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一種新型高電壓方形鋰離子電池的制作方法

文檔序號:11385246閱讀:438來源:國知局
一種新型高電壓方形鋰離子電池的制造方法與工藝

本實用新型涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種具有良好的循環(huán)、高溫、安全性能的新型高電壓方形鋰離子電池。

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背景技術(shù):
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隨著智能手機終端功能的豐富,以及消費者對使用體驗(例如畫面的細膩程度、游戲的流暢性、續(xù)航時間的長短等)要求的日益提升,對鋰離子電池的容量要求越來越高,受到終端個體輕薄化趨勢的限制,在無法提升產(chǎn)品體積的前提下,提高鋰離子電池的單位體積能量密度成為對電芯產(chǎn)品的迫切需求。提升鋰離子電池容量有以下幾種方法:①提高正極或負極壓實密度;②提高正極或負極活性物質(zhì)含量;③減少銅箔、鋁箔或隔膜的厚度;④提高電池的工作電壓等。目前前3種方法在產(chǎn)品中基本都已應(yīng)用,而提高工作電壓將作為提高容量的另一種方法。

鋰離子電池大多是在3.0V-4.2V或3.0V-4.35V之間進行充放電,目前也有提高充電電壓至4.4V 的產(chǎn)品,提高充電電壓雖可以明顯的增加鋰離子電池的放電容量和放電平臺,但是充電電壓越高,鋰離子電池正極材料結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定,導(dǎo)致電池的循環(huán)性能、高溫儲存性能、安全性能等都會下降。

基于上述問題,本領(lǐng)域的技術(shù)人員進行了大量的研發(fā)和實驗,并取得了較好的成績。

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技術(shù)實現(xiàn)要素:
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為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題,本實用新型提供一種具有良好的循環(huán)、高溫、安全性能的新型高電壓方形鋰離子電池。

本實用新型解決技術(shù)問題的方案是提供一種新型高電壓方形鋰離子電池,包括方柱體型鋁塑復(fù)合膜外殼、設(shè)置于外殼內(nèi)部的電解液、正極片、負極片、正極片和負極片之間的電極隔膜帶;所述正極片、電極隔膜帶、負極片卷繞式設(shè)置于該鋁塑復(fù)合膜外殼內(nèi)部;所述正極片上焊接鋁正極耳;所述負極片焊接鎳負極耳;

所述正極片包括金屬鋁箔以及涂覆于該金屬鋁箔上的正極活性材料層,所述金屬鋁箔的厚度范圍為 10-16μm;所述負極片包括金屬銅箔以及涂覆于該金屬銅箔上的負極活性材料層;所述金屬銅箔的厚度范圍為6-10μm;

所述電極隔膜帶為9-20μm厚度范圍的陶瓷隔膜;

所述正極活性材料層包括厚度范圍為14-18μm的改性鈷酸鋰層以及厚度范圍為10-14μm的改性鎳鈷錳酸鋰層;

所述外殼底部開設(shè)有與外殼內(nèi)部儲液體空間連通的注液孔,在所述注液孔部位焊接有起密封作用的鋼珠;所述外殼底部厚度比鋼珠直徑大0.15-0.25mm;該所述外殼的寬度小于25mm。

優(yōu)選地,所述電解液為耐4.5V以上高電壓的電解液。

優(yōu)選地,所述正極片、電極隔膜帶和負極片的卷繞式結(jié)構(gòu)上方設(shè)置有導(dǎo)電板,且在所述導(dǎo)電板上側(cè)設(shè)置厚度范圍為1.5-3mm的絕緣橡膠層;所述鋁正極耳與導(dǎo)電板相連,所述導(dǎo)電板與設(shè)置于外殼外部的正極柱相連;所述鎳負極耳與設(shè)置于外殼底部的負極板相連。

優(yōu)選地,所述正極片上開設(shè)有若干個矩陣式設(shè)置的通孔;所述通孔的空隙率為50-60%,且通孔的直徑范圍為1.5-2.5mm。

優(yōu)選地,所述負極片的鎳負極耳部位設(shè)置負極絕緣膠紙,負極絕緣膠紙包住負極片靠近鎳負極耳的端部以及鎳負極耳;所述正極片的鋁正極耳部位設(shè)置正極絕緣膠紙,正極絕緣膠紙包住正極片靠近鋁正極耳的端部以及正極極耳。

優(yōu)選地,所述鋁塑復(fù)合膜外殼的厚度范圍為0.35-0.45mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型一種新型高電壓方形鋰離子電池通過在所述外殼內(nèi)部設(shè)置電解液、正極片、負極片、正極片和負極片之間的電極隔膜帶,且在正極片上焊接鋁正極耳,負極片焊接鎳負極耳,在正極片上涂覆正極活性材料層,負極片涂覆負極活性材料層,正極活性材料層包括厚度范圍為14-18 μm的改性鈷酸鋰層以及厚度范圍為10-14μm的改性鎳鈷錳酸鋰層,這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得該鋰電池具有高容量密度,同時具有良好的循環(huán)、高溫、安全等性能。

[附圖說明]

圖1是本實用新型一種新型高電壓方形鋰離子電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型一種新型高電壓方形鋰離子電池的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。

[具體實施方式]

為使本實用新型的目的,技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,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(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型,并不用于限定此實用新型。

