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一種長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰離子電池的制作方法

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一種長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰離子電池的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及儲(chǔ)能裝置領(lǐng)域,尤其涉及一種長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰離子電池。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移 動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時(shí),Li+從正極脫 嵌,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。電池一般采用含有鋰元素的 材料作為電極,是現(xiàn)代高性能電池的代表。
[0005] 縱觀電池發(fā)展的歷史,可以看出當(dāng)前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個(gè)特點(diǎn),一是綠色環(huán) 保電池迅猛發(fā)展,包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等;二是一次電池向蓄電池轉(zhuǎn)化,這符合可 持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略;三是電池進(jìn)一步向小、輕、薄方向發(fā)展。在商品化的可充電池中,鋰離子電池 的比能量最高,特別是聚合物鋰離子電池,可以實(shí)現(xiàn)可充電池的薄形化。正因?yàn)殇囯x子電池 的體積比能量和質(zhì)量比能量高,可充且無(wú)污染,具備當(dāng)前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點(diǎn),因此在 發(fā)達(dá)國(guó)家中有較快的增長(zhǎng)。電信、信息市場(chǎng)的發(fā)展,特別是移動(dòng)電話和筆記本電腦的大量使 用,給鋰離子電池帶來(lái)了市場(chǎng)機(jī)遇。而鋰離子電池中的聚合物鋰離子電池以其在安全性的 獨(dú)特優(yōu)勢(shì),將逐步取代液體電解質(zhì)鋰離子電池,而成為鋰離子電池的主流。聚合物鋰離子電 池被譽(yù)為"21世紀(jì)的電池",將開(kāi)辟蓄電池的新時(shí)代,發(fā)展前景十分樂(lè)觀。
[0006] 鋰電池的非正常失效或者循環(huán)壽命縮短,其中一個(gè)主要因素是電解液的干涸。對(duì) 于普通的圓柱型電池,其卷繞性電芯結(jié)構(gòu)一般由電芯本體和中心管芯組成,現(xiàn)有的普通管 芯僅僅起到支撐作用,防止電芯在充放電過(guò)程中發(fā)生變形,但因?yàn)榫硇緝?nèi)部張力較大,電芯 內(nèi)層吸液及老化時(shí)間較長(zhǎng),而且在電池運(yùn)行過(guò)程中特別是在高倍率運(yùn)行過(guò)程中,電芯內(nèi)層 及外層的溫度場(chǎng)的差異會(huì)造成電池電化學(xué)反應(yīng)的不均衡性,從而使電解液分解速度不一 致,造成了電池因缺少電解液或者內(nèi)部反應(yīng)不均衡局部失效造成的循環(huán)壽命較短的現(xiàn)象。
[0007] 普通管芯一般為鋁合金金屬管或PP,PE塑料管,管壁上無(wú)開(kāi)孔設(shè)置,正常情況下 在注液的過(guò)程中靠近芯棒部位的電解液吸液相對(duì)速度較慢,此外,在電池充放電過(guò)程中發(fā) 生電化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候,溫度越高極化電位越小,當(dāng)電池在高倍率充放電時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí), 因?yàn)閮?nèi)外層溫差較大,電芯內(nèi)層電化學(xué)反應(yīng)較劇烈,甚至?xí)斐删植侩娊庖悍纸庥绊懥穗?池的性能,降低了電池的循環(huán)壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種提高了電池的循環(huán)壽命,還提高了電池生產(chǎn) 的一致性,降低了因電池生產(chǎn)中因電解液吸收不充分造成的容量和內(nèi)阻等性能的不一致 性,有效延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命技術(shù)方案: 一種長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰離子電池,主體為電池本體,包括電池外殼,電解液及卷繞電芯,卷 繞電芯由電芯本體和中心管芯組成,電芯本體軸向中心設(shè)有通孔,中心管芯置于通孔內(nèi),中 心管芯為圓柱體空心圓管,中心管芯表面設(shè)有若干通透的圓孔,圓孔面積分布占中心管芯 圓柱表面積的1/4~1/2。
[0009] 進(jìn)一步的,電池外殼中間位置設(shè)置有單向排氣閥,單向排氣閥與電池外殼活動(dòng)連 接,單向排氣閥與電池外殼之間設(shè)有密封圈。
