專利名稱：：一種鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種電池，特別是一種鋰離子電池。'
背景技術(shù)：
：.鋰離子電池在使用過程中，電池電芯膨脹且電池殼體內(nèi)部氣體增加，導(dǎo)致電芯各部分的膨脹幅度不均勻，電池殼體的膨脹變形較大。另外，在電池實際使用過程中，電池極片膨脹導(dǎo)致正、負極間距增加，鋰離子運動距離加大，導(dǎo)致電池循環(huán)性能下降。目前，普通電池的電池殼體內(nèi)壁為平板式結(jié)構(gòu)，具有這種電池殼體的電池在電芯膨脹時極易變形，導(dǎo)致電池的循環(huán)性能下降。現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種方形鋰離子電池殼體，包括兩大面和兩小面，該兩大面和兩小面圍成長方體狀的中空殼體，在兩大面上形成有加強筋，如圖6所示。該加強筋能減小電池殼體的膨脹變形，但設(shè)置加強筋后減小了電池殼體的內(nèi)部空間，會減少電解液的含量，電池的性能下降；且改加強筋為剛性結(jié)構(gòu)，直接抵抗電池膨脹時產(chǎn)生的應(yīng)力，存在安全隱患。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的電芯膨脹導(dǎo)致電池變形、電池性能下降以及安全性差問題。本實用新型提供了一種鋰離子電池，包含電芯、非水電解液、電池殼體和密封電池殼體的蓋板，所述電芯和非水電解液密封在電池殼體和蓋板形成的空間內(nèi)，該電池還包括第一彈性件；第一彈性件設(shè)置在電池殼體與電芯之間；第一彈性件具有彈性，第一彈性件與電池殼體內(nèi)壁之間具有空隙。本實用新型結(jié)構(gòu)的有益效果是第一彈性件可以把電池膨脹過程中的壓力分散到電池殼體的邊緣，使整個電池殼體受到的壓力分布均勻，有效抑制電池殼體局部膨脹變形；且所述第一彈性件在把壓力傳遞到電池殼體邊緣過程中，會將壓力減緩或消除，電池安全性能好；同時，電池殼體會給電芯一個反作用力，使電芯更加緊密，電池在使用過程中正、負極之間保持較短距離；另外第一彈性件與電池殼體內(nèi)壁間具有空隙，可供電解液存放及移動，因而可充分利用電池內(nèi)部空間，提高電池各種性能。下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步詳細的說明圖1是本實用新型具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型具體實施方式的第一彈性件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型具體實施方式的第一彈性件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖1的剖面效果示意圖。圖6是現(xiàn)有電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖。1——電池殼體；2——電芯；3——第一彈性件；4——加強筋；L——第一彈性件與小面的距離；W——外殼寬度。具體實施方式為了使本實用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。一種鋰離子電池，包含電芯、非水電解液、電池殼體和密封電池殼體的蓋板，所述電芯和非水電解液密封在電池殼體和蓋板形成的空間內(nèi)，該電池還包括第一彈性件；第一彈性件設(shè)置在電池殼體與電芯之間；第一彈性件具有彈性，第一彈性件與電池殼體內(nèi)壁之間具有空隙。第一彈性件的橫截面為圓弧狀，例如可以為一體式圓弧或者多個小圓弧拼成的分體結(jié)構(gòu)。綜合考慮第一彈性件的彈性性能和電池殼體內(nèi)部空間的利用，在圓弧對應(yīng)的圓上，該圓弧的圓心角優(yōu)選為6-50°，更優(yōu)選為20-30°。第一彈性件為一類能耐電解液腐蝕且具有彈性的材料，能承受的最大擠壓力為ION。優(yōu)選情況下，第一彈性件可以為塑膠、橡膠、樹脂，更優(yōu)選為橡膠。第一彈性件設(shè)置在電池殼體內(nèi)壁上，結(jié)構(gòu)可為片狀或者薄板狀。優(yōu)選情況下，第一彈性件的厚度為2-5mm。第一彈性件與所述外殼間留有空隙，可以用作非水電解液的存放和移動，使電池內(nèi)部空間得到充分利用，不會影響電池的容量和充放電性能。所述電池殼體為本領(lǐng)域人員所公知的各種電池殼體，例如常用的鋼殼或鋁殼，所述電池殼體可以為各種形狀，例如方形、圓柱形、橢圓形。電池膨脹時，電芯中正、負極片間距增加，電芯會擠壓第一彈性件。第一彈性件把電芯的壓力分散到電池殼體的邊緣，從而使整個電池殼體的壓力分布均勻，防止電池殼體局部膨脹變形。同時，電池殼體會通過第一彈性件給電芯一個反作用力，擠壓電芯使電芯更加緊密，電芯中的正、負極片間距縮小。所述電池還可以包括第二彈性件。