【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及鋰離子電池的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池。

背景技術(shù)：

隨著中國政府對節(jié)能環(huán)保汽車持續(xù)鼓勵，低油耗節(jié)能車型，將成為國內(nèi)汽車市場主流。同時，法規(guī)對油耗要求的越來越嚴厲，為了達到這些要求，各種節(jié)能技術(shù)逐步被應用推廣，如渦輪增壓、缸內(nèi)直噴、混合動力、啟停系統(tǒng)等等。

啟停系統(tǒng)，當車輛處于停止狀態(tài)(非駐車狀態(tài))時，發(fā)動機將暫停工作(而非傳統(tǒng)的怠速保持)，暫停的同時，發(fā)動機內(nèi)的潤滑油會持續(xù)運轉(zhuǎn)，使發(fā)動機內(nèi)部保持潤滑；當松開制動踏板后，發(fā)動機將再次啟動，此時，因潤滑油一直循環(huán)，即使頻繁的停車和起步，也不會對發(fā)動機內(nèi)部造成磨損據(jù)。相關(guān)報道，配有啟停系統(tǒng)汽車，能夠節(jié)油4％～5％。而鋰離子電池容量大、沖擊放電能力強，用于啟停電源最為合適。

但是鋰離子動力電池作為汽車啟停電源存在兩大關(guān)鍵問題：1)鋰離子動力電池在低溫環(huán)境下的充放電問題：鋰離子動力電池在低溫環(huán)境下內(nèi)阻增大，可用容量及倍率放電性能也明顯降低，極易造成啟動能力下降而無法正常啟動車輛；2)嚴重的是低溫充電性能，即鋰離子動力電池低溫充電易產(chǎn)生析鋰現(xiàn)象，引起爆炸。而傳統(tǒng)的鋰離子電池采用點焊的方式(參閱圖1)，通常只有4各焊接點，內(nèi)阻大，影響了電芯的快速充放電能力，因此，有必要提出一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池，解決傳統(tǒng)離子電池快速充放電能力較差、低溫充電不佳低溫的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池，其旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)離子電池的正極端組合件內(nèi)阻較高，快速充放電能力較差，低溫充電不佳低溫的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池，包括防爆蓋帽、電流切斷裝置、外殼和電芯，所述的電流切斷裝置與電芯的上端連接，所述的防爆蓋帽設(shè)于電流切斷裝置的上方，且防爆蓋帽與電流切斷裝置焊連，所述的外殼包覆整個電芯，并且外殼的上端內(nèi)翻壓緊防爆蓋帽的外緣上端，所述的電流切斷裝置由曲面板和平面板焊制而成，所述的曲面板的中間部分向下凹陷呈球冠面狀，所述的防爆蓋帽的中間部分向上凸出呈帽狀結(jié)構(gòu)，所述的曲面板的外緣上端面與防爆蓋帽的外緣下端面貼合，且曲面板的外邊沿與防爆蓋帽的外邊沿滿焊連接，所述的平面板與曲面板的下端焊連，所述的平面板下端面與電芯的上端面連接，所述的電芯是由正極、隔離膜、負極螺旋繞制而成的結(jié)構(gòu)，所述的負極是通過由軟碳和中間相碳微球復配而成的負極材料均勻涂布在銅箔上而成。

作為優(yōu)選，述的曲面板的外徑與防爆蓋帽的外徑相同，且曲面板與防爆蓋帽貼合后，通過激光焊接機沿著曲面板與防爆蓋帽連接處的外沿進行一圈激光點焊，實現(xiàn)曲面板與防爆蓋帽滿焊連接。

作為優(yōu)選，所述的防爆蓋帽在上凸部分的外圈等間距分布有若干排氣孔。

作為優(yōu)選，所述的電流切斷裝置還包括連接環(huán)，所述的連接環(huán)焊接在曲面板的下端面，所述的連接環(huán)的下端內(nèi)口沿開設(shè)有限位槽，所述的平面板嵌裝在所述的限位槽內(nèi)，且平面板的中心開設(shè)有通孔，所述的通孔內(nèi)沿通過激光焊接機與曲面板的下表面焊連。

