專利名稱：一種充氮式鋰離子動力電池的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種充氮式鋰離子動力電池。
背景技術：
傳統(tǒng)鋰離子動力電池的制作工藝極易使正極微型顆粒材料吸附有害氣體氧氣和 少量水氣，并且在本身催化下，氧氣和水與脂類電液生成不可逆的乙烯等有害氣體，它不僅 消耗電液而且這種氣體集中后形成可怕干區(qū)，這種干區(qū)若在負極板上形成，造成局部過熱， 負極極易自燃，使電池發(fā)生爆炸。
發(fā)明內容為克服傳統(tǒng)鋰離子電池正極微顆粒材料吸附有害氣體而導致負極過熱而極易自 燃的缺陷，本實用新型提供一種充氮式鋰離子動力電池。本實用新型的充氮式鋰離子動力電池，其特點是，所述的電池的蓋板與塑殼密封 連接；塑殼內上部1/5左右容量的內部空間作為氮氣室用于填充氮氣，裝配比為0. 88 ；蓋板 的中心位置設置有貫穿蓋板的球閥，球閥的上端設置有壓緊環(huán)；蓋板的左右兩邊分別設置 有貫穿蓋板的負極柱和正極柱，負極柱和正極柱分別與負極板、正極板連接；負極板、正極 板之間設置有隔膜，負極板、正極板分別插入電解液中，電解液填充在塑殼內部4/5左右容 量的內部空間。本實用新型的電池采用PP型厚隔膜疊片塑殼結構，電池內上部的氮氣室內部空 間的1/5，裝配比為0. 88，氮氣室充填氮氣利于電解液的充分吸收浸潤，有利于廢氣排出， 也可以防止電池在充放電中由于體積變化而擠出電液形成局部“干區(qū)”。本實用新型的電池 采用薄電極結構，電池的正極板厚度為0. 10 0. 25mm,負極板厚度為0. 10 0. 20mm,使極 板在膨脹收縮中不致于掉粉而形成微短路，同時也兼顧了高倍率和容量型電池雙重要求。本實用新型的充氮式鋰離子動力電池，可防止和清除鋰電池中的氧氣和水與脂類 電解液生成不可逆的乙烯等有害氣體，同時也避免形成局部“干區(qū)”；另外在極板制備的合 漿設備中加磁環(huán)，可以防止LiFePO4中Fe2+與氧氣生成Fe3+使Li+失去活性，也能夠消除Fe 元素和金屬粉末引起的極板短路和污染，延長極板使用壽命。

圖1是本實用新型的充氮式鋰離子動力電池的結構示意圖。圖中，1.塑殼 2.蓋板 3.負極柱 4.正極柱 5.球閥 6.壓 緊環(huán) 7.負極板 8.電解液 9.正極板。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型的充氮式鋰離子動力電池的結構示意圖，從圖中可以看出，本實用新型的充氮式鋰離子動力電池的蓋板2與塑殼1密封連接；塑殼1內上部1/5左右容 量的內部空間作為氮氣室用于填充氮氣，裝配比為0. 88，氮氣室充填氮氣；蓋板2的中心位 置設置有貫穿蓋板2的球閥5，球閥5的上端設置有壓緊環(huán)6 ；蓋板2的左右兩邊分別設置 有貫穿蓋板2的負極柱3和正極柱4，負極柱3和正極柱4分別與負極板7、正極板9連接； 負極板7、正極板9之間設置有隔膜，負極板7、正極板9分別插入電解液8中，電解液8填 充在塑殼1內部4/5左右容量的內部空間。所述的電池的正極板9厚度為0. 15mm,負極板7厚度為0. 10mm。所述的電池的負極板7和正極板9制造的合漿設備中設置有磁環(huán)。所述的電池的正極板9采用LiFePCV LiMn2O4, Li2CO3、石墨、導電炭黑五種材料混 合制成。其中五種材料的重量百分比為LiFeP0484%，LiMn2046%, Li2C034%，石墨3%，導電炭 黑3%。裝配鋰離子電池時，鋰電池先抽真空到0. 09mpa，再用高純N2充至常壓；在極板制 備和組裝電池過程中，及時補充氮氣；在99. 9%以上高純氮密封保護狀態(tài)下，進行電池的制備。