[发明专利]一种圆柱形软包装钛酸锂电池

说明书

技术领域

本发明属于锂电池领域，具体涉及一种圆柱形软包装钛酸锂电池。

背景技术

世界能源与环保形势日趋紧张，电池作为动力能源越来越受到人们的青睐。锂离子电池由于其能量密度高，体积小，重量轻，环保无污染，无记忆效应等显著优点逐步成为能源领域的首选。目前正在推行的经济政策中，新能源汽车采用的能源供应系统之一就是锂离子电池模块，锂离子电池的发展在能源领域的重要性越来越凸显。

 钛酸锂作为一种锂离子电池负极材料，相比较于传统的石墨类碳负极，具有很多优点：循环性能优异，石墨类负极循环次数在300-2000次左右，而钛酸锂负极的循环寿命在2万次以上，这主要是由于钛酸锂充电前后晶胞大小几乎无变化，是一种零应变材料；可快充，钛酸锂属于尖晶石结构，具有三位的锂离子通道，锂离子扩散速度快，在10-8～10-9cm2/s之间，比石墨高1～2个数量级；高安全，钛酸锂的嵌锂电位在1.55V左右，远高于锂枝晶析出电位，无析锂风险，同时钛酸锂作为一种过渡金属氧化物，其热稳定性远高于石墨类负极。由于钛酸锂具有众多的优点，因此成为了当前锂离子电池研究中的热点。

在钛酸锂应用过程中，人们普遍发现，钛酸锂电池在高温环境下存在严重的胀气问题，这极大制约了钛酸锂的大规模推广和应用。为了解决这一问题，通常采用材料包覆、电解液配方改善、工艺优化等方法，但这些措施还是很难彻底解决胀气问题。

例如申请号为201210120193.5的发明专利公开了一种方形锂电池，一种方形锂电池，包括两端具有敞口的筒状壳体和设于壳体内的正负极极片、隔膜和电解液，极片上设有极耳，所述的极耳与一电极引出结构连接，筒状壳体的敞口处设有用于封闭该敞口的盖板，盖板上具有用于供电极引出结构穿出的通孔，且在盖板上设有注液孔；电极引出结构包括一呈圆柱状的电极柱，该电极柱的内端具有用于增大与极耳的连接面积的连接部，该电极柱，穿出盖板，的一端套设有锁紧螺母，在该锁紧螺母的作用下电极柱与盖板固连；壳体内还设有用于对该电极柱起支撑作用的支撑件；连接部呈条形且与电极柱垂直设置，极耳与该条形连接部横向连接，支撑件位于连接部与盖板之间，支撑件的一侧抵靠在该连接部上，其另一侧抵靠在盖板上。

钛酸锂的胀气问题限制了在软包装电池中的应用，但软包装电池具有安全性好、电池形状可根据需要任意设计等优点，也成为了锂离子电池发展的趋势。软包装电池中，电池一旦胀气，正负极极片之间出现空隙，电池发生变形，内阻增大，界面变差；同时胀气消耗大量的电解液，导致离子通道阻断，电池容量，循环性能等急剧恶化。

因此针对软包装钛酸锂电池的胀气问题，非常有必要另辟蹊径，采用全新的方法去克服这一难题。

发明内容

本发明为了解决现有钛酸锂电池因胀气带来的问题，而提供一种圆柱形软包装钛酸锂电池，解决了现有软包装钛酸锂电池胀气的问题；同时能够对电解液进行补充，进而可以消除因为胀气导致的电解液不足，离子通道阻断等问题，从根本上消除胀气的负面影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种圆柱形软包装钛酸锂电池，其特征在于，包括由正、负极片与隔膜一起卷绕成的圆柱形卷芯，圆柱形卷芯封装在铝塑包装膜中；所述铝塑包装膜内还设有用于泄压和储液的储液腔，所述储液腔与圆柱形卷芯之间设有封装层。

进一步地，所述铝塑包装膜设有用于隔绝锂电池内部和外部的上顶封位、下顶封位和左侧封位；所述封装层的封装强度小于上顶封位、下顶封位和左侧封位的封装强度。

进一步地，所述正极片连接有正极耳，负极片连接有负极耳，正极耳和负极耳分别位于圆柱形卷芯的上下两端。

进一步地，所述储液腔内有与圆柱形卷芯相同的电解液。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的圆柱形软包装钛酸锂电池，包括由正、负极片与隔膜一起卷绕成的圆柱形卷芯，圆柱形卷芯封装在铝塑包装膜中；铝塑包装膜内还设有用于泄压和储液的储液腔，储液腔与圆柱形卷芯之间设有封装层。当电池胀气时，气体从极片之间逸出，卷芯本身不会变形。而现有的方形卷芯当电池胀气时，卷芯会严重变形引起界面变差。通过圆柱形卷芯，首先可以克服因胀气带来的卷芯变形和界面变差的问题。

当锂电池胀气达到一定程度后，圆柱形卷芯与储液腔之间的封装层破裂，完成锂电池的泄压和补液工作。经过试验表面当锂电池胀气后，电解液不足、锂电池存在内阻增大、电池容量快速下降、离子通道阻断等问题。当对锂电池进行泄压和补液后，这些问题都能够得到解决，从而从根本上消除了锂电池胀气带来的负面影响。