第二彈性件的材料與第一彈性件相同，具有彈性。第二彈性件的位置與電池殼體的形狀有關(guān)，例如當電池殼體為方形，包括兩大惻面和兩小側(cè)面，第二彈性件設(shè)置于蓋板與電芯之間，第二彈性件與蓋板內(nèi)壁之間具有空隙；當電池殼體為方形，且包括兩大側(cè)面、兩小側(cè)面和一個底面時，第二彈性件設(shè)置于蓋板下和/或底面上，例如可以設(shè)置在蓋板與電芯之間和/或底面與電芯之間，第二彈性件與蓋板和/或底面之間具有空隙。第二彈性件的橫截面為圓弧狀，例如可以為一體式圓弧或者多個小圓弧拼成的分體結(jié)構(gòu)。在圓弧對應(yīng)的圓上，該圓弧的圓心角優(yōu)選為6-50°，更優(yōu)選為20-30°。電池使用過程中電芯發(fā)生膨脹，擠壓第二彈性件，同時第二彈性件給電芯一個反作用力從而有效防治電池殼體的膨脹變形。以下結(jié)合附圖來對本實用新型作詳細說明。如圖1所示，本實用新型的電池為方形鋰離子二次電池。所述電池包含包括電池殼體l、電芯2、非水電解液和封閉電池殼體l的蓋板。所述電芯2和非水電解液密封在電池殼體1和蓋板形成的空間內(nèi)；該電池還包括第一彈性件3;第一彈性件3設(shè)置在電池殼體1內(nèi)壁上；第一彈性件3與電池殼體1內(nèi)壁之間具有空隙。如圖1所示，第一彈性件3設(shè)置在電池殼體1與電芯2之間。電池殼體1為方形殼體，包括兩大面、兩小面和一個底面，第一彈性件3設(shè)置于方形殼體的兩大面內(nèi)壁上。第一彈性件3為片狀橡膠材料，能承受的最大擠壓力為ION。如圖1所示，第一彈性件3的橫截面為一體式圓弧。第一彈性件3的立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。在該一體式圓弧對應(yīng)的圓上，圓弧對應(yīng)的圓心角為6-50°，優(yōu)選為20-30°。第一彈性件3與電池殼體1之間具有空隙，非水電解液可填充存放及移動，充分利用電池空間。如圖3所示，第一彈性件3的橫截面為多個小圓弧拼成的分體結(jié)構(gòu)。第一彈性件3的立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。在圓弧對應(yīng)的圓上，各個小圓弧的圓心角為6-50°，優(yōu)選為20-30°。第一彈性件3與電池殼體1之間具有空隙，非水電解液可填充存放及移動，充分利用電池空間。如圖5所示，優(yōu)選情況下，第一彈性件3的寬度比電池殼體1的寬度小，使得第一彈性件3與電池殼體1的兩大側(cè)面內(nèi)部的空間和第一彈性件3與電芯2之間的空間連通，非水電解液能夠填充及移動。更優(yōu)選情況下，第一彈性件3到兩小側(cè)面的距離相等，均記為L;外殼1的寬度為W。L與W滿足關(guān)系式0<L/W<0.25。電芯2由正極片、隔膜和負極片組成。所述隔膜為本領(lǐng)域公知的鋰離子電池隔膜。隔膜設(shè)置于正極和負極之間，具有電絕緣性能和液體保持性能。所述隔膜可以選自本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的鋰離子二次電池中所用的各種隔膜，例如聚烯烴微多孔膜、聚乙烯氈、玻璃纖維氈或超細玻璃纖維紙。所述正極片、負極片為本領(lǐng)域公知的負載有活性物質(zhì)的鋰離子電池的正極片、負極片。本實用新型所用一種正極片或負極片由敷料區(qū)和作為極耳的未敷料區(qū)兩部分組成。敷料區(qū)是通過將定量漿料均勻?qū)ΨQ涂布在電極集流體上制得；與集流體長度方向平行的一端預(yù)留或刮出一塊具有一定寬度的未敷料區(qū)域作為極耳，極耳與極片的長度相同。正、負極片的未敷料區(qū)即極耳分別位于敷料區(qū)的相對端，即當正極片的未敷料區(qū)位于正極片的上端時，則負極片未敷料區(qū)位于負極片的下端；當正極片的未敷料區(qū)位于正極片的下端時，則負極片未敷料區(qū)位于負極片的上端。電芯2為疊片式電芯，將正極、隔膜、負極依次間隔層疊形成疊片式電心。將電芯裝入本實用新型所提供的電池殼體組件中，注入非水電解液，通過電池蓋板密封，得到本實用新型所提供的電池。本實用新型中所述的非水電解液以及蓋板的結(jié)構(gòu)或組成及其制備方法等為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，本實用新型對其沒有特別的限定。實施例1本實施例說明本實用新型提供的一種電池殼體組件以及包含所述電池殼體組件的電池。(1)正極片的制備將100重量份商購的LiCo02、5重量份粘結(jié)劑聚偏二氟乙烯(PVDF)、8重量份導(dǎo)電劑乙炔黑加入到80重量份N-甲基吡咯垸酮(NMP)中，然后在真空攪拌機中攪拌形成穩(wěn)定、均一地分散正極材料漿料。將該正極漿料均勻地涂覆在寬為400mm、厚為20um的寬幅鋁箔的兩側(cè)，然后，在10(TC下真空烘干、輥軋，在分切機上分切成正極片。