[发明专利]一种负压型塑壳球阀锂离子电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体来说是一种大容量锂离子电池的技术开发。

背景技术

目前形势对于锂离子动力电池尽早大量用于车用电源非常企盼，而且共认在目前条件下，锂离子电池是车用电源首选电池。特别在最近十年多时间里，在日本、中国、韩国以及其它国家，倾注大量人力和物力集中开发研究动力型锂离子电池的生产技术，无论在正负极材料，相应电解液配方，生产工艺简化，电池结构改进，样机样车多家反复推出对市场的磨合等等，都为动力型锂电池使用创造良好条件。

众所周知，能源需求猛增，特别是我国已跃居仅次于美国石油消耗大国，石油消耗依赖于进口带来的深层次战略危机，后果不堪设想。车用尾气给城市带来环境污染和对人类伤害也是非常严重，人们对于无污染替代石油的车用新能源要求非常迫切，目前从成本和技术难易程度，锂离子电池作为车用电池也明显优于燃料电池。目前动力型锂离子电池分两类，一类是软包(即铝塑膜外包装)；一类是硬包(即塑壳与金属壳)，软包最大弊病是正负极引出极耳很难承受长期大电流工作要求，散热极差，也直接影响极耳处热封质量，常常在此处开焊漏液。硬包中塑壳和金属壳结构，在电池结构中易生成干区，干区一旦形成，电芯就局部过热，使电芯中吸附电液气化，造成电池内压增高，安全阀动作，电池往外排气，排气中又夹带着大量电液喷出，污染电池周围环境暂且不说，电池安全处于极端危险状态，其寿命难以提高。

另外不论是软包或硬包，常用极耳极柱材料，正极为铝材，负极用较贵的紫铜和镍材，成本过高，容易造成资源浪费，因而开发一种新型的安全性能好、寿命长且生产成本低的锂里子电池是本发明的所目的所在。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、构思巧妙、安全性能好、寿命长且生产成本低的锂离子电池。

本发明构思可由以下技术方案来实现：

一种负压型塑壳球阀锂离子电池，包括壳体(1)及壳体内的电芯(2)，壳体上设有极耳(3)，所述的壳体上还设置具有减压排气作用且带压紧环(5)的球阀(4)，极耳(3)为铝或铝合金材料的极耳，壳体与极耳共同注塑成形为一整体。

所述的电芯(2)由正极板、负极板及正负极反间的隔膜组成，正极板为铝箔片及其表面涂覆有LiFePO₄与LiMn₂O₄的混合材料层组成，负极板为铜箔片及其表面涂覆有石墨层组成。

一种负压型塑壳球阀锂离子电池的制造方法，该制造方法包括以下步骤：

a、准备电芯的材料；

b、将正极浆料涂布于铝箔上制作成正极；

c、将负极浆料涂布于铜箔上制作成负极；

d、分别将正极、负极进行烘干、滚压、刀模冲片工序；

e、通过叠片机将正极、负极及隔膜进行叠片，叠片后采用聚酰亚胺胶带包扎；

f、将包扎后的电芯叠片进行正负极冲孔，冲孔后的电芯叠片与盖板的正负极柱相铆接；

g、将铆接好的电芯叠片干燥除水分，然后装进壳体内并密封；

h、在真空状态下注入电池电解液；

i、充电放电化成；

j、常温贮存；

k、将电池电芯抽至负压状态；

l、组装出厂。

在步骤b中，所述的正极浆料为LiFePO₄与LiMn₂O₄的混合浆料，二者比例在7∶3至8∶2之间，该铝箔的厚度在20～30μm间。

在步骤c中，所述的负极浆料为石墨，其粒度大小为28μm，该铜箔的厚度在10～12μm间。

在步骤h中，所述的电池电解液为碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯及碳酸二甲酯的混和物，其比例为1∶1∶1，注液量为4.5g/AH。

在步骤i中，电池在0.2C状态下充电、在0.5C状态下放电的条件来进行化成。

在步骤k中，所述的电池电芯抽至的负压为-0.2Mpa。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

本发明锂离子电池的制造方法比现有电池制造工作较为简化，生产成本低，利用本制造方法所制造得的锂离子电池具有以下五点优点：

1、借用软包负压原理，成功地用于塑壳硬包电池结构上，实验证明使用负压0.2Mpa可以使电芯的特性得到了极大改善，不仅减少了极易燃烧流动的有机电解液，降低成本，减少了电芯内阻，均匀了电芯工作温度，防止废气产生，根除了电芯干区产生，省掉了复杂的不稳定的使电池极易失效的安全阀结构。