一种高容量锂电池及其制备方法与流程

本发明涉及一种化学电池技术领域，尤其涉及一种高容量锂电池及其制备方法。

背景技术：

现有圆柱形锂电池，外壳、设于外壳内的锂电池芯以及嵌于外壳开口端的盖组；所述锂电池芯是正极片、负极片和隔膜相互卷绕在一起，所述的正极片和负极片上设置有引出电极的极耳；所述的盖组包括带凸台的盖帽及绝缘塑胶密封圈；所述外壳开口端近盖组处设有束腰，但一般束腰比较宽，造成外壳空间的浪费。另外，极耳与盖帽是激光焊接，如果极耳露出锂电池芯过短，极耳与盖帽焊接很难，很不方便，有时好不容易焊接上了，但是注入电解液时也是非常不方便，如果极耳露出锂电池芯过长，锂电池封口或者墩封工艺时，折弯的极耳很容易碰到束腰端，造成短路。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明需要解决的技术问题是提供一种电池内部有效空间增大，电池安全性好的高容量锂电池及其制备方法。

本发明要解决上述技术问题是通过以下技术方案实现的：一种高容量锂电池，它包括一端开口的外壳、设于外壳内的锂电池芯以及嵌于外壳开口端的盖组；所述锂电池芯是正极片、负极片和隔膜相互卷绕在一起，所述的正极片和负极片上设置有引出电极的极耳；所述的盖组包括带凸台的盖帽及绝缘塑胶密封圈；所述外壳开口端近盖组处设有束腰：所述的束腰径深l为0.2mm<l<x/4，x为外壳直径；所述的束腰宽度小于0.3mm；所述的正极片极耳或者负极片极耳与盖帽连接；所述与盖帽连接的极耳设置在束腰端，该极耳与束腰端的间距m为0.2mm<m<x/4；所述与盖帽连接的极耳露出锂电池芯的间距l为x/2≤l＜2x。

进一步：在上述的高容量锂电池中，所述的外壳开口端向内卷边扣合绝缘塑胶密封圈。所述的外壳一体成形，它是不锈铁壳、不锈钢壳或铝壳中的任一种。所述的绝缘塑胶密封圈是底部带圆环形包夹结构的圆台，带凸起的盖帽底部是圆片结构，盖帽的底部卡接在绝缘塑胶密封圈的包夹结构内。所述的外壳内还灌装有电解液；所述的电解液包括有机溶剂和电解质，所述的电解质是二氟草酸硼酸锂和高氯酸锂的混合锂盐；所述二氟草酸硼酸锂lidfob与高氯酸锂liclo4的摩尔浓度比值为4:1～1:4。所述二氟草酸硼酸锂lidfob与高氯酸锂liclo4的摩尔浓度比值为2:1～1:2；所述二氟草酸硼酸锂在混合锂盐中的质量比重为10～90﹪；所述有机溶剂为碳酸丙烯酯pc、碳酸乙烯酯ec、碳酸二甲酯dmc、乙二醇二甲醚dme﹑二氧戊环dol中的一种或多种的混合物。

本发明还提供了上述高容量锂电池的方法，步骤为：电芯卷绕、锂电池芯入外壳并滚槽、激光焊接盖帽、折盖、注入电解液、注液后折盖、压盖、墩封和电池封口，所述的注液后折盖是指用u型夹具夹住盖帽，将其推向外壳另一侧，外壳侧边设有限位模具，保证折盖后的盖帽位于外壳口部内、且与外壳口部平行，同时极耳折弯叠放。

