[发明专利]一种负极为钢壳的锂离子二次电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于可重复使用的二次电池技术领域，应用于如电动工 具、电动车辆等有高倍率放电需求的装置中的动力锂离子电池，特别 是一种负极为钢壳的锂离子二次电池及其制造方法。

背景技术

锂离子电池是二十世纪九十年代日本SONY公司研制并开始实 现商品化的，它的出现是二次电池发展史上的一次飞跃。锂离子电池 以其重量轻、容量高、工作电压高、使用寿命长以及无污染等特点在 手机、笔记本电脑等3C领域得到迅速发展，其全球销售额已经超过 了镍氢、镍镉电池的总和。

但是，由于锂离子电池采用有机电解质，其大电流放电特性较差， 限制了它在电动工具和电动车辆等领域的应用。因此提高其大电流放 电特性成为了锂离子动力电池能否得到广泛应用的关键。

减少极片厚度是通常改善锂离子电池大电流特性的一种方法，如 吴宇平等(专利：200610029666.5)采用变薄、变长极片的方法提高 电池的动力性能。但是极片厚度太薄会导致非活性物质占用空间增 加，电池容量减少的后果，因此对大电流特性的改善有一定限度，同 时电池极片加工难度也变大了。

一般的传统的集流方式，我们简称为“极耳集流”。如图1所示： 极片3各处的电子最终汇流到极片尾端的负极极耳1上，这样的极片 和隔膜卷绕以后形成电芯，再通过电阻焊接或者激光焊接将负极极耳 1焊接在钢壳底部(我们简称为“焊接方式”)，焊接的焊点的有效面积 为0.2到3mm²。

极耳集流的电池最大可以进行30C放电，而且电压平均低 200mV，说明其放电能力较低5C；极片集流电池具有更高的放电能 力，最大可以进行30-40C放电，具有更高的输出功率，大约为极耳 集流的1.1到1.2倍。

极耳集流的电池放电曲线出现了“S”形状，如其30C的放电曲 线，电压先下降到2.0V又回升到2.3V，这是放电时电池发热明显温 度升高，电解液的离子转移能力和极片的锂离子嵌入脱出能力得到提 高极化减少的结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种负极为钢壳的锂离子二次电池及其制 造方法，主要解决现有极耳集流结构的产品放电能力不足，且放电时 电池发热明显，电池温度升高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种负极为钢壳的锂离子二次电池，其特征在于：电池负极片下 侧边缘保留铜箔外，其余位置均涂敷浆料；正极极片、负极极片和隔 膜卷绕后，使用金属和/或非金属导电胶将铜箔和钢壳的底部连接。

一种上述电池的制造方法，其特征在于它包括如下步骤：

A制作正极；

B制作负极；

C组装电池；

D注液和封口电池。

所述的方法，其特征在于所述步骤A使用磷酸铁锂为正极材料， 将其和聚偏氟乙烯、导电石墨和N-甲级吡咯烷酮混合制作正极浆料， 比例为磷酸铁锂∶聚偏氟乙烯∶导电石墨∶N-甲级吡咯烷酮 ＝100∶1～10∶1～7∶60～200，浆料粘度3000mPa.S，将浆料均匀涂敷在20 微米厚度的铝箔上，单面涂敷的面密度为120g/m²，烘干后滚压达到 1.8～2.5g/cm³的体积密度，裁切成长800mm宽52mm的正极片，并 焊接铝带作为正极集流体。

所述的方法，其特征在于所述的步骤B使用石墨为负极材料， 将其和羧甲基纤维素纳、导电石墨、丁苯胶乳和水混合制作负极浆料， 比例为石墨∶羧甲基纤维素纳∶导电石墨∶丁苯胶乳∶水＝100∶1.2～ 1.8∶1～8∶1.2～6∶100～180，浆料粘度3000mPa.S，将浆料均匀涂敷在 9微米厚度的铜箔上，单面涂敷的面密度为80g/m²，烘干后滚压达到 1.2～1.6g/cm³的体积密度，裁切成长860mm宽54mm的正极片，其 中宽度方向上49mm宽度涂敷浆料，下部5mm不涂布浆料。

所述的方法，其特征在于所述的步骤C采用卷绕的方式将正极   和负极以及隔膜进行卷绕，形成电芯，将电芯底部略整形使其平整， 将配置好的导电胶涂抹在电芯的底部后，将电芯装入钢壳，使用80 度烘干2-12小时。

所述的方法，其特征在于所述步骤C中的胶水导电银胶使用丙 酮或者酒精进行稀释。