專利名稱：一種鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種大容量、高安全性磷酸鐵鋰電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池自1990年在日本Sony公司被成功研制后，就以其工作電壓高(3. 7V)、 比能量高(8(Tl40wh/kg)、自放電率低(5%/月)、無記憶效應(yīng)和對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而受到了 電池界的普遍青睞。在世界范圍內(nèi)掀起了鋰離子電池研究和產(chǎn)業(yè)化熱潮。由于鋰離子電池 迎合了通信及信息技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)電池小型化、輕量化、高能化的發(fā)展要求，各級(jí)用戶對(duì) 其需求量也節(jié)節(jié)攀升。1996年日本鋰離子電池銷售額達(dá)12億美元，已超過了 MH — Ni電池 和Ni-Cd電池的銷售額。到2002年，鋰離子電池在小型二次電池中已經(jīng)占據(jù)絕對(duì)的統(tǒng)治地 位。但是，鋰離子電池的大型化，一直受制于制造工藝和安全性。鋰離子電池采用薄形化電極，集流體采用鋁箔和銅箔，小容量電池如手機(jī)、筆記本 電腦用電池，采用單極耳即可滿足使用要求，帶極耳卷繞工藝是目前鋰離子二次電池行業(yè) 的一個(gè)主流生產(chǎn)工藝；但是對(duì)于大容量、大功率型鋰離子二次電池而言，由于工作電流較 大，必須采用多極耳工藝，如果先焊接極耳后再卷繞，由于極片厚度公差的存在，極耳在卷 繞后的位置很難一致重疊，而且多極耳和導(dǎo)電極柱的連接也很難處理。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子電池，旨在解決目前的鋰離子二次電池產(chǎn)品和 生產(chǎn)工藝所存在的制造難題及缺陷。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種鋰離子電池，包括正極帽蓋、負(fù)極帽蓋、鋁導(dǎo)電盤、鎳導(dǎo)電盤、鍍鎳鋼筒、電芯，正極 帽蓋和負(fù)極帽蓋設(shè)置在鍍鎳鋼筒的兩端，用于將電芯封裝在鍍鎳鋼筒內(nèi)，電芯包括正極極 片、負(fù)極極片、隔膜、電解液，隔膜夾在正極極片和負(fù)極極片之間，正極極片、負(fù)極極片和隔 膜卷繞形成容納電解液的收容空間，電芯的兩端分別為正極端和負(fù)極端，電芯的正極端和 鋁導(dǎo)電盤連接，電芯的負(fù)極端和鎳導(dǎo)電盤連接，鎳導(dǎo)電盤和負(fù)極帽蓋連接，鋁導(dǎo)電盤和正極 帽蓋連接，在正極極片的兩側(cè)具有不涂覆正極活性材料的第一條條形空箔部位和第二條條 形空箔部位，在負(fù)極極片的兩側(cè)具有不涂覆負(fù)極活性材料的第三條條形空箔部位和第四條 條形空箔部位。所述的鋰離子電池，其中，所述第一條條形空箔部位的寬度是0.20-1. Omm;所述 第二條條形空箔部位的寬度是5. 0-30mm。所述的鋰離子電池，其中，所述第三條條形空箔部位的寬度是0.20-1. 0mm;所述 第四條條形空箔部位的寬度是5. 0-30mm。所述的鋰離子電池，其中，所述鋰離子電池的正極蓋帽含有電流阻斷裝置和不可逆泄壓閥；負(fù)極蓋帽含有可逆的瀉壓裝置。所述的鋰離子電池，其中，所述正極活性材料為磷酸亞鐵鋰系活性材料。本發(fā)明的有益效果從工藝上實(shí)現(xiàn)了大型鋰離子電池的生產(chǎn)制造問題，而且工藝 簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)成本低；特殊的極片結(jié)構(gòu)，可以提高鋰離子電池的大電流充放 