所述的墩封工序是指下压盖组，缩小束腰宽度。所述的激光焊接盖帽是指极耳与盖帽焊接连接。

与现有技术相比，本发明高容量锂电池，它包括一端开口的外壳、设于外壳内的锂电池芯以及嵌于外壳开口端的盖组；所述锂电池芯是正极片、负极片和隔膜相互卷绕在一起，所述的正极片和负极片上设置有引出电极的极耳；所述的盖组包括带凸台的盖帽及绝缘塑胶密封圈；所述外壳开口端近盖组处设有束腰：所述的束腰径深l为0.2mm<l<x/4，x为外壳直径；所述的束腰宽度小于0.3mm；所述的正极片极耳或者负极片极耳与盖帽连接；所述与盖帽连接的极耳设置在束腰端，该极耳与束腰端的间距m为0.2mm<m<x/4；所述与盖帽连接的极耳露出锂电池芯的间距l为x/2≤l＜2x。通过墩封工序后，束腰尺寸就是本发明所述的尺寸了，电池总高不变，束腰滚槽位下方空间增大，电芯内部有效空间增大，正负极宽度可以增加加宽，有效体积增加，正负极活性物质的质量增加，产品容量提升。极耳露出锂电池芯的间距l为x/2≤l＜2x，充分保障极耳与盖帽连接很容易，但在墩封后，极耳折弯不会碰到束腰端，充分保障了锂电池的安全可靠。

附图说明

图1是本发明高容量锂电池的结构简图(墩封前)；

图2是本发明高容量锂电池在锂电池芯入外壳并滚槽后的纵截简图(墩封后)；

其中：1外壳、2锂电池芯、3极耳、4盖帽、5绝缘塑胶密封圈、6束腰。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。

如图1、2：制作一种市场上常见的圆柱形锂电池cr17335和cr17500电池，它包括一端开口的外壳1、设于外壳内的锂电池芯2以及嵌于外壳开口端的盖组；所述锂电池芯2是正极片、负极片和隔膜相互卷绕在一起，所述的正极片和负极片上设置有引出电极的极耳3；所述的盖组包括带凸台的盖帽4及绝缘塑胶密封圈5；所述外壳开口端近盖组处设有束腰6：所述的束腰径深l为0.2mm<l<x/4，x为外壳直径；所述的束腰宽度小于0.3mm；所述的正极片极耳或者负极片的极耳择一与盖帽连接；所述与盖帽连接的极耳设置在束腰端，该极其与束腰端的间距m为0.2mm<m<x/4；所述与盖帽连接的极耳露出锂电池芯的间距l为3x/2≤l＜2x。所述的外壳开口端向内卷边扣合绝缘塑胶密封圈。所述的外壳一体成形，它是不锈铁壳、不锈钢壳或铝壳中的任一种。所述的绝缘塑胶密封圈是底部带圆环形包夹结构的圆台，带凸起的盖帽底部是圆片结构，盖帽的底部卡接在绝缘塑胶密封圈的包夹结构内。

所述的外壳内还灌装有电解液；所述的电解液包括有机溶剂和电解质，所述的电解质是二氟草酸硼酸锂和高氯酸锂的混合锂盐；所述二氟草酸硼酸锂lidfob与高氯酸锂liclo4的摩尔浓度比值为4:1～1:4。所述二氟草酸硼酸锂lidfob与高氯酸锂liclo4的摩尔浓度比值为2:1～1:2；所述二氟草酸硼酸锂在混合锂盐中的质量比重为10～90﹪；所述有机溶剂为碳酸丙烯酯pc、碳酸乙烯酯ec、碳酸二甲酯dmc、乙二醇二甲醚dme﹑二氧戊环dol中的一种或多种的混合物。

上述高容量锂电池的制备方法，步骤为：电芯卷绕、锂电池芯2入外壳1并滚槽、激光焊接盖帽4、折盖、注入电解液、注液后折盖、压盖、墩封和电池封口，所述的注液后折盖是指用u型夹具夹住盖帽4，将其推向外壳1另一侧，外壳1侧边设有有限位模具，保证折盖后的盖帽位于外壳1口部内、且与外壳1口部平行，同时极耳3折弯叠放。所述的墩封工序是指下压盖组，缩小束腰6宽度，从图2到图1可以看出，墩封工序后束腰6的宽度d减小了很多，大大提高了电池的有效体积。所述的激光焊接盖帽是指极耳与盖帽焊接连接。

对比例：按照传统滚槽封口工艺制作一种市场上常见的圆柱形锂电池cr17335和cr17500电池，按照常用的传统技术应用，采用滚槽方式制作该电池。该电池所用其他正极、负极锂带、电解液及隔膜等影响性能的材料，为本领域技术人员常用的材料。

上述实施例和对比例所得的cr17335和cr17500最终成型尺寸为直径φ16.7±0.3mm，但由于有效高度不相同，所得的有效体积也不相同，其有效体积对比如表1所示，其焊接效果对比如表2所示：

表1：有效体积对比

表2：焊接效果对比

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。