一种锂氟化碳电池及制备方法与流程

本发明属于锂电池，更具体地说，是涉及一种锂氟化碳电池及制备方法。

背景技术：

1、现有的锂电池，外壳为电池的负极，顶盖为电池的正极。顶盖和外壳与卷芯通过极耳连接，具体为卷芯焊接上极耳，卷芯插入外壳内，将极耳“z字型”折叠，正负极耳分别进行焊顶盖和底壳焊，最后顶盖与外壳密封。钢壳内“z字型”的极耳经过多重弯折，增加了正极耳与顶盖接触风险，如果极耳绝缘层破损，很可能发生短路。此外，顶盖和外壳与卷芯均通过极耳进行软连接，卷芯在外壳内的稳定性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂氟化碳电池，旨在解决极耳“z字型”折叠，存在多重弯折，容易导致短路的问题，同时，极耳的软连接方式，导致卷芯在外壳内稳定性较差的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种锂氟化碳电池，包括电池壳体、卷芯和盖板，所述电池壳体上部具备开口，所述盖板安装在所述电池壳体上部的开口内，所述电池壳体内部形成安装腔室，所述卷芯位于所述安装腔室中，所述盖板的中部纵向贯穿设置有芯柱，所述芯柱位于安装腔室的部分贯穿所述卷芯，所述芯柱的下端穿出所述卷芯的下端面并焊接有正极耳，所述卷芯上端外侧设有负极耳，所述负极耳夹持于所述电池壳体的上沿与所述盖板的边缘之间。

3、在一种可能的实现方式中，所述卷芯包括正极片和负极片，所述正极片和所述负极片之间设有隔膜，所述正极片、所述负极片以及所述隔膜以所述芯柱为中心卷制成所述卷芯。

4、在一种可能的实现方式中，所述正极片为氟化碳极片，所述正极耳焊接在所述氟化碳极片的一端并延伸至外侧，所述正极耳自经卷制后的所述卷芯的下端中部向下引出；所述负极片为锂极片，所述负极耳热压在锂极片的一端并延伸至外侧，所述负极耳经卷制后的所述卷芯的上端外侧向上引出。

5、在一种可能的实现方式中，所述盖板的中部开设有贯通孔，所述贯通孔内安装有玻璃套，所述芯柱的上端贯穿设置在所述玻璃套内。

6、在一种可能的实现方式中，所述安装腔室内分别设有上垫片和下垫片，所述上垫片位于所述卷芯的上方，所述下垫片位于所述卷芯的下方。

7、在一种可能的实现方式中，所述上垫片为瓦楞板结构，所述上垫片的上下端面均形成多个弹性支撑棱，所述上垫片的中部开设有供芯柱通过的通孔，所述上垫片的一侧设有用于避让所述负极耳的让位弧形缺口，所述让位弧形缺口的开口方向与弹性支撑棱的长度方向一致；所述下垫片的下端面具备多个弹性支撑台，多个所述弹性支撑台与所述下垫片一体成型。

8、在一种可能的实现方式中，所述安装腔室内设有承托套筒，所述承托套筒的下端面抵靠于所述下垫片的上端面，所述承托套筒的外壁与所述安装腔室的内壁插装配合，用于限定所述承托套筒沿所述安装腔室的轴向旋转，所述承托套筒的内侧壁周向自上而下设置有多个弹性压紧环，所述承托套筒的内底面设有多个同轴设置的支撑环，相邻所述支撑棱之间散热腔，所述卷芯的外壁与多个所述弹性压紧环压紧配合，所述卷芯的底部抵靠于多个所述支撑环上。

9、在一种可能的实现方式中，所述芯柱的外周壁纵向开设有多个导热槽，多个所述导热槽与多个所述散热腔相连通，所述芯柱的下部固定设置有固定托盘，所述芯柱的上部可升降设置有调节压盘，所述卷芯位于所述固定托盘和调节压盘之间。

10、在一种可能的实现方式中，所述正极片包括氟化碳、导电剂、粘结剂以及氧化铝，所述氟化碳含量85％～92％，所述导电剂含量2.5％～9.5％，所述粘结剂含量2.5％～12.5％，所述氧化铝含量2.5％～5.5％。

