專利名稱：一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合包裝的圓柱型鋰離子蓄電池，屬鋰離子電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，人們對電池的使用壽命和安全性能提出了更高 的要求。鋁塑膜軟包裝電池是目前安全性能較好的一種電池，但軟包裝鋰離子蓄 電池多為方形結(jié)構(gòu)，雖然能充分利用空間，但是電芯中正、負極片間的距離容易 發(fā)生變化而造成電池性能迅速惡化，從而使電池失效。相比較，圓柱型電池要好 很多。
目前的鋰離子蓄電池一般采用剛性殼體或柔性殼體封裝，剛性殼體一般用金 屬材料，如不銹鋼或鋁合金，也可以用高強度的工程塑料，它的特點強度高，但 重量較大，尤其是安全性能不好，當用戶在使用過程中出現(xiàn)短路、過充、過放等 情況時，電池內(nèi)部的物質(zhì)如電解液等會分解、產(chǎn)生氣體。隨著氣體的壓力升高， 會使電池殼體膨脹、變形，嚴重時，會使電池殼體爆裂。柔性殼體采用鋁塑膜封 裝，它的特點材料成本低、重量輕、殼體尺寸可靈活改變，生產(chǎn)速度快，而且安 全性好，但電池外觀欠佳，尤其是圓柱形的軟包裝電池，外觀更差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，正是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，結(jié)合兩種包裝的優(yōu)點 而發(fā)明的一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池，一方面可提高電池使用壽命和可靠 性；另一方面可以改善電池外觀并提高電池的安全性能，保證電池的安全使用， 避免安全事故的發(fā)生。
本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)的一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池，它包括電池殼體、電池芯、正極端蓋和 負極端蓋，其中電池芯由隔膜、負極極片、隔膜和正極極片疊加在一起，巻繞成 圓柱形電極巻芯，外面再用膠帶固定而成的。
其中，電池殼體由鋁塑復(fù)合膜制成；正極端蓋和負極端蓋由高強度工程塑料 制成；電池形狀為圓柱形。
殼體內(nèi)所述電池芯為圓柱型。
電池正極極耳、電池負極極耳分別與正極極柱、負極極柱用螺絲固定牢固， 并分別通過正極端蓋和負極端蓋引出。
此外，在正極端蓋或負極端蓋上留有注液孔。 該混合包裝的圓柱型鋰離子電池具體制作方法如下
1、 將2條正極極耳分別焊接在正極極片長度方向的1/4和'3/4處，并與極 片的長度方向垂直，其中極耳相對于極片長出3cm，從正極片同一側(cè)伸出；負極 極耳在負極極片上焊接的位置和正極極片的相同，只是長出的部分是從相反的方 向伸出。依次將隔膜、負極極片、隔膜和正極極片疊加在一起，巻繞成圓柱形電 極巻芯，外面用膠帶固定，即^電池芯；
2、 將鋁塑復(fù)合膜裁成長方形片狀，其長度與電池芯的長度相同，寬度比圓 柱型電池芯的周長長10 20mm，沿著短邊中線對折，將膠帶固定的電池芯放入 對折好的鋁塑膜中，捏緊封邊，封邊寬度約為10 20mm，再轉(zhuǎn)動電池芯使兩端 的正、負極耳平面與封邊垂直；
3、 將電池正極極耳與正極極柱相連接，電池負極極耳與負極極柱相連接， 并用螺釘固定牢固，并分別通過正極端蓋和負極端蓋引出，其中正極端蓋和負極 端蓋均由高強度工程塑料制成；
4、 將殼體鋁塑復(fù)合膜兩端分別與正極端蓋和負極端蓋熱封；
5、 通過正極端蓋上的注液管注入電解液，經(jīng)充電、放電進行化成；
6、 最后電池抽真空，封注液管，制成圓柱軟包裝鋰離子蓄電池。 采取上述技術(shù)方案使本發(fā)明技術(shù)與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點及效果
(a)該電池采用圓柱形的結(jié)構(gòu)，正極極片、負極極片和隔膜通過巻繞方式 制成電池芯，將鋁塑膜包裝膜制成圓筒，再把電池芯封裝在鋁塑膜圓筒中，這樣 鋁塑膜可以牢固地固定電池芯，使電池芯內(nèi)部正、負極緊密的接觸，即使發(fā)生漏
4氣，也不會使電池的性能很快衰減而失效，因此提高了電池的使用壽命和可靠性。 (b)電池殼體為鋁塑復(fù)合膜，正負極端蓋為高強度工程塑料，兩種材質(zhì)類 似的材料密封性能良好。與整體采用鋁塑膜包裝電池相比，電池>卜觀有很大改善， 與整體采用剛性材料包裝電池相比，電池安全性能有很大提高，當電池內(nèi)部或外 部短路或由于過充電，導(dǎo)致電池殼體內(nèi)壓迅速上升時，該殼體鋁塑膜就會及時破 裂，電池殼體內(nèi)的氣體可以迅速排出殼體，避免電池發(fā)生爆炸危險。
圖l混合包裝圓柱型鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖
圖2圖1的側(cè)視圖
圖3巻繞式電芯的展開圖
圖4由鋁塑復(fù)合膜熱封而成的殼體
圖5正極端蓋的半剖面?zhèn)纫晥D和俯視圖
圖6正極極柱的俯視圖和半剖面?zhèn)纫暦糯髨D
圖中，1、為正極端蓋，l'、負極端蓋，2、正極極柱，2'、負極極柱， 3、正極極耳，3'、負極極耳，4、殼體，5、電池芯，6、隔膜， 7、正極極片，8、負極極片，9、注液管