電性能；特殊的機(jī)械封口結(jié)構(gòu)，極大地提高了大型鋰離子電池的安全性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子電池的正極極片的示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子電池滾槽結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子電池封口后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子電池的正極蓋帽結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子電池的負(fù)極蓋帽結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例鋰離子電池的負(fù)極底面示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的大容量、高安全性圓柱形鋰離子電池，包括正極帽蓋、負(fù)極帽蓋、鋁導(dǎo)電 盤、鎳導(dǎo)電盤、鍍鎳鋼筒、電芯，正極帽蓋和負(fù)極帽蓋設(shè)置在鍍鎳鋼筒的兩端，用于將電芯封 裝在鍍鎳鋼筒內(nèi)，電芯包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜、電解液，隔膜夾在正極極片和負(fù)極極 片之間，正極極片、負(fù)極極片和隔膜卷繞形成容納電解液的收容空間，電芯的兩端分別為正 極端和負(fù)極端，電芯的正極端和鋁導(dǎo)電盤連接，電芯的負(fù)極端和鎳導(dǎo)電盤連接，鎳導(dǎo)電盤和 負(fù)極帽蓋連接，鋁導(dǎo)電盤和正極帽蓋連接。所述正極極片和負(fù)極極片分別采用鋁箔2和銅箔6做集流體，如圖1所示，在涂敷 活性材料涂層時(shí)在正極極片的兩側(cè)預(yù)留不涂活性材料的第一條條形空箔部位8和第二條 條形空箔部位9 第一條條形空箔部位8的寬度在0. 20-1. Omm范圍內(nèi)；第二條條形空箔部 位9的寬度在5.0-30mm范圍內(nèi)。相應(yīng)的，在涂敷活性材料涂層時(shí)在負(fù)極極片的兩側(cè)預(yù)留不 涂活性材料的第三條條形空箔部位和第四條條形空箔部位第三條條形空箔部位的寬度在 0. 20-1. Omm范圍內(nèi)；第四條條形空箔部位的寬度在5. 0-30mm范圍內(nèi)。預(yù)留第一條條形空箔部位8和第三條條形空箔部位的作用是為了避免成卷極片 分切時(shí)切到涂層而產(chǎn)生毛刺和局部掉料，提高電池安全性。極片分切毛刺的形成與極片涂 層里的高硬度無機(jī)活性材料對(duì)刀具的磨損有很大關(guān)系，當(dāng)采用本發(fā)明的方法，分切極片時(shí) 僅僅分切到純的鋁箔或銅箔時(shí)，對(duì)刀具的磨損很輕微，上述毛刺可大大降低，因此可以提高 大容量電池的安全性。預(yù)留第二條條形空箔部位9和第四條條形空箔部位的作用是便于不帶焊接的多 條極耳而實(shí)現(xiàn)高效率卷繞。是為了將正極極片、隔膜、負(fù)極極片連續(xù)卷繞后在此部位與引出 用集電體相連接，正極極片與負(fù)極極片的引出用集電體分別位于極組的兩側(cè)，正極極片空箔端與鋁導(dǎo)電盤11采用激光焊接連接，鋁導(dǎo)電盤11與正極蓋帽采用激光焊接連接。負(fù)極 極片空箔端與鎳導(dǎo)電盤21采用激光焊接，鎳導(dǎo)電盤21與負(fù)極蓋帽采用電阻焊連接。同時(shí)， 采用導(dǎo)電盤和條形空箔部位的連接，也是最佳的集流方式，有利于大電流放電。如圖2、圖3所示，在鍍鎳鋼管7的兩端采用機(jī)械滾槽工藝，正極、負(fù)極蓋帽采用機(jī) 械封口方式密封，鍍鎳鋼管7不帶電。鍍鎳鋼管7的雙端機(jī)械滾槽、機(jī)械封口，實(shí)現(xiàn)了大容 量鋰離子電池的生產(chǎn)，也增加了大容量鋰離子電池的安全性。如圖4、圖5和圖6所示，正極蓋帽含有CID (電流阻斷裝置)、PTC (大功率電池可 以不含)和不可逆泄壓閥；負(fù)極蓋帽含有可逆的瀉壓裝置。這樣也極大的提高了大容量電 池的安全性。本發(fā)明的大容量、高安全性圓柱形鋰離子電池，正極活性材料采用磷酸亞鐵鋰系 活性材料制造。