一種改善重物沖擊性能的圓柱形鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種改善重物沖擊性能的圓柱形鋰離子電池，包括：鋼殼、蓋帽和電芯，電芯由隔膜、正極片、負(fù)極片組成，正極片上設(shè)有正極耳，負(fù)極片上設(shè)有負(fù)極耳，電芯的中心設(shè)有中心管，所述的正極片和負(fù)極片的尾部均設(shè)有空箔馬甲結(jié)構(gòu)，并且空箔馬甲的長(zhǎng)度可圍繞卷芯外圈一周；所述的安全閥破裂壓力為1.1?1.5兆帕；所述的中心管為無(wú)縫鋼管。本實(shí)用新型極片添加了空箔馬甲后，降低爆炸的幾率；中心管為無(wú)縫鋼管，增加電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，加快熱量傳導(dǎo)；本實(shí)用新型提高了電池的安全性能，降低電池的爆炸可能性，改善電池的重物沖擊性能。
【專利說明】
-種改善重物沖擊性能的圓柱形裡離子電池
技術(shù)領(lǐng)域 [0001 ] ：
[0002] 本實(shí)用新型設(shè)及一種裡離子電池，特別是設(shè)及一種改善重物沖擊性能的圓柱形裡 離子電池。
【背景技術(shù)】 [0003] ：
[0004] 裡離子電池的安全性能一直都是人們比較關(guān)屯、的問題，近年來(lái)發(fā)生多起裡離子電 池爆炸傷人的事件，不免讓人們對(duì)使用裡離子電池功能設(shè)備產(chǎn)生恐慌。由于圓柱18650電池 體積小，鋼殼硬，能量密度高，爆炸威力大，因此高容量的圓柱18560電池很難通過國(guó)標(biāo)中要 求的重物沖擊測(cè)試過。在傳統(tǒng)圓柱形裡離子電池設(shè)計(jì)中，所使用的電池中屯、管為有縫中屯、 管，干法或普通濕法隔膜，蓋帽的開啟壓力是1.0-1.巧即S，破裂壓力是1.5-2.巧即白。該種 電池的經(jīng)過安全性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該種電池在重物沖擊測(cè)試的情況下很容易發(fā)生爆炸，安全 性能較差。運(yùn)種現(xiàn)象主要是由于隔膜抗拉強(qiáng)度小，重物沖擊后易開裂，導(dǎo)致正負(fù)極片接觸。 隔膜破裂后，正負(fù)極片接觸點(diǎn)為侶錐與負(fù)極涂膜接觸及正極涂膜對(duì)負(fù)極涂膜接觸，其中負(fù) 極涂膜與侶錐接觸時(shí)接觸電阻較小，電流很大，迅速產(chǎn)熱。而蓋帽開啟壓力較大，砸后電池 內(nèi)部短路，迅速發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)氣，蓋帽安全閥還未沖開時(shí)，電池溫度已升至電池?zé)崾?效溫度，進(jìn)而發(fā)生爆炸。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] ：
[0006] 本實(shí)用新型目的就是針對(duì)上述問題，提供一種改善重物沖擊性能的圓柱形裡離子 電池。
[0007] 為了達(dá)到W上目的，本實(shí)用新型采用W下技術(shù)方案：
[000引一種改善重物沖擊性能的圓柱形裡離子電池，包括:鋼殼、蓋帽和電忍，電忍由隔 膜、正極片、負(fù)極片組成，正極片上設(shè)有正極耳，負(fù)極片上設(shè)有負(fù)極耳，電忍的中屯、設(shè)有中屯、 管，蓋帽上設(shè)有安全閥，所述的正極片和負(fù)極片的尾部均設(shè)有空錐馬甲結(jié)構(gòu)，并且空錐馬甲 的長(zhǎng)度可圍繞卷忍外圈一周;所述的安全閥破裂壓力為1.1-1.巧即S;所述的中屯、管為無(wú)縫 鋼管。
[0009] 所述的隔膜為濕法隔膜，且橫向、縱向抗拉強(qiáng)度均大于1600kgf/cm2。
[0010] 所述的正負(fù)極片空錐的長(zhǎng)度為卷忍外圈周長(zhǎng)。
[0011] 所述的空錐馬甲包括正極片尾部的空錐馬甲和負(fù)極片尾部的空錐馬甲，正極片尾 部的空錐馬甲，即尾部正反面未涂覆正極敷料的侶錐；
[0012] 負(fù)極片尾部的空錐馬甲，即尾部正反面未涂覆負(fù)極敷料(石墨）的銅錐。傳統(tǒng)電池 結(jié)構(gòu)中，該處空錐較短；該實(shí)用新型設(shè)計(jì)中，將該處空錐加長(zhǎng)至可圍繞電忍的卷忍外圈一 周，我們稱之為"空錐馬甲結(jié)構(gòu)"。