具體實施方式
實施例l
采用LiCo02為正極材料，將正極材料首先與炭黑(SP)、聚偏二氟乙烯(PVDF) 及N-甲基-2吡咯-烷酮(NMP)按一定比例混合、攪拌，均勻涂敷在鋁箔上，經(jīng) 過烘干、碾壓、剪裁等工藝制成面密度為400-500g/m2的正極極片，其料區(qū)尺寸 為170mmx900mm。再以同樣的工藝將石墨負極材料制成面密度為200-300g/tf的 負極極片，料區(qū)尺寸為175咖xl000mm。
在正極極片(7)、負極極片(8)長度方向的1/4和3/4之處，分別焊接兩 條正極極耳(3)和兩條負極極耳(3')，正極極耳(3)和負極極耳(3')的長 度相對于各自的極片長出3cm,并從極片的一側(cè)伸出，但正極極耳(3)與負極極耳(3')從極片上伸出的方向相反。然后依次將隔膜(6)、負極極片(8)、隔 膜(6)和正極極片(7)疊加在一起，巻繞成圓柱形電極芯(5)，再將伸出在巻 芯的兩端的正、負極耳(3， 3')用螺栓分別固定在兩端的正、負極極柱(2、 2') 上。
將鋁塑復(fù)合膜裁成長方形片狀，沿著短邊中線對折，封邊，封邊寬度為10mm， 制成圓柱筒形，再將固定膠帶的電極芯裝入圓柱筒中，再將殼體(4)鋁塑復(fù)合膜 與由高強度工程塑料制成的正、負極端蓋(l、 T )熱封，然后通過正極端蓋(1) 上的注液管(9)注入電解液，經(jīng)充電、放電進行化成，最后電池抽真空，封注 液管(9)，制成8Ah混合包裝圓柱形鋰離子蓄電池。
實施例2
采用LiMnA為正極材料，將正極材料首先與炭黑(SP)、聚偏二氟乙烯(PVDF) 及N-甲基-2吡咯-烷酮(蘭P)按一定比例混合、攪拌，均勻涂敷在鋁箔上，經(jīng) 過烘干、碾壓、剪裁等工藝制成面密度為400-500g/m2的正極極片，其料區(qū)尺寸 為550X700mm。再以同樣的工藝將石墨負極材料制成面密度為200-300g/i^負極 極片，料區(qū)尺寸為555X1000mm。
在正極極片(7)、負極極片(8)長度方向的1/4和3/4之處，分別焊接兩 條正極極耳(3)和兩條負極極耳(3')，正極極耳(3)和負極極耳(3')的長 度相對于各自的極片長出3cm，并從極片的一側(cè)伸出，但正極極耳(3)與負極 極耳(3')從極片上伸出的方向相反。然后依次將隔膜(6)、負極極片(8)、隔 膜(6)和正極極片(7)疊加在一起，巻繞成圓柱形龜極巻芯(5)，再將伸出巻 芯的兩端的正、負極極耳(3， 3')分別用螺栓固定在兩端的正、負極極柱(2、 2')上。
將鋁塑復(fù)合膜裁成長方形片狀，沿著短邊中線對折，封邊，封邊寬度為12mm，. 制成圓柱倚形，再將固定膠帶的電極巻芯裝入圓柱筒中，再將殼體(4)鋁塑復(fù) 合膜與正、負極端蓋(l、 1')熱封，然后通過負極端蓋(l')上的注液管(9) 注入電解液，經(jīng)充電、放電進行化成，最后電池抽真空，封注液管(9)，制成 16M混合包裝圓柱形鋰離子蓄電池。
權(quán)利要求
1、一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，它包括電池殼體(4)、電池芯(5)、正極端蓋(1)和負極端蓋(1′)，其中電池芯(5)由隔膜(6)、負極極片(8)、隔膜(6)和正極極片(7)疊加在一起，卷繞成圓柱形電極卷芯，外面再用膠帶固定而成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，電池殼體(4)由鋁塑復(fù)合膜制成，正極端蓋(i)和負極f蓋(r)由高強度工程塑料制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，殼體內(nèi)電池芯(5)為圓柱型。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，電池正極極耳G)、電池負極極耳(3')分別與正極極柱(2)、負極極柱(2')用螺絲固定牢固，并分別通過正極端蓋(i)和負極端蓋(r)引出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，正極端蓋(1)或負極端蓋(l')上留有注液孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合包裝的圓柱型鋰離子電池，其特征在于電池殼體(4)為鋁塑復(fù)合膜軟包裝圓柱形體；將隔膜(6)、負極極片(8)、隔膜(6)和正極極片(7)疊加一起卷繞成圓柱形電池芯(5)，正、負極極耳(3、3′)分置于電池芯的兩端，分別和正、負極端蓋(1、1′)上的正負極極柱(2、2′)連接，正、負極端蓋(1、1′)材料為高強度工程塑料材料，可以與殼體材料很好的密封。該電池采用混合包裝，不僅具有軟包裝電池安全性能好的優(yōu)點，同時又具有剛性殼體的外形，較為美觀，也利于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。采用圓柱型電芯結(jié)構(gòu)，極片不易松張，即使發(fā)生輕微的漏氣，也不會使電池的性能很快衰減而失效，提高了電池的使用壽命和可靠性的優(yōu)點及效果。
文檔編號H01M10/38GK101504990SQ20091007768
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者魯 其, 吳寧寧, 載 岳, 徐金龍, 王印萍, 雷向利 申請人:中信國安盟固利新能源科技有限公司