11、本发明提供的一种锂氟化碳电池的有益效果在于：与现有技术相比，卷芯安装在电池壳体和盖板构成的安装腔室中，芯柱贯穿盖板和卷芯，卷芯的下端中部设有正极耳与芯柱的下端焊接，卷芯上端外侧设有负极耳，负极耳夹持于电池壳体的上沿与盖板的边缘之间。本发明提供的一种锂氟化碳电池，正极耳焊接在芯柱的下端并与卷芯的下端中部连接，负极耳设于卷芯上端外侧并夹持于电池壳体的上沿与盖板的边缘之间，极耳无需再使用“z字型”折叠的结构，避免短路的问题。同时替代了极耳软连接方式，提高了卷芯在电池壳体内的稳定性。

12、本发明还提供了一种锂氟化碳电池的制备方法，用于制备所述的锂氟化碳电池，包括以下步骤：

13、s1：将正极片、隔膜、负极片依次叠放，在正极片和负极片相互远离的端部分别连接正极耳和负极耳，将正极片、隔膜、负极片卷在芯柱上以形成卷芯，芯柱的两端分别穿出卷芯；

14、s2：正极耳位于卷芯的下端中部，并通过激光焊连接在芯柱的下端面，将卷芯自上而下装入电池壳体的安装腔室中，负极耳位于卷芯的上端外侧，并贴合在电池壳体的上沿，将盖板套装在芯柱的上端，并扣合在电池壳体上部的开口，电池壳体的上沿与盖板的边缘夹持负极耳并焊接固定；

15、s3：将锂氟化碳电池在40～45℃的条件下高温活化24h，之后在20～25℃的条件下常温老化72h，测量开路电压符合3.10～3.60v，内阻符合0.1～0.3ω，完成制备。

16、本发明提供的一种锂氟化碳电池的制备方法的有益效果在于：与现有技术相比，正极片、隔膜、负极片卷在芯柱上以形成卷芯，芯柱的两端分别穿出卷芯，正极耳位于卷芯的下端中部并通过激光焊连接在芯柱的下端面，负极耳位于卷芯的上端外侧并夹持在电池壳体的上沿与盖板的边缘之间。最后将锂氟化碳电池在40～45℃的条件下高温活化24h，在20～25℃的条件下常温老化72h，测量开路电压符合3.10～3.60v，内阻符合0.1～0.3ω，最终完成制备。本发明提供的一种锂氟化碳电池的制备方法，避免了短路的问题，提高了卷芯在电池壳体内的稳定性，保证了锂氟化碳电池的使用寿命。

技术特征：

1.一种锂氟化碳电池，其特征在于，包括电池壳体(1)、卷芯(2)和盖板(3)，所述电池壳体(1)上部具备开口，所述盖板(3)安装在所述电池壳体(1)上部的开口内，所述电池壳体(1)内部形成安装腔室，所述卷芯(2)位于所述安装腔室中，所述盖板(3)的中部纵向贯穿设置有芯柱(4)，所述芯柱(4)位于安装腔室的部分贯穿所述卷芯(2)，所述芯柱(4)的下端穿出所述卷芯(2)的下端面并焊接有正极耳(5)，所述卷芯(2)上端外侧设有负极耳(6)，所述负极耳(6)夹持于所述电池壳体(1)的上沿与所述盖板(3)的边缘之间。

2.如权利要求1所述的一种锂氟化碳电池，其特征在于，所述卷芯(2)包括正极片(20)和负极片(22)，所述正极片(20)和所述负极片(22)之间设有隔膜(21)，所述正极片(20)、所述负极片(22)以及所述隔膜(21)以所述芯柱(4)为中心卷制成所述卷芯(2)。