磷酸亞鐵鋰Lii^e (M)PO4 (M為攙雜的Nb、Mn、Co等)系正極材料中P043—四面體非 常穩(wěn)定，在充放電過程中起到結(jié)構(gòu)支撐作用，尤其是在過充、過熱情況下不會(huì)釋放高活性的 氧原子，不存在像LiCoO2, LiNiCoMnO2, LiMn2O4等正極材料那樣的劇烈氧化、爆炸反應(yīng)；同時(shí) 由于在充放電過程中，LiFePO4和完全脫鋰狀態(tài)下的FePO4都為正交結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)只有微 小變化，電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能。因此采用Lii^ePO4S正極材料的鋰離子電池可以有效避 免爆炸反應(yīng)，有潛力滿足目前電動(dòng)汽車或電動(dòng)玩具對(duì)高容量、大功率動(dòng)力電池的性能需求。本發(fā)明的有益效果是
1.特殊的極片結(jié)構(gòu)，可以提高鋰離子電池的大電流充放電性能；
2.特殊的機(jī)械封口結(jié)構(gòu)，極大地提高了大型鋰離子電池的安全性。本發(fā)明的大容量電池特指額定容量(IC)在5Ah以上，尤其是IOAh以上的鋰離子 二次電池，高容量電池里包括容量型電池和大功率型電池，容量型電池的最大放電倍率在 2C以下，大功率型電池特指最小放電倍率在3C以上的大功率型電池，根據(jù)具體使用要求， 做適當(dāng)工藝調(diào)整按本發(fā)明的方法既可以生產(chǎn)純粹高容量的電池，也可以生產(chǎn)高容量、大功 率兼?zhèn)涞碾姵?。?yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可 以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池，包括正極帽蓋、負(fù)極帽蓋、鋁導(dǎo)電盤、鎳導(dǎo)電盤、鍍鎳鋼筒、電芯，正 極帽蓋和負(fù)極帽蓋設(shè)置在鍍鎳鋼筒的兩端，用于將電芯封裝在鍍鎳鋼筒內(nèi)，電芯包括正極 極片、負(fù)極極片、隔膜、電解液，隔膜夾在正極極片和負(fù)極極片之間，正極極片、負(fù)極極片和 隔膜卷繞形成容納電解液的收容空間，電芯的兩端分別為正極端和負(fù)極端，電芯的正極端 和鋁導(dǎo)電盤連接，電芯的負(fù)極端和鎳導(dǎo)電盤連接，鎳導(dǎo)電盤和負(fù)極帽蓋連接，鋁導(dǎo)電盤和正 極帽蓋連接，其特征在于，在正極極片的兩側(cè)具有不涂覆正極活性材料的第一條條形空箔 部位和第二條條形空箔部位，在負(fù)極極片的兩側(cè)具有不涂覆負(fù)極活性材料的第三條條形空 箔部位和第四條條形空箔部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述第一條條形空箔部位的寬度 是0. 20-1. Omm ；所述第二條條形空箔部位的寬度是5. 0-30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述第三條條形空箔部位的寬度 是0. 20-1. Omm ；所述第四條條形空箔部位的寬度是5. 0_30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的正極蓋帽含有 電流阻斷裝置和不可逆泄壓閥；負(fù)極蓋帽含有可逆的瀉壓裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性材料為磷酸亞鐵鋰 系活性材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池，本發(fā)明鋰離子電池是一種大容量、高安全性圓柱形鋰離子電池，特殊的極片結(jié)構(gòu)，可以提高鋰離子電池的大電流充放電性能；特殊的機(jī)械封口結(jié)構(gòu)，極大地提高了大型鋰離子電池的安全性。
文檔編號(hào)H01M4/1397GK102136569SQ201010564878
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者劉華福, 劉方 申請(qǐng)人:珠海金峰航電源科技有限公司