請參閱圖1至圖2,本實用新型一種新型高電壓方形鋰離子電池1包括方柱體型鋁塑復(fù)合膜外殼11、設(shè)置于外殼11內(nèi)部的電解液、正極片111、負極片115、正極片111和負極片115之間的電極隔膜帶113;所述正極片111、電極隔膜帶113、負極片115卷繞式設(shè)置于該鋁塑復(fù)合膜外殼11內(nèi)部;所述正極片111上焊接鋁正極耳;所述負極片115焊接鎳負極耳;

所述正極片111包括金屬鋁箔1111以及涂覆于該金屬鋁箔1111上的正極活性材料層,所述金屬鋁箔1111的厚度范圍為10-16μm;所述負極片115包括金屬銅箔1151以及涂覆于該金屬銅箔1151上的負極活性材料層1153;所述金屬銅箔1151的厚度范圍為6-10μm;

所述電極隔膜帶113為9-20μm厚度范圍的陶瓷隔膜;

所述正極活性材料層包括厚度范圍為14-18μm的改性鈷酸鋰層1113以及厚度范圍為10-14μm的改性鎳鈷錳酸鋰層1115;

所述外殼11底部開設(shè)有與外殼11內(nèi)部儲液體空間連通的注液孔,在所述注液孔部位焊接有起密封作用的鋼珠;所述外殼11底部厚度比鋼珠直徑大0.15-0.25mm;該所述外殼11的寬度小于25mm。

通過在所述外殼11內(nèi)部設(shè)置電解液、正極片111、負極片115、正極片111和負極片115之間的電極隔膜帶113,且在正極片111上焊接鋁正極耳,負極片115焊接鎳負極耳,在正極片111上涂覆正極活性材料層,負極片115涂覆負極活性材料層1153,正極活性材料層包括厚度范圍為14-18μm的改性鈷酸鋰層1113以及厚度范圍為10-14μm的改性鎳鈷錳酸鋰層1115,這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得該鋰電池具有高容量密度,同時具有良好的循環(huán)、高溫、安全等性能。

優(yōu)選地,所述電解液為耐4.5V以上高電壓的電解液。

優(yōu)選地,所述正極片111、電極隔膜帶113和負極片115的卷繞式結(jié)構(gòu)上方設(shè)置有導(dǎo)電板,且在所述導(dǎo)電板上側(cè)設(shè)置厚度范圍為1.5-3mm的絕緣橡膠層;所述鋁正極耳與導(dǎo)電板相連,所述導(dǎo)電板與設(shè)置于外殼11外部的正極柱相連;所述鎳負極耳與設(shè)置于外殼11底部的負極板相連。

優(yōu)選地,所述正極片111上開設(shè)有若干個矩陣式設(shè)置的通孔;所述通孔的空隙率為50-60%,且通孔的直徑范圍為1.5-2.5mm。

優(yōu)選地,所述負極片115的鎳負極耳部位設(shè)置負極絕緣膠紙,負極絕緣膠紙包住負極片115靠近鎳負極耳的端部以及鎳負極耳;所述正極片111的鋁正極耳部位設(shè)置正極絕緣膠紙,正極絕緣膠紙包住正極片111靠近鋁正極耳的端部以及正極極耳。

優(yōu)選地,所述鋁塑復(fù)合膜外殼11的厚度范圍為0.35-0.45mm。

本實用新型一種新型高電壓方形鋰離子電池1的制作工藝流程為:將改性鈷酸鋰或改性鈷酸鋰和改性鎳鈷錳酸鋰混合物為活性物質(zhì)的正極材料和人造石墨或天然石墨為活性物質(zhì)的負極材料分別混合加入相應(yīng)的溶劑后制成正極漿料和負極漿料,高速攪拌均勻后將正極漿料和負極漿料分別涂覆到鋁箔和銅箔上,加熱烘干輥壓成型后分割成一定的尺寸制成正極片111和負極片115,通過超聲波焊接機分別將鋁極耳和鎳極耳焊接到正極和負極;將正極片111、陶瓷隔膜或PP隔膜以及負極片115依次層疊并卷繞成方形,并將鋁正極耳和鎳負極耳點焊在鋁蓋上,配以方形鋁殼,制成電池單體;再向電池單體中注入耐4.5V高電壓的電解液,同時注電解液后電池單體在高溫環(huán)境中擱置;對擱置后的電池單體進行化成;化成后電池在高溫環(huán)境中進行擱置;采用恒流放電的形式檢測電池的容量,用0.5C5A電流進行充電,并在4.4V-4.5V進行恒壓,后以0.5C5A電流進行放電,制得高電壓方形鋰離子電池。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型一種新型高電壓方形鋰離子電池1通過在所述外殼11內(nèi)部設(shè)置電解液、正極片111、負極片115、正極片111和負極片115之間的電極隔膜帶113,且在正極片111上焊接鋁正極耳,負極片115焊接鎳負極耳,在正極片111上涂覆正極活性材料層,負極片115涂覆負極活性材料層1153,正極活性材料層包括厚度范圍為14-18μm的改性鈷酸鋰層1113以及厚度范圍為10-14 μm的改性鎳鈷錳酸鋰層1115,這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得該鋰電池具有高容量密度,同時具有良好的循環(huán)、高溫、安全等性能。

以上所述的本實用新型實施方式,并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。

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