3.如权利要求2所述的一种锂氟化碳电池，其特征在于，所述正极片(20)为氟化碳极片，所述正极耳(5)焊接在所述氟化碳极片的一端并延伸至外侧，所述正极耳(5)自经卷制后的所述卷芯(2)的下端中部向下引出；所述负极片(22)为锂极片，所述负极耳(6)热压在锂极片的一端并延伸至外侧，所述负极耳(6)经卷制后的所述卷芯(2)的上端外侧向上引出。

4.如权利要求1所述的一种锂氟化碳电池，其特征在于，所述盖板(3)的中部开设有贯通孔，所述贯通孔内安装有玻璃套(7)，所述芯柱(4)的上端贯穿设置在所述玻璃套(7)内。

5.如权利要求1所述的一种锂氟化碳电池，其特征在于，所述安装腔室内分别设有上垫片(8)和下垫片(9)，所述上垫片(8)位于所述卷芯(2)的上方，所述下垫片(9)位于所述卷芯(2)的下方。

6.如权利要求5所述的一种锂氟化碳电池，其特征在于，所述上垫片(8)为瓦楞板结构，所述上垫片(8)的上下端面均形成多个弹性支撑棱(10)，所述上垫片(8)的中部开设有供芯柱(4)通过的通孔，所述上垫片(8)的一侧设有用于避让所述负极耳(6)的让位弧形缺口(11)，所述让位弧形缺口(11)的开口方向与弹性支撑棱(10)的长度方向一致；所述下垫片(9)的下端面具备多个弹性支撑台(12)，多个所述弹性支撑台(12)与所述下垫片(9)一体成型。

7.如权利要求5所述的一种锂氟化碳电池，其特征在于，所述安装腔室内设有承托套筒(13)，所述承托套筒(13)的下端面抵靠于所述下垫片(9)的上端面，所述承托套筒(13)的外壁与所述安装腔室的内壁插装配合，用于限定所述承托套筒(13)沿所述安装腔室的轴向旋转，所述承托套筒(13)的内侧壁周向自上而下设置有多个弹性压紧环(15)，所述承托套筒(13)的内底面设有多个同轴设置的支撑环(16)，相邻所述支撑棱之间散热腔，所述卷芯(2)的外壁与多个所述弹性压紧环(15)压紧配合，所述卷芯(2)的底部抵靠于多个所述支撑环(16)上。

8.如权利要求7所述的一种锂氟化碳电池，其特征在于，所述芯柱(4)的外周壁纵向开设有多个导热槽(17)，多个所述导热槽(17)与多个所述散热腔相连通，所述芯柱(4)的下部固定设置有固定托盘(18)，所述芯柱(4)的上部可升降设置有调节压盘(19)，所述卷芯(2)位于所述固定托盘(18)和调节压盘(19)之间。

9.如权利要求2所述的一种锂氟化碳电池，其特征在于，所述正极片(20)包括氟化碳、导电剂、粘结剂以及氧化铝，所述氟化碳含量85％～92％，所述导电剂含量2.5％～9.5％，所述粘结剂含量2.5％～12.5％，所述氧化铝含量2.5％～5.5％。

10.一种锂氟化碳电池的制备方法，用于制备如权利要求2-9任意一项所述的锂氟化碳电池，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种锂氟化碳电池及制备方法，属于锂电池技术领域，包括电池壳体、卷芯和盖板，电池壳体上部具备开口，盖板安装在电池壳体上部的开口内，电池壳体内部形成安装腔室，卷芯位于安装腔室中，盖板的中部纵向贯穿设置有芯柱，芯柱位于安装腔室的部分贯穿卷芯，芯柱的下端穿出卷芯的下端面并焊接有正极耳，卷芯上端外侧设有负极耳，负极耳夹持于电池壳体的上沿与盖板的边缘之间。本发明提供的一种锂氟化碳电池，正极耳焊接在极柱的下端并与卷芯的下端中部连接，负极耳设于卷芯上端外侧并夹持于电池壳体的上沿与盖板的边缘之间，极耳无需再使用“Z字型”折叠的结构，避免了短路的问题，提高了卷芯在电池壳体内的稳定性。

技术研发人员：张浩,国海鹏,赵儒杰,顾志华,卜楠
受保护的技术使用者：风帆有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16