采用2.0MPa的壓力將正極片輥壓，正極片的雙面面密度為14mg/cm2。(2)負極片的制備將100重量份負極活性物質(zhì)天然石墨、4重量份粘結(jié)劑聚四氟乙烯(PTFE)、4重量份導(dǎo)電劑炭黑加入到40重量份二甲亞砜(DMSO)中，再加入0.3重量份分散劑(聚異丁烯丁二酰亞胺聚環(huán)氧乙垸醚二l:1)，然后在真空攪拌機中攪拌形成穩(wěn)定、均一的負極材料漿料。將負極漿料均勻地涂布在寬為425mm、厚為10um的寬幅銅箔上，經(jīng)12(TC烘干、輥軋之后得到寬為400mm、厚為145um的含有負極材料的寬幅銅箔，在分切機上分切成負極片。采用1.5MPa的壓力將負極片進行輥壓。(3)電池的裝配將LiPF6與碳酸乙烯酯(EC)及碳酸二乙酯(DEC)配置成LiPF6濃度為1.0摩爾/升的溶液(EC/DEC的體積比為1:1)，得到非水電解液。將(1)得到的正極片、隔膜，(2)得到的負極片依次用巻繞機層疊巻繞成渦巻狀的電芯。將得到的電芯放入一端開口的方形電池鋼殼中，該方形電池鋼殼的兩個較大的側(cè)面內(nèi)壁設(shè)有第一彈性件，所述第一彈性件的橫截面為一體式圓弧，在圓弧對應(yīng)的圓上，該圓弧的圓心角為25。，第一彈性件與方形電池殼體小面的距離L均為4.0mm，鋼殼的寬度W為40.0mm，LAV-O.l。將上述非水電解液以4.0g/Ah的量加入該電池殼中，通過電池蓋板密封后即得本實用新型的鋰離子二次電池，記為A1。該電池立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。實施例2與實施例1所不同的是第一彈性件的橫截面為多個小圓弧拼成的分體結(jié)構(gòu)，在圓弧各自對應(yīng)的圓上，所有小圓弧的圓心角均為30。，第一彈性件與方形電池殼體小面的距離L為4.8mm，與鋼殼的寬度W為40mm，L/W=0.12。所得到的鋰離子二次電池，記為A2。該電池立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。實施例3與實施例1所不同的是第一彈性件的橫截面為一體式圓弧，在圓弧對應(yīng)的圓上，該圓弧的圓心角為40。，第一彈性件與方形電池殼體小面的距離L為10.0mm，與鋼殼的寬度W為40mm，L/W=0.25。所得到的鋰離子二次電池，記為A3。該電池立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。實施例4與實施例1所不同的是第一彈性件的橫截面為一體式圓弧，在圓弧對應(yīng)的圓上，該圓弧的圓心角為70。，第一彈性件與方形電池殼體小面的距離L為8.0mm，與鋼殼的寬度W為40mm，L/W=0.20。所得到的鋰離子二次電池，記為A4。該電池立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。實施例5與實施例1所不同的是第一彈性件的橫截面為一體式圓弧，在圓弧對應(yīng)的圓上，該圓弧的圓心角為30。，第一彈性件與方形電池殼體小面的距離L為20.0mm，與鋼殼的寬度W為40mm，L/W=0.5。所得到的鋰離子二次電池，記為A5。該電池立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。對比例1與實施例1所不同的是方形電池鋼殼內(nèi)壁沒有第一彈性件。最后得到鋰離子二次電池，記為D1。對比例2與實施例1所不同的是所述方形電池鋼殼較大的兩個側(cè)面內(nèi)壁設(shè)有加強筋。最后得到鋰離子二次電池，記為D2。該電池立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。電池測試(1)電池常溫循環(huán)性能測試將上述A1-A5以及Dl-D2所得的鋰離子電池，以1C恒流恒壓充電充電至4.2V，擱置5分鐘，用1C放電至3.0V，所得容量記為初始容量。再以1C恒流恒壓充電至4.2V，然后以1C過充電1小時，擱置5分鐘，用1C放電至3.0V，重復(fù)以上步驟250次，得到電池250次循環(huán)后1C放電至3.0V的容量，記為剩余容量。剩余容量比=剩余容量/初始容量X100。/c)。測試結(jié)果如表l所示。(2)內(nèi)阻和放電平臺測試采用電池測試內(nèi)阻儀(廣州擎天公司，BS-VR)測量上述Al-A5以及Dl-D2所得的鋰離子電池的首次內(nèi)阻RO和循環(huán)250次后的內(nèi)阻R250;采用廣州藍奇BS9300電池測試柜記錄鋰離子電池的放電中值電壓，記為鋰離子電池的放電平臺，分別測試鋰離子電池的首次放電平臺UO和循環(huán)250次后的放電平臺U250。測試結(jié)果如表2所示。(3)大電流放電倍率測試將上述A1-A5以及D1-D2所得的鋰離子電池(每種條件30支電池，取其平均值)1C(900mA)恒壓充電至4.2V，擱置IO分鐘，然后5C(4500mA)放電至3.0V，記錄此時的放電容量，記為C1;然后以0.2C繼續(xù)放電至3.0V為止，記錄繼續(xù)放電的放電容量，記為C2。