[发明专利]方形锂离子电池外壳和使用该外壳的方形锂离子动力电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种方形锂离子电池外壳；此外，本发明还涉及使用前述外壳的锂离子动力电池。

背景技术

现有技术中锂离子电池外壳主要有三种形式，金属外壳、塑料外壳和铝塑复合膜外壳，塑料外壳虽然能够耐电解液腐蚀，但容易发生变形，阻燃性差，且散热效果较差；而铝塑复合膜外壳对电池制造过程中的密封性要求高，且容易发生破损，金属壳材料成本和生产成本较高，密封性优良，目前广泛用于锂离子动力电池领域。

中国专利CN201243029Y于2009年05月20日公开了一种锂离子动力电池外壳，外壳本体由内层、中间层和外层构成，内层由耐电解液的聚乙烯PE或聚丙烯PP构成，中间层为金属层，外层由尼龙或聚奈二甲酸乙二醇酯PEN或聚酰胺或聚酰亚胺或聚砜构成，内层、外层通过注塑或热压胶合等方式与金属层粘结形成整体。该结构有效的将金属的刚性与塑料的耐冲击性结合起来，使动力电池的外壳更加合理化，既可以节约生产成本与材料成本，又可以提高电池的质量能量密度。

中国专利CN101047231A于2007年10月03日公开了一种电池外壳、使用该外壳的电池和制造该外壳的方法。该发明公开的一种电池外壳，具有至少一底槽以便于插入到设备中和从设备中抽出，该外壳具有预定空间，其用于容纳电极组件通过外壳的顶部开口，该电极组件包括正极板、负极板和设置在正极板和负极板之间的间隔件。根据该发明，通过直接使该外壳的底面绝缘并形成固定槽以便于插入设备中和从设备中抽出，而不是形成附接在该外壳上的底面以保证外壳底面的绝缘和便于插入设备中和从设备中抽出的底盖，使电池的容量最大化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种密封性好、大电流充放电性能优良并改善安全性能的方形锂离子电池外壳；并提出使用该外壳的方形锂离子动力电池。

为此，本发明提供了一种方形锂离子电池外壳，包括壳盖、壳身和底板，壳身具有用于容纳壳盖的预定空间，壳盖和底板分别与壳身固定连接形成整体，其创新点在于，所述壳盖具有极柱，极柱具有内螺纹和外螺纹。

在一些实施方式中，所述方形锂离子电池外壳的壳盖还包括密封垫、上盖板、绝缘垫、极耳、紧固螺丝及注液口。

在一些实施方式中，所述方形锂离子电池外壳的材质为不锈钢、铝合金、镁合金或钛合金。

在一些实施方式中，所述方形锂离子电池外壳的壳身的长度为10mm至500mm，厚度为5mm至80mm，高度为10mm至500mm。

在一些实施方式中，所述方形锂离子电池外壳的壳盖所用的密封垫和绝缘垫外形可以为方形，圆形等多种形状，材质为聚四氟乙烯、过氟烷基化物及乙烯和四氟乙稀的共聚物。

为了满足密封性及热稳定性的需求，锂离子动力电池采用聚四氟乙烯、过氟烷基化物及乙烯和四氟乙稀的共聚物作为密封垫和绝缘垫的材质，有利于保证电池的化学稳定性及热稳定性。

锂离子动力电池对电池外壳的密封性要求很高，它要求外壳能够经受外界恶劣的环境要求，而采用常见的机械铆合方式制作的电池壳盖密封性较差，所以在电池壳盖的组合及制备过程中，本发明采用螺母紧固密封替代传统的机械铆压方式，从而保证了动力电池的密封性。

在一些实施方式中，所述紧固螺丝形状可以为六角、方形或圆形等多种形状。在电芯与外壳壳盖的连接方式上，采用焊接工艺替代传统的极耳铆接工艺，能够有效的降低电池与壳体之间的接触内阻，从而提高电池的大电流充放电特性。

为了满足本发明对大电流充放电的要求，所述极耳采用的金属厚度为0.1-0.4mm，正极极耳材质为铝金属，负极极耳材质采用铜、镍或铜镍复合金属。

在一些实施方式中，所述极耳与紧固螺丝采用激光焊进行紧固连接，其目的在于，减少极耳与紧固螺丝之间的接触内阻，从而降低极柱的内阻，有效提高锂离子电池的倍率充放电性能。

在一些实施方式中，所述安全阀位于电池壳身的侧面，其特征为安全阀由厚度为10-30um厚的铜箔或铝箔密封组成。

壳身上的安全阀位置应在电池内的空腔位置，以便气流通道顺畅，发生安全问题时它能及时开启。安全阀能够承受的压力为4～8Kg，电池在发生短路或过充等滥用时，电池内部会产生大量的热量，导致电解液分解，从而使电池内部产生较大的压力，当压力大到一定值，壳体会首先从安全阀处泄气，以防止壳体内压力过大造成的爆炸危险。