專利名稱：一種碳包式鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳包式鋰電池領(lǐng)域，尤其是涉及碳包式鋰電池的集流體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
碳包式鋰電池，例如碳包式鋰亞硫酰氯電池是以金屬鋰為負極，以碳包為正極，以亞硫酰氯為無機電解液的鋰原電池。這種電池具有比能量高和使用壽命長(可達10年以上)等優(yōu)點，被廣泛用于軍事及工業(yè)設(shè)備中?，F(xiàn)有碳包式電池一般采用實心碳包，并采用針式集流體，即在實心碳包中央插入集流針集流，該集流結(jié)構(gòu)集流面積小，故僅適用于小電流放電，如碳包式的ER14250電池。傳統(tǒng)集流針碳包式電池在高振動條件下放電難以保證集流效果的穩(wěn)定。另外，隨著負極鋰片的消融和碳包的變形，集流針與碳包之間易發(fā)生接觸不良，影響電池的放電能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在高振動條件下可穩(wěn)定集流的碳包式鋰電池。一種碳包式鋰電池，包括殼體、套設(shè)在殼體內(nèi)的鋰片、碳包、集流網(wǎng)以及用于隔離鋰片和碳包的隔膜，所述集流網(wǎng)位于鋰片、隔膜和碳包的內(nèi)側(cè)，所述碳包式鋰電池，還包括一設(shè)置在集流網(wǎng)內(nèi)側(cè)的支撐體，所述支撐體緊緊抵靠在集流網(wǎng)上，使集流網(wǎng)緊壓鋰片或碳包內(nèi)壁。在優(yōu)選的實施例中，所述支撐體為一具有擴張力的元件。在優(yōu)選的實施例中，所述支撐體為彈簧或螺旋形彈片。在優(yōu)選的實施例中，所述支撐體為不銹鋼材料。在優(yōu)選的實施例中，所述鋰片、碳包和集流網(wǎng)大體呈直筒形，鋰片與外殼的內(nèi)壁接觸，碳包設(shè)置在鋰片內(nèi)側(cè)并通過隔膜與鋰片隔離，集流網(wǎng)設(shè)置在碳包內(nèi)側(cè)。在優(yōu)選的實施例中，所述殼體的蓋體上通過絕緣材料密封有電極柱，所述電極柱與集流網(wǎng)相連。在優(yōu)選的實施例中，常態(tài)下，所述支撐體的外徑大于集流網(wǎng)的內(nèi)徑。本發(fā)明碳包式鋰電池通過在集流網(wǎng)的內(nèi)部放置一個具有擴張力的支撐體，將筒形集流網(wǎng)撐開并緊密附著在鋰片或碳包內(nèi)壁上，既保證了集流網(wǎng)與鋰片或碳包的完全接觸， 又使電池在高振動的狀態(tài)下保證了集流網(wǎng)的穩(wěn)固性。


圖1為一實施例的碳包式鋰電池的剖面圖。圖2為一實施例的碳包式鋰電池的部分分解圖。圖3為一實施例中電池放電示意圖。
具體實施方式
下面以碳包式鋰亞硫酰氯電池為例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。請同時參見圖1至圖2，碳包式鋰電池主要包括殼體80、套設(shè)在殼體80內(nèi)的負極鋰片70、碳包10、用于隔離鋰片70與碳包10的隔膜(未標示)、集流網(wǎng)20以及支撐體30。 鋰片70、碳包10和集流網(wǎng)20大體呈直筒形或構(gòu)成直筒型。鋰片70靠輥壓壓合在外殼80 的內(nèi)壁上，碳包10設(shè)置在鋰片70內(nèi)側(cè)并通過隔膜與鋰片70隔離。集流網(wǎng)20設(shè)置在碳包 10內(nèi)側(cè)。支撐體30設(shè)置在集流網(wǎng)20內(nèi)側(cè)，緊緊抵靠在集流網(wǎng)20上，將集流網(wǎng)20撐開并使集流網(wǎng)20緊壓在碳包10內(nèi)壁上。殼體80的蓋體上通過絕緣材料密封有電極柱81。電極柱81通過一條鎳帶40與集流網(wǎng)20相連。優(yōu)選的，支撐體30為一具有擴張力的元件，可選自以下元件中的一種彈簧、螺旋形彈片、輻輪狀彈性結(jié)構(gòu)(其輻條可彈性收縮)。考慮到電解液一般都具有強腐蝕性，且支撐體需要具有一定的強度，本實施例中選用不銹鋼材質(zhì)的彈簧作為支撐體30。支撐體30在常態(tài)下的直徑應(yīng)等于或略大于集流網(wǎng)的內(nèi)徑。其他實施例中，支撐體30也可以為不銹鋼固定環(huán)，該固定環(huán)的直徑需等于或稍小于碳包10的內(nèi)徑，當電解液注入后，碳包膨脹，碳包的內(nèi)徑會縮小至與固定環(huán)緊密接觸，從而將集流網(wǎng)支撐住并與碳包緊密接觸。在實際組裝時，將負極70、隔膜碳包10和內(nèi)壁上焊接有鎳帶40的集流網(wǎng)20依次裝入殼體80內(nèi)，并使集流網(wǎng)底部和側(cè)面同時與碳包內(nèi)壁緊密接觸。然后，將支撐體30插入集流網(wǎng)20內(nèi)側(cè)。此時支撐體30將集流網(wǎng)20緊緊壓在碳包10的內(nèi)壁上。之后，將露出集流網(wǎng)20外部的鎳帶40焊接在正極柱50上，將蓋體與殼體80焊接并注液，最后密封注液口， 完成裝配。