[发明专利]一种锂离子电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及采用防火绝缘材料层直接包裹塑胶通框、结构简单、装配快速、容量最大化且安全性能高的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

作为清洁能源的一种，锂离子电池由于其具有电压高，充放电寿命长，对环境污染小和自放电率低等诸多优点，已经被广泛地应用于各类电子产品上，如智能手机，笔记本电脑，数码相机和便捷式小型电器等。

随着人们对电子产品的小型化要求的不断提高，锂离子电池也相应的要求做到薄型化、轻型化，同时做到高能量密度化、高容量化和高安全化。

目前，锂离子电池的包装结构一般包括前盖、后盖、外壳和保护板等，前盖和后盖与电芯之间一般通过粘接连接，或者焊接连接。外壳一般为金属或塑胶材质，外壳与前盖和后盖一般通过粘接或焊接连接，或者采用注塑一体成型的方法。电芯和外壳之间，以及前盖和电芯之间、后盖与电芯之间的空隙填充密封胶，以使电芯不至于晃动。前盖和后盖需要注塑形成一定厚度的边框，以保证强度，造成浪费空间大，能量密度不能提高，不能满足薄型化锂离子电池的需求；而且装配工艺复杂，不利于提高生产效率和降低生产成本。

而且这些外壳均不是防火材料，当电池发生内短路等意外时，容易造成起火或爆炸等危险，安全性能不高。

有鉴于此，确有必要提供采用防火绝缘材料层直接包裹塑胶通框、结构简单、装配快速、容量最大化且安全性能高的锂离子电池及其制备方法。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种采用防火绝缘材料层直接包裹塑胶通框、结构简单、装配快速、容量最大化且安全性能高的锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明所采用如下技术方案：

一种锂离子电池，包括电芯、位于电芯前端的保护板，以及框设于所述电芯外围的塑胶通框，所述塑胶通框外包裹有防火绝缘材料层。使用防火绝缘材料层可以提高防火性能，防火等级可以达到VTM-0(UL94塑料防火等级评定系统中的最高等级)，进而提高安全性能。而且塑胶通框的厚度方向上与电芯的厚度一致，使电芯可以更多利用厚度空间，增大电芯的容量，而且结构简单，可以满足目前市场的需求。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述防火绝缘材料为酚醛树脂、芳纶纤维、聚碳酸酯塑料或聚氨酯。这些材料不仅具有良好的防火性能，而且质量轻，同时还具有一定的硬度，可以起到保护电芯的作用。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述防火绝缘材料层的厚度为0.01-0.09mm。这是因为，同等电池尺寸，超簿的包裹材料使电芯可以利用更多空间，增大电芯的容量。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电芯和保护板之间设有第一绝缘纸。

作为本发明锂离子电池的一种改进所述电芯与保护板通过点焊连接。

作为本发明锂离子电池的一种改进所述保护板外包裹有第二绝缘纸。保护板在内部采用绝缘纸全部包裹，使电池的安全系数更高。

作为本发明锂离子电池的一种改进所述防火绝缘材料层外贴有防火标签。

作为本发明锂离子电池的一种改进所述电芯为四个。四个电芯对称放置，保护板可以设计至最小尺寸，节约设计空间，可加大电芯的容量。

相对于现有技术，本发明至少具有如下优点：

第一，防火绝缘材料可直接粘合在电芯和塑胶通框表面，无需其他零件固定包裹电芯材料，节约成本与人工，可实现机械全自动批量制造；

第二，塑胶通框使电芯可以利用更多厚度空间，使得电池容量最大化，续航时间更长；

第三，防火绝缘材料使用UL认证的防火材料，防火等级可以达到VTM-0(UL94塑料防火等级评定系统中的最高等级)，进而提高安全性能；

第四，防火绝缘材料直接包裹塑胶通框使整个产品成为一个整体，结构强度增强，提高产品安全系数；

第五，电芯为对称放置，保护板可以设计至最小尺寸，节约设计空间，可加大电芯的容量。

本发明的另一个目的在于提供一种锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将第一绝缘纸贴在电芯前端，将电芯点焊在保护板上，再用第二绝缘纸包裹保护板；

第二步，把电芯和保护板装入塑胶通框中，用防火绝缘材料包裹塑胶通框，形成防火绝缘材料层，电芯和防火绝缘材料层之间采用粘接连接，并在防火绝缘材料层上粘贴防火标签，完成电池的组装。