[0013] 圓柱形裡離子電池改善重物沖擊的原理：當(dāng)重物砸下時(shí)，電池內(nèi)部隔膜易破裂，造 成正負(fù)極片接觸，電池內(nèi)部短路，電流大增，電池內(nèi)部迅速升溫，使得反應(yīng)加速、產(chǎn)氣增多， 蓋帽是唯一可W釋放壓力的出口，當(dāng)電忍內(nèi)壓達(dá)到蓋帽破裂壓力的時(shí)候，安全閥開啟并斷 開開口，釋放內(nèi)壓，降低電池爆炸的威力。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果：由于在極片上設(shè)置了空錐的馬甲結(jié)構(gòu)，極片添加空錐馬 甲后，重物沖擊時(shí)正負(fù)極片接觸點(diǎn)為銅錐與侶錐及正極涂膜對(duì)負(fù)極涂膜，侶錐與銅錐接觸 相當(dāng)于外短路，正負(fù)極涂膜接觸時(shí)接觸電阻很大，遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)的侶錐與負(fù)極涂膜 接觸時(shí)的電阻，所產(chǎn)生的熱量不足W使溫度劇烈上升到足夠引起電池?zé)崾Э?，降低爆炸?幾率；由于中屯、管為無(wú)縫鋼管，可W增加電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，電忍不易砸斷，且可W 加快熱量傳導(dǎo)，起到散熱作用；由于隔膜抗拉強(qiáng)度增大，減少了隔膜破裂、正負(fù)極片接觸短 路面積；由于蓋帽安全閥的破裂壓力降低，蓋帽更易開啟泄壓，大大提高了電池的安全性 能，降低電池的爆炸可能性，改善電池的重物沖擊性能。
[001引【附圖說明】：
[0016] 圖1為本實(shí)用新型的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)展開的示意圖。
[0017] 圖2為電忍展開的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[001引如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括：鋼殼2、蓋帽1和電忍，電忍3由隔膜％、正極片 31、負(fù)極片32,正極片上設(shè)有正極耳311，負(fù)極片上設(shè)有負(fù)極耳321，中屯、設(shè)有中屯、管，蓋帽上 設(shè)有安全閥11，所述的正極片尾部均設(shè)有空錐的馬甲312,負(fù)極片的尾部均設(shè)有負(fù)極馬甲 322,所述的安全閥破裂壓力為1.1-1.巧即白，所述的中屯、管為無(wú)縫鋼管。所述的隔膜為濕法 隔膜，且橫向、縱向抗拉強(qiáng)度均大于1600kgf/cm2。所述的正負(fù)極片空錐的長(zhǎng)度為卷忍外圈 周長(zhǎng)。對(duì)于圓柱18650電池正負(fù)極片空錐的長(zhǎng)度比傳統(tǒng)的長(zhǎng)54毫米。
[0019] 圖2中正極片空錐部分為正極片尾部的空錐馬甲312,即尾部正反面未涂覆正極敷 料的侶錐；圖2中負(fù)極空錐部分為負(fù)極片尾部的空錐馬甲322,即尾部正反面未涂覆負(fù)極敷 料(石墨）的銅錐。傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)中，該處空錐較短;該使用新型設(shè)計(jì)中，將該處空錐加長(zhǎng)至 可圍繞卷忍外圈一周，我們稱之為"空錐馬甲結(jié)構(gòu)"。
[0020] 為進(jìn)一步驗(yàn)證本實(shí)用新型的有效性，我們對(duì)蓋帽的破裂壓力進(jìn)行了測(cè)試，通過打 壓測(cè)試測(cè)出，結(jié)果可直接反應(yīng)出成品電池在不正當(dāng)使用的情況下（如內(nèi)短路、外短路、過充、 重物沖擊）電忍自動(dòng)泄壓功能，傳統(tǒng)蓋帽破裂壓力及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)電池的重物沖擊測(cè)試結(jié)果數(shù) 據(jù)如下所示：
