因此，当V1＝V2＝Vn+1时，以及I1＝I2＝In+1时，必然得出一致性内阻R1＝R2＝Rn+1。如是可控制每颗电池的电压、电流及内阻产生一致性，在电池使用在串联并联模块时内阻一致性提升良率。应要注意的是，由于超级电容基板106的电容1063与电池内阻R和电感L形成RLC共振，因此电池寿命得以延长并且能够防止锂离子长晶枝的情况。

图4A至图4C显示在本实用新型的另一实施例的锂离子二次电池中所使用的电极组102A。请参阅图4A至图4B所示，在本实施例中的电极组102A的在其的表面上涂布有正极材料的铝箔102A1(图4A)，与在其的表面上涂布有负极材料的铝箔(图4B)中，皆被切割以致于当拉出并反折经过切割的铝箔部分102A11和102A21时形成数个长形通孔102A10和102A20。当涂布有正极材料的铝箔102A1与涂布有负极材料的铝箔102A2被绕卷之后即得到如图4C中所示的外观形状。请配合参阅图5所示，铝箔部分102A11是与电容基板106的金属片1064一起电气连接至正极电极端103而铝箔部分102A21是与电容基板106的金属片1064一起电气连接至负极电极端104。借着铝箔102A1和102A2的如此的构造，总电流Itotal＝I1+I2+…..+In+1，达成快充和快放电流的功能。

图6显示本实用新型的另一实施例的锂离子二次电池的示意图。在本实施例中，更包括一防火与防爆装置56。该防火与防爆装置56包括一置于该二次电池中央的管状外壳560及置于该管状外壳560内的防火防爆液561。该外壳560是由适合的材料制成使可因一定强度的冲击而破损以致于容置于其内的防火防爆液561能流出。该防火防爆液561是由适量的水混合氯化铵、碳酸氢钠、碳酸钾、磷酸氢二铵以及钨酸钠。氯化铵的比重是在1至99重量比，最好的比重是在43至49重量比、碳酸氢钠的比重是在1至99重量比，最好的比重是在3至9重量比、碳酸钾的比重是在1至99重量比，最好的比重是在23至37重量比、磷酸氢二铵的比重是在1至99重量比，最好的比重是在6至16重量比，而钨酸钠的比重是在1至99重量比，最好的比重是在1至8重量比。当电池受到一定强度的冲击或者被穿刺时，外壳560会破裂而在破裂的同时发生防火防爆液561的分解、扩散，藉此可防止电池发生着火和/或爆炸的情况发生。

图7显示本实用新型的另一实施例的锂离子二次电池的示意图。在本实施例中，更包括一温度感测IC 57和一蓝牙通讯模块58。当电池的温度异常升高时，该温度感测IC 57通过该蓝牙通讯模块58通知电源管理系统把温度异常升高的电池断开以防止该电池的温度继续升高而发生危险。若连续侦测三次以上异常，电源管理系统便把该串电池做永久开路，以免发生危险。

应要注意的是，在现有的电池中，当电池使用一段时间后，电解液的量会减少导致电池寿命缩短以及能量密度降低或损坏。图8是为显示本实用新型的又另一实施例的锂离子二次电池的示意图。如在图8中所示，本实施例的锂离子二次电池包含一设置在电池中央的中空管60以及置于该中空管60内的吸附满电解液的高分子材料61。如是当电池使用一段时间后电解液的量减少时吸附在高分子材料61的电解液能从高分子材料61释放出来达成自动补充电解液，让电池的寿命得以延长以及能量密度不降低。自动补充电解液的范围可以是在1mil至100mil内。

应要注意的是，取代电解液，在该中空管60内是可置放有液态、固态、和/或气态等等的金属丝或粒子62，当电池使用一段时间后，锂离子被消化以致于电池寿命缩短以及能量密度降低，此时，在中空管60内的液态、固态、和/或气态等等的锂金属材料62自动补充及平衡电池内锂离子数量，达到延长电池寿命及能量密度不降低的目的，并能使锂电池延长回充寿命。

图9显示本实用新型的另一实施例的锂离子二次电池的示意图。在本实施例中，更包括一置于该二次电池的中央的无线充电线圈70以及一无线充电控制电路71。通过该无线充电线圈70以及该无线充电控制电路71，该二次电池即能以无线充电的方式充电。

在18650、22650、21750、44650等等的圆柱型锂或镍电池金属圆柱表面涂布石墨烯散热胶而降低金属圆柱电池温变也是本实用新型的特征。