作為優(yōu)選，所述的電流切斷裝置由鋁片制成。

作為優(yōu)選，所述的外殼的上部內(nèi)壁上設(shè)置有一圈臺肩，所述的臺肩的內(nèi)徑小于防爆蓋帽及電流切斷裝置的外徑，所述的電流切斷裝置的下端面外緣抵住臺肩上端面。

作為優(yōu)選，所述的隔離膜設(shè)置在正極和負極之間。

作為優(yōu)選，所述的負極材料中軟碳和中間相碳微球的復配比例為1：(2～5)。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池，結(jié)構(gòu)合理，防爆蓋帽與電流切斷裝置采用激光滿焊的方式，極大提高兩者間的導通能力，較多的焊點可以增大防爆蓋帽與電流切斷裝置的接觸面積，以滿焊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的點焊，極大的降低了電芯的接觸內(nèi)阻，經(jīng)過實測，內(nèi)阻由原先0.12mohm均值降低至0.08mohm，提高了電芯的快速充放電能力，同時，通過一圈的滿焊連接，大大提升了電芯的抗震動能力，有助于電芯保持更好的穩(wěn)定性；負極材料采用中軟碳和中間相碳微球復配而成，可以兼具快速充電能力和低溫充電能力，電池循環(huán)能力得到了顯著提升，支持10c以上快充，循環(huán)壽命800次保持80％。

本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細說明。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明實施例一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池的示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池的半剖示圖；

圖3是本發(fā)明實施例一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池的俯視圖。

圖中：1-防爆蓋帽、2電流切斷裝置、21-曲面板、22-平面板、23-連接環(huán)、24-限位槽、25-通孔、3-外殼、31-臺肩、4-電芯。

【具體實施方式】

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

參閱圖3，本發(fā)明實施例提供一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池，包括防爆蓋帽1、電流切斷裝置2、外殼3和電芯4，所述的電流切斷裝置2與電芯4的上端連接，所述的防爆蓋帽1設(shè)于電流切斷裝置2的上方，且防爆蓋帽1與電流切斷裝置2焊連，所述的外殼3包覆整個電芯4，并且外殼3的上端內(nèi)翻壓緊防爆蓋帽1的外緣上端，所述的電流切斷裝置2由曲面板21和平面板22焊制而成，所述的曲面板21的中間部分向下凹陷呈球冠面狀，所述的防爆蓋帽1的中間部分向上凸出呈帽狀結(jié)構(gòu)，所述的曲面板21的外緣上端面與防爆蓋帽1的外緣下端面貼合，且曲面板21的外邊沿與防爆蓋帽1的外邊沿滿焊連接，所述的平面板22與曲面板21的下端焊連，所述的平面板22下端面與電芯4的上端面連接，所述的電芯4是由正極、隔離膜、負極螺旋繞制而成的結(jié)構(gòu)，所述的負極是通過由軟碳和中間相碳微球復配而成的負極材料均勻涂布在銅箔上而成。

進一步地，述的曲面板21的外徑與防爆蓋帽1的外徑相同，且曲面板21與防爆蓋帽1貼合后，通過激光焊接機沿著曲面板21與防爆蓋帽1連接處的外沿進行一圈激光點焊，實現(xiàn)曲面板21與防爆蓋帽1滿焊連接。

常規(guī)的正極端組合件通常通過點焊的方式將鋁片和蓋板連接在一起，由于工藝限制，通常只有4個由上往下打入的焊點，如圖1所示，此方式構(gòu)成的組合件存在內(nèi)阻高，而內(nèi)阻較高的情況下，電池的充放電速度較低；此外，通過w＝i²r可知，產(chǎn)生的焦耳熱多，影響了電池的安全性、使用壽命、工作效率及客戶體驗。而汽車啟停時間以毫秒計，對內(nèi)阻的要求非常高，本發(fā)明采用全新的工藝，在防爆蓋帽1與電流切斷裝置2連接處進行一圈激光點焊，從而極大提高兩者間的導通能力，較多的焊點可以增大防爆蓋帽1與電流切斷裝置2的接觸面積，減小電芯的接觸內(nèi)阻。組合件經(jīng)實測表明：內(nèi)阻由原先0.12mohm均值降低至0.08mohm，直接降低組合件內(nèi)阻30％以上，提高了電池的充放電速度，同時，更多的焊點也有助于電芯保持更好的抗振動能力，提高電芯的穩(wěn)定性。