放電倍率-Cl/(Cl+C2)X100°/。。測試結(jié)果如表3所示。表l電池常溫循環(huán)性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表2電池內(nèi)阻和放電平臺測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表3大電池放電倍率測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從上表1-3可知，本實用新型提供的電池的常溫循環(huán)性能高、內(nèi)阻增加少、放電平臺高且大電流放電倍率高于現(xiàn)有技術(shù)的各種電池。從A1A5與D2的測試結(jié)果比較可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中在電池殼體內(nèi)部設(shè)置加強筋，雖然能抵擋電池殼體變形，但是由于加強筋的存在，減小了電池殼體的內(nèi)部空間，使得電池的循環(huán)性能以及大電流放電倍率均較低。從A1A3與A4的測試結(jié)果比較還可以看出，采用本實用新型的優(yōu)選情況即所述第一彈性件的橫截面的圓弧的圓心角為6~50°時，電池的常溫循環(huán)性能更好，大電流放電倍率更高。權(quán)利要求1、一種鋰離子電池，包含電芯、非水電解液、電池殼體和密封電池殼體的蓋板，所述電芯和非水電解液密封在電池殼體和蓋板形成的空間內(nèi)，其特征在于還包括第一彈性件；第一彈性件設(shè)置在電池殼體與電芯之間；第一彈性件具有彈性，第一彈性件與電池殼體內(nèi)壁之間具有空隙。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池，其特征在于所述第一彈性件的橫截面為一體式圓弧或多個小圓弧拼成的分體結(jié)構(gòu)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其特征在于在所述圓弧對應(yīng)的圓上，該圓弧的圓心角為6-50°。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池，其特征在于在所述圓弧對應(yīng)的圓上，該圓弧的圓心角為20-30°。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池，其特征在于所述第一彈性件能承受的最大擠壓力為ION。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池，其特征在于所述電池殼體為方形，包括兩大側(cè)面、兩小側(cè)面，第一彈性件設(shè)置于電池殼體的兩大側(cè)面內(nèi)壁與電芯之間。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池，其特征在于第一彈性件與兩小側(cè)面之間留有距離，第一彈性件到兩小側(cè)面的距離均為L，L與外殼的寬度W滿足關(guān)系式0<L/W<0.25。8、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池，其特征在于還包括第二彈性件；電池殼體為方形，包括兩大側(cè)面、兩小側(cè)面；所述第二彈性件設(shè)置于蓋板與電芯之間；第二彈性件具有彈性；第二彈性件與蓋板內(nèi)壁之間具有空隙。9、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池，其特征在于還包括第二彈性件；電池殼體為方形，包括兩大側(cè)面、兩小側(cè)面和一個底面；所述第二彈性件設(shè)置于蓋板與電芯之間和/或底面與電芯之間；第二彈性件具有彈性；第二彈性件與蓋板和/或底面之間具有空隙。10、根據(jù)權(quán)利要求8或9任一項所述的電池，其特征在于所述第二彈性件的橫截面為一體式圓弧或多個小圓弧拼成的分體結(jié)構(gòu)。專利摘要本實用新型公開了一種鋰離子電池，包含電芯、非水電解液、電池殼體和密封電池殼體的蓋板，電芯和非水電解液密封在電池殼體內(nèi)，該電池還包括第一彈性件；第一彈性件設(shè)置在電池殼體內(nèi)壁上；第一彈性件具有彈性，第一彈性件與電池殼體內(nèi)壁之間具有空隙。本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中電芯膨脹導(dǎo)致電池變形、電池性能下降以及安全性差的問題。文檔編號H01M10/38GK201311953SQ20082021404公開日2009年9月16日申請日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者張亞召,張兆華,胡存躍申請人:比亞迪股份有限公司