[0021] 為進(jìn)一步驗(yàn)證本實(shí)用新型的有效性，我們對(duì)蓋帽的破裂壓力進(jìn)行了測(cè)試，通過打 壓測(cè)試測(cè)出，結(jié)果可直接反應(yīng)出成品電池在不正當(dāng)使用的情況下（如內(nèi)短路、外短路、過充、 重物沖擊）電忍自動(dòng)泄壓功能，傳統(tǒng)蓋帽破裂壓力及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)電池的重物沖擊測(cè)試結(jié)果數(shù) 據(jù)如下所示：
[0022]
[0023」本買用新型電池乂用的甲必菅是尤縫甲必菅，隔股刃濕巧隔股，甘橫、縱問抗巧強(qiáng) 度均大于1600kgf/cm2，蓋帽破裂壓力為1.1-1.巧即白，同時(shí)采用新型極片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，正負(fù)極 片尾部同時(shí)增加空錐馬甲結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所述隔膜抗拉強(qiáng)度大，測(cè)試時(shí)不易破裂，可有效 減少正負(fù)極片接觸短路的面積，且蓋帽更易破裂，減小爆炸的可能性。此外，新型極片結(jié)構(gòu) 不同于普通極片結(jié)構(gòu)，正負(fù)極極片尾部均留有一段空錐材，空錐材的長(zhǎng)度為卷忍外圈的周 長(zhǎng)。極片添加空錐馬甲后，重物沖擊時(shí)正負(fù)極片接觸點(diǎn)為銅錐與侶錐及正極涂膜對(duì)負(fù)極涂 膜，侶錐與銅錐接觸相當(dāng)于外短路，正負(fù)極涂膜接觸時(shí)接觸電阻很大，遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì) 的侶錐與負(fù)極涂膜接觸時(shí)的電阻，所產(chǎn)生的熱量不足W使溫度劇烈上升到足夠引起電池?zé)?失控，降低爆炸的幾率。同時(shí)，加入中屯、管可W增加電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，電忍不易砸 斷，且可W加快熱量傳導(dǎo)，起到散熱作用。而無(wú)縫中屯、管在重物沖擊后不會(huì)刺穿隔膜，從而 減少電池重物沖擊測(cè)試爆炸的概率，比傳統(tǒng)的有縫中屯、管更安全。
[0024]本實(shí)用新型蓋帽及實(shí)用新型設(shè)計(jì)電池的重物沖擊測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)如下所示：
[0025]
[0〇左u」 C、KA丄女乂1/占 HJ KA巧山,/+、乂用取I里W kl十乂'ISgL口J凹T工化ilii W kl ,化子乂^下山供U k丄、 良率大大降低，由原來(lái)的80%降低到10%。大大改善了電池的重物沖擊性能，提高了電池的安 全性能，降低電池不良安全隱患給使用者帶來(lái)的傷害。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改善重物沖擊性能的圓柱形鋰離子電池，包括:鋼殼(2)、蓋帽（1)和電芯(3)，電 芯由隔膜(34)、正極片(31)、負(fù)極片(32)組成，正極片上設(shè)有正極耳，負(fù)極片上設(shè)有負(fù)極耳， 電芯的中心設(shè)有中心管，蓋帽上設(shè)有安全閥，其特征在于:所述的正極片和負(fù)極片的尾部均 設(shè)有空箱馬甲結(jié)構(gòu)，并且空箱馬甲的長(zhǎng)度可圍繞卷芯外圈一周;所述的安全閥破裂壓力為 1.1-1.5兆帕;所述的中心管為無(wú)縫鋼管。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善重物沖擊性能的圓柱形鋰離子電池，其特征在于:所 述的隔膜為濕法隔膜，且橫向、縱向抗拉強(qiáng)度均大于1600kgf/cm 2。
【文檔編號(hào)】H01M10/058GK205609680SQ201620042202
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日
【發(fā)明人】林俊頗, 林俊仰, 姚卿敏, 程宇超
【申請(qǐng)人】中山天貿(mào)電池有限公司