專利名稱：一種高功率圓柱電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電器裝置中的一種電池?？梢宰鳛楦鞣N裝備和交通工具的儲能裝置，以及各類變電站所、醫(yī)院手術(shù)室、核反應(yīng)堆控制、防護(hù)設(shè)施、航天通訊設(shè)施、無線電通訊的不間斷電源、應(yīng)急電源等。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的圓柱電池生產(chǎn)技術(shù)中，極片采取的是間歇式涂覆的方式，極片裁剪后再在間歇處焊接導(dǎo)電片作為極耳，不僅增加了工藝的復(fù)雜性、難度和成本，而且由于極耳面積和數(shù)量有限，造成電池內(nèi)阻較大，耐大功率性能差，即電池高倍率充電/放電特性差，比功率不高，使用受到很大限制，不適合在電動車等設(shè)備上使用。此外由于焊接在負(fù)極上的極耳無活性物質(zhì)，充電時(shí)容易在極耳上產(chǎn)生鋰枝晶而影響電池的安全性和循環(huán)壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有電池的上述缺陷而重新設(shè)計(jì)的一種高功率電池，使其具有內(nèi)阻低、比功率高、工藝簡單、制造成本低、適于規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型是依靠下述技術(shù)實(shí)現(xiàn)的正極7和負(fù)極8涂布時(shí)，在一個(gè)側(cè)邊分別預(yù)留不涂布正極材料I的正極側(cè)邊2和不涂布負(fù)極材料3的負(fù)極側(cè)邊4，涂布完成后，將正極側(cè)邊2和負(fù)極側(cè)邊4裁剪成長城狀，正極側(cè)邊2和負(fù)極側(cè)邊4未被裁剪掉的部分分別作為正極極耳5和負(fù)極極耳6 ;將裁剪好的正極7、負(fù)極8，按照隔膜9、負(fù)極8、隔膜9、正極7的順序卷繞成電芯，將負(fù)極極耳6折彎后裝入電池外殼12，并與外殼底部10焊接在一起；將電芯與外殼底部10焊接在一起后，將正極極耳5與正極組合蓋帽11通過密封材料13組裝在一起。正極材料I為鈷酸鋰、鈷鎳錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、富鋰錳基材料，負(fù)極材料3為金屬鋰、金屬鈉、金屬鎂、鋅、鎘、金屬合金、碳材料、鈦酸鋰或碳-金屬復(fù)合材料，密封材料13為橡膠、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)。負(fù)極極耳6與外殼底部10的焊接方式為激光焊接或超聲焊接或儲能焊接或交流焊接。本發(fā)明的電池具有較高的比能量和比功率(比能量大于80Wh/kg，最高比功率超過3000W/kg)，具有壽命長(循環(huán)壽命超過1500次)、成本低、免維護(hù)等特點(diǎn)。

圖I正極極片涂布示意圖I.正極材料，2.正極側(cè)邊，7.正極。圖2負(fù)極極片涂布示意圖3.負(fù)極材料，4.負(fù)極側(cè)邊，8.負(fù)極。[0012]圖3正極集流體未涂布正極材料的側(cè)面裁剪后的示意圖I.正極材料，5.正極極耳，7.正極。圖4負(fù)極集流體未涂布負(fù)極材料的側(cè)面裁剪后的示意圖3.負(fù)極材料，6.負(fù)極極耳，8.負(fù)極。圖5、卷繞電芯示意圖5.正極極耳,6.負(fù)極極耳,9.隔膜。圖6高功率圓柱電池示意圖5.正極極耳，6.負(fù)極極耳，7.正極，8.負(fù)極，9.隔膜，10.外殼底部，11.正極組合蓋帽，12.外殼，13.密封材料。