采用該改進的集流體結(jié)構(gòu)的鋰亞硫酰氯電池經(jīng)實驗驗證在高溫、高振動條件下具備中倍率放電能力，在高振動條件下的具備穩(wěn)定的集流能力。圖3中沿橫軸從左向右的三條曲線分別是鋰亞硫酰氯電池在25°C靜置的放電曲線S1、25°C振動狀態(tài)下放電曲線S2和 140°C高溫下的放電曲線S3。其中，靜置放電條件在25°C環(huán)境下，將電池直立靜置，用新威放電柜進行10 Ω恒阻放電至2. 0V。振動放電條件在25士5°C條件下，按照UN38. 3標準使電池經(jīng)受振動的同時完成放電，具體振動模式為15min完成一次7-200HZ掃頻振動，在整個放電過程中持續(xù)重復(fù)此過程。電池由新威放電柜進行10 Ω恒阻放電至2. 0V。高溫放電條件在140士5°C條件下，將電池接新威放電柜恒阻10 Ω放電至2. 0V。可以理解的，在其他實施例中，根據(jù)電池極性配置的要求，可將碳包與外殼內(nèi)壁接觸，鋰片設(shè)置在碳包內(nèi)側(cè)并通過隔膜與碳包隔離。綜上，采用本發(fā)明的碳包式鋰電池，利用支撐體將集流網(wǎng)撐開并緊密附著在碳包內(nèi)壁上，由于集流面積遠大于針式集流體，既可充分實現(xiàn)集流網(wǎng)與碳包的接觸，提高了電池的中倍率放電能力，同時較之卷繞電池，具有更高的安全性，又可保證電池在高振動的狀態(tài)下集流網(wǎng)的穩(wěn)固性，有效提高了電池的穩(wěn)定集流能力。雖然對本發(fā)明的描述是結(jié)合以上具體實施例進行的，但是，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員能夠根據(jù)上述的內(nèi)容進行許多替換、修改和變化、是顯而易見的。因此，所有這樣的替代、 改進和變化都包括在附后的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種碳包式鋰電池，包括殼體、套設(shè)在殼體內(nèi)的鋰片、碳包、集流網(wǎng)以及用于隔離鋰片和碳包的隔膜，所述集流網(wǎng)位于鋰片、隔膜和碳包的內(nèi)側(cè)，其特征在于，還包括一設(shè)置在集流網(wǎng)內(nèi)側(cè)的支撐體，所述支撐體緊緊抵靠在集流網(wǎng)上，使集流網(wǎng)緊壓鋰片或碳包內(nèi)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳包式鋰電池，其特征在于，所述支撐體為一具有擴張力的元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳包式鋰電池，其特征在于，所述支撐體為彈簧或螺旋形彈片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的碳包式鋰電池，其特征在于，所述支撐體為不銹鋼材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的碳包式鋰電池，其特征在于，所述鋰片、碳包和集流網(wǎng)大體呈直筒形，鋰片與外殼的內(nèi)壁接觸，碳包設(shè)置在鋰片內(nèi)側(cè)并通過隔膜與鋰片隔離，集流網(wǎng)設(shè)置在碳包內(nèi)側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳包式鋰電池，其特征在于，所述殼體的蓋體上通過絕緣材料密封有電極柱，所述電極柱與集流網(wǎng)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳包式鋰電池，其特征在于，常態(tài)下，所述支撐體的外徑大于集流網(wǎng)的內(nèi)徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及碳包式鋰電池，目的在于提供一種具有中倍率電流放電能力及高振動條件下穩(wěn)定放電能力的，且具有新型集流體結(jié)構(gòu)的碳包式鋰電池。該碳包式鋰電池主要包括殼體、套設(shè)在殼體內(nèi)的鋰片、碳包、集流網(wǎng)以及用于隔離鋰片和碳包的隔膜。所述集流網(wǎng)位于鋰片、隔膜和碳包的內(nèi)側(cè)，設(shè)置在集流網(wǎng)內(nèi)側(cè)的支撐體緊緊抵靠在集流網(wǎng)上，使集流網(wǎng)緊壓鋰片或碳包內(nèi)壁。本發(fā)明的碳包式鋰電池，通過增加集流網(wǎng)與碳包的接觸面積，提高了電池的中倍率電流匯集及放電能力，運用支撐體的擴張力將集流網(wǎng)緊緊的附著在碳包的內(nèi)壁上，保證了高振動下集流網(wǎng)的穩(wěn)固性，有效提高了電池的穩(wěn)定集流能力。
文檔編號H01M10/058GK102437374SQ20111038079
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者劉金成, 徐瑛, 曹浪, 曾志強, 袁中直 申請人:惠州億緯鋰能股份有限公司