在本發(fā)明實施例中，所述的外殼3的上部內(nèi)壁上設(shè)置有一圈臺肩31，所述的臺肩31的內(nèi)徑小于防爆蓋帽1及電流切斷裝置2的外徑，所述的電流切斷裝置2的下端面外緣抵住臺肩31上端面，且外殼3在臺肩31的外壁處設(shè)置成錐面，起加強支撐臺肩31的作用，有助于提高臺肩31的結(jié)構(gòu)強度。

進一步地，所述的防爆蓋帽1在上凸部分的外圈等間距分布有若干排氣孔11，當電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體時，就會從排氣孔11中及時排出。

進一步地，所述的電流切斷裝置2還包括連接環(huán)23，所述的連接環(huán)23焊接在曲面板21的下端面，所述的連接環(huán)23的下端內(nèi)口沿開設(shè)有限位槽24，所述的平面板22嵌裝在所述的限位槽24內(nèi)，且平面板22的中心開設(shè)有通孔25，所述的通孔25內(nèi)沿通過激光焊接機與曲面板21的下表面焊連，所述的電流切斷裝置2由鋁片制成。

更進一步地，所述的隔離膜設(shè)置在正極和負極之間，所述的負極材料中軟碳和中間相碳微球的復配比例為1：(2～5)。

傳統(tǒng)的鋰離子電池負極材料采用人造石墨，不適合低溫充放電。軟碳即易石墨化碳，是指在2500℃以上的高溫下能石墨化的無定形碳。軟碳的結(jié)晶度即石墨化度低，晶粒尺寸小，晶面間距較大，有利于鋰的嵌入而不會引起結(jié)構(gòu)的顯著膨脹；同時與電解液的相容性好，充放電平臺較高。相比普通石墨至多6-8c的充電速率，軟碳在快充方面具有明顯優(yōu)勢。然而，軟碳也存在諸如首次效率低、壓實密度低，并且由于多孔結(jié)構(gòu)的存在，容易吸水吸氧。因此，本發(fā)明通過向中間相碳微球中混合部分軟碳作為負極材料，可以兼具快速充電能力和低溫充電能力，支持10c以上快充，循環(huán)壽命800次保持80％。在快速充電初期，此時電化學極化較小，因而中間相碳微球可以承受大電流充電；到了充電末期，licx化合物已逐漸由二階化合物lic12向一階化合物lic6轉(zhuǎn)化，極化急劇增加，此時具有較大層間距的軟碳接力。經(jīng)實驗測試，在中間相碳微球內(nèi)加入一定比例的軟碳以后，電池循環(huán)能力得到了顯著提升，10c充放電循環(huán)由摻雜前500次提升至800次，解決了傳統(tǒng)鋰離子電池低溫充電不佳的問題。

本發(fā)明一種汽車啟-停系統(tǒng)用鋰離子電池，結(jié)構(gòu)合理，防爆蓋帽1與電流切斷裝置2采用激光滿焊的方式，極大提高兩者間的導通能力，較多的焊點可以增大防爆蓋帽1與電流切斷裝置2的接觸面積，以滿焊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的點焊，極大的降低了電芯的接觸內(nèi)阻，經(jīng)過實測，內(nèi)阻由原先0.12mohm均值降低至0.08mohm，提高了電芯的快速充放電能力，同時，通過一圈的滿焊連接，大大提升了電芯的抗震動能力，有助于電芯保持更好的穩(wěn)定性；負極材料采用中軟碳和中間相碳微球復配而成，可以兼具快速充電能力和低溫充電能力，電池循環(huán)能力得到了顯著提升，支持10c以上快充，循環(huán)壽命800次保持80％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。