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I把改性天然石墨、導(dǎo)電乙炔黑、聚偏二氟乙烯(PVDF)按質(zhì)量比92 4 4的比例混合制成衆(zhòng)料，涂布在負(fù)極集流體銅箔上，經(jīng)干燥、棍壓等工序制成厚85 ii m,寬IOOmm(未涂覆漿料的15mm側(cè)邊裁剪為長城狀，未被裁剪掉的部分作極耳)，長3700mm的負(fù)極；把鈷鎳錳酸鋰、Super P、KS6、PVDF按質(zhì)量比92 2. 5 I. 5 4的比例混合制成漿料，涂布在正極集流體招箔上，經(jīng)干燥、棍壓等工序制成厚140 ii m,寬100mm(未涂覆衆(zhòng)料的15mm側(cè)邊裁剪為長城狀，未被裁剪掉的部分作極耳)，長3600mm的正極，依隔膜、負(fù)極、隔膜、正極的順序卷繞成電芯。把電芯裝入電池殼體，未被裁剪掉的鋁箔、銅箔焊在正極組合蓋帽上和電池底部的外殼上，加入I. OM六氟磷酸鋰(LiPF6)/碳酸丙烯酯(PC) +碳酸乙烯酯(EC)電解液，組裝成圓柱形電池。電池比能量達(dá)到80Wh/kg，比功率達(dá)到3000W/kg。
權(quán)利要求1.一種高功率圓柱電池，其特征是正極(7)和負(fù)極(8)涂布時(shí)，在一個(gè)側(cè)邊分別預(yù)留不涂布正極材料(I)的正極側(cè)邊(2)和不涂布負(fù)極材料(3)的負(fù)極側(cè)邊(4)，涂布完成后，將正極側(cè)邊⑵和負(fù)極側(cè)邊⑷裁剪成長城狀，正極側(cè)邊⑵和負(fù)極側(cè)邊⑷未被裁剪掉的部分分別作為正極極耳(5)和負(fù)極極耳(6);將裁剪好的正極(7)、負(fù)極(8)，按照正極(7)、隔膜(9)、負(fù)極(8)的順序卷繞成電芯，將負(fù)極極耳(6)折彎后裝入電池外殼(12)，并與外殼底部(10)焊接在一起；將電芯與外殼底部(10)焊接在一起后，將正極極耳(5)與正極組合蓋帽(11)通過密封材料(13)組裝在一起。
2.按照權(quán)利要求I所述的高功率圓柱電池，其特征在于正極材料(I)為鈷酸鋰、鈷鎳錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、富鋰錳基材料，負(fù)極材料(3)為金屬鋰、金屬鈉、金屬鎂、鋅、鎘、金屬合金、碳材料、鈦酸鋰或碳-金屬復(fù)合材料，密封材料為橡膠、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚偏二氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯PVDF-HFP。
3.按照權(quán)利要求I所述的高功率圓柱電池，其特征在于負(fù)極極耳(6)與外殼底部(10)的焊接方式為激光焊接或超聲焊接或儲能焊接或交流焊接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電器裝置領(lǐng)域，特別涉及到一種高功率圓柱電池，電池單元由正負(fù)極片及隔膜卷繞而成的電芯，正極蓋帽，電解液和殼體組成。電芯卷繞完成并裝入殼體內(nèi)之后，把未涂布正負(fù)極材料的正負(fù)極側(cè)邊裁剪而成的正負(fù)極極耳，分別焊接在正極組合蓋帽上和殼體底部。此種電池生產(chǎn)工藝簡單、成本低，生產(chǎn)的電池具有較高的比功率和比能量，可以作為各種裝備和交通工具的儲能裝置，以及各類變電站所、醫(yī)院手術(shù)室、核反應(yīng)堆控制、防護(hù)設(shè)施、航天通訊設(shè)施、無線電通訊的不間斷電源、應(yīng)急電源等，具有壽命長、成本低、免維護(hù)等特點(diǎn)。
文檔編號H01M10/04GK202564482SQ20122026287
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者余仲寶, 邱景義, 陳金勝, 楊利軍, 何志遠(yuǎn) 申請人:中國人民解放軍63971部隊(duì), 山西皇城相府中道能源有限公司