充氮式鋰離子動力電池的正極板采用LiFeP04、LiMn204、Li2C03、石墨、導電炭黑五 種材料混合制備，彌補了 LiFePCM電壓低、導電差、顆粒太細等缺點，其中LiFePO4重量比在 80%左右，兩種碳的比例不超過10%，不僅能夠使單體平均工作電壓和導電能力有所提高， 而且也能夠增大正極板顆粒度使之吸附氣體的能力下降和排除被吸附氣體的能力增強。電池中的氮氣室采用99. 9%以上的高純氮進行氣體保護代替?zhèn)鹘y(tǒng)的含有O2與少 量H2O氣干燥氣。電池的負極板和正極板要嚴格隔離，防止正極板掉粉造成污染，特別是掉 粉中的鐵離子金屬粉末引起極板的短路。鐵離子一方面直接引起正負極板短路，另一方面 又可以與正極板形成微電池而消耗電解液，具有雙重危害，所以必須清除鐵離子。故在正極 板制備的合漿設備中，增加一個磁環(huán)以消除鐵離子。在電池正極板的制備過程中，漿料在抽真空條件下過濾，清除漿料中的氣泡，防止 極板被氧氣和水污染。正極板需要進行熱處理、清除粉末和毛刺，正極板進行熱處理可以充 分清除水氣，以防止水腐蝕鋁箔，而增大電池內阻。負極板避免反復軋壓，過壓后負極板不 易排氣，在充氮氣的條件下生產極板可以防止極板二次被氧氣和水污染。電池化成時，先充60%的電量，放置三天，使電解液充分吸收，然后再繼續(xù)完成化 成過程。這樣做也比較經濟，不用用大量化成設備。本實用新型的電池采用99.9%以上的高純氮，可以防止氧氣和水與脂類電液反 應，使電池壽命更長更安全。本實用新型的電池中的五種材料的重量百分比也可采用下列參數替代 LiFeP0480%, LiMn2048%, Li2C035%，石墨4%，導電炭黑3%。所述的電池的正極板9厚度也可為 0. 25mm,負極板7厚度也可為0. 20mm。
權利要求一種充氮式鋰離子動力電池，其特征在于所述的電池的蓋板(2)與塑殼(1)密封連接；塑殼(1)內上部1/5左右容量的內部空間用于作為氮氣填充的氮氣室；蓋板(2)的中心位置設置有貫穿蓋板(2)的球閥(5)，球閥(5)的上端設置有壓緊環(huán)(6)；蓋板(2)的左右兩邊分別設置有貫穿蓋板(2)的負極柱(3)和正極柱(4)，負極柱(3)和正極柱(4)分別與負極板(7)、正極板(9)連接；負極板(7)、正極板(9)之間設置有隔膜，負極板(7)、正極板(9)分別插入電解液(8)中，電解液(8)填充在塑殼(1)內部4/5左右容量的內部空間。
2.根據權利要求1所述的充氮式鋰離子動力電池，其特征在于所述的電池的正極板 (9)厚度為0. 10 0. 25mm，負極板(7)厚度為0. 10 0. 20mm。
3.根據權利要求1所述的充氮式鋰離子動力電池，其特征在于所述的電池的負極板 (7 )和正極板(9 )制備的合漿設備中設置有磁環(huán)。
專利摘要本實用新型提供了一種充氮式鋰離子動力電池，所述的電池包括塑殼、蓋板、負極柱、正極柱、球閥、壓緊環(huán)、正極板、負極板和電解液。負極柱、正極柱與蓋板整體注塑，蓋板與塑殼用塑料焊接后達到單體電池密封；所述的電池塑殼采用PP型厚隔膜疊片塑殼結構。本實用新型的充氮式鋰離子動力電池，可防止和清除鋰電池中的O2和H2O與脂類電液生成不可逆的乙烯等有害氣體，造成污染，可以防止LiFePO4中Fe2+與O2生成Fe3+使Li+失去活性，同時也避免形成干區(qū)，使其延長壽命。
文檔編號H01M10/0525GK201725835SQ201020144590
公開日2011年1月26日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權日2010年3月30日
發(fā)明者李淼堯, 黃河清 申請人:四川晨洋科技研究所有限公司