[0010] 進(jìn)一步的,電池內(nèi)部電解液量為電解液所需飽和量的105~150%。
[0011] 進(jìn)一步的,電池本體為任何一種內(nèi)部具有卷繞電芯的電池形式。
[0012] 本發(fā)明的有益效果在于: (1)本發(fā)明中心管芯表面設(shè)有若干通透的圓孔,電池內(nèi)部靠近中心管芯的部位也能較 好的儲(chǔ)存電解液,從而使電解液的供給更為方便,降低了因電池生產(chǎn)中因電解液吸收不充 分造成的容量和內(nèi)阻等性能的不一致性。
[0013] (2)本發(fā)明的電池上安裝了單向安全閥,利用了多孔中心管的專(zhuān)利構(gòu)造,通過(guò)電解 液過(guò)量設(shè)置來(lái)進(jìn)行電解液流通以及熱量交換,使內(nèi)部的電解液和熱量更容易傳輸,從而使 電池的循環(huán)壽命提商了 30%左右。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為本發(fā)明電芯本體結(jié)構(gòu)示意圖; 圖3為本發(fā)明中心管芯結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 為使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的 實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0016] 如圖1~3所示,本發(fā)明的主體為電池本體1,包括電池外殼2,電解液3及卷繞電芯 4,卷繞電芯4由電芯本體4a和中心管芯4b組成,電芯本體4a軸向中心設(shè)有通孔5,中心管 芯4b置于通孔5內(nèi),中心管芯4b為圓柱體空心圓管,中心管芯4b表面設(shè)有若干通透的圓 孔6,圓孔6面積分布占中心管芯4b圓柱表面積的1/4~1/2。
[0017] 電池外殼2中間位置設(shè)置有單向排氣閥7,單向排氣閥7與電池外殼1活動(dòng)連接, 單向排氣閥7與電池外殼1之間設(shè)有密封圈8。利用了卷繞電芯4的專(zhuān)利構(gòu)造,通過(guò)電解液 3過(guò)量設(shè)置來(lái)進(jìn)行電解液3流通以及熱量交換,使內(nèi)部的電解液3和熱量更容易傳輸,從而 使電池的循環(huán)壽命提商了 30%左右。
[0018] 實(shí)施例1 應(yīng)用普通卷繞電芯,以圓柱型磷酸鐵鋰電池為例,正極是磷酸鐵鋰材料,負(fù)極為石墨 材料,電池型號(hào)為40150,容量為20AH,電極配方如表1所示:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種長(zhǎng)循環(huán)壽命裡離子電池,主體為電池本體,包括電池外殼,電解液及卷繞電芯, 其特征在于;所述卷繞電芯由電芯本體和中也管芯組成; 所述電芯本體軸向中也設(shè)有通孔,中也管芯置于通孔內(nèi); 所述中也管芯為圓柱體空也圓管,中也管芯表面設(shè)有若干通透的圓孔,圓孔面積分布 占中也管芯圓柱表面積的1/4~1/2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種長(zhǎng)循環(huán)壽命裡離子電池,其特征在于:所述電池外殼中間 位置設(shè)置有單向排氣閥;所述單向排氣閥與電池外殼活動(dòng)連接,單向排氣閥與電池外殼之 間設(shè)有密封圈。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種長(zhǎng)循環(huán)壽命裡離子電池,其特征在于:所述電池內(nèi)部電解 液量為電解液所需飽和量的105~150%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種長(zhǎng)循環(huán)壽命裡離子電池,其特征在于:所述電池本體為任 何一種內(nèi)部具有卷繞電芯的電池形式。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰離子電池,主體為電池本體,包括電池外殼,電解液及卷繞電芯,卷繞電芯由電芯本體和中心管芯組成,電芯本體軸向中心設(shè)有通孔,中心管芯置于通孔內(nèi),中心管芯為圓柱體空心圓管,中心管芯表面設(shè)有若干通透的圓孔。本發(fā)明中心管芯表面設(shè)有若干通透的圓孔,電池內(nèi)部靠近中心管芯的部位也能較好的儲(chǔ)存電解液,從而使電解液的供給更為方便,降低了因電池生產(chǎn)中因電解液吸收不充分造成的容量和內(nèi)阻等性能的不一致性。電池上安裝了單向安全閥,利用了多孔中心管的專(zhuān)利構(gòu)造,通過(guò)電解液過(guò)量設(shè)置來(lái)進(jìn)行電解液流通以及熱量交換,使內(nèi)部的電解液和熱量更容易傳輸,從而使電池的循環(huán)壽命提高了30%左右。
【IPC分類(lèi)】H01M10-0525, H01M2-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104681761
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510049701
【發(fā)明人】靳承鈾, 薛馳, 趙映軍, 繆永華
【申請(qǐng)人】中天儲(chǔ)能科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日
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