專利名稱：改善大電流放電之溫升的鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能改善大電流放 電之溫升以確保大電流連續(xù)工作放電的柱形鋰離子電池。
技術(shù)背景便攜式數(shù)碼電器、高性能電動(dòng)工具及智能玩具等的市場競爭日益激 烈，它們對(duì)為其提供電能的電池的大電流放電性能、持續(xù)工作時(shí)間的要 求也日益提高。能提供高能量密度和高工作電壓的鋰離子電池具備一定 的競爭力，但是現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池大電流放電時(shí)，如在電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車使用時(shí)，其放電電流一般在10A 20A，甚至更高。如此大的電 流放電必然導(dǎo)致電池溫升很高，對(duì)大電流放電及持續(xù)工作造成不利影響， 嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致短路引發(fā)事故。目前，解決這一問題主要采取降低電 解液電阻及正極/負(fù)極極片電阻的辦法，以盡量減少產(chǎn)生熱量，但阻值的 降低究竟有一定限度，因而效果不甚顯著，能量密度損失較大?，F(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池極耳與正極/負(fù)極極片的連接位置、方式是值 得思考的?，F(xiàn)有技術(shù)中，用于大電流放電的鋰離子電池的正極與負(fù)極極 片一般均設(shè)有多個(gè)極耳，用以減少單個(gè)極耳的電流密度，從而避免在電 池局部產(chǎn)生過多電阻熱而導(dǎo)致電池安全隱患。如圖1所示，電池的正極 設(shè)有3個(gè)極耳，其分別位于電池正負(fù)極片與隔離膜一起巻繞成電池芯后 的正極內(nèi)外端及其它位置；負(fù)極設(shè)有兩個(gè)極耳，其分別位于巻繞后的負(fù)極內(nèi)外端。然而，現(xiàn)有電池中，由于正負(fù)極極片在其巻繞的最內(nèi)端均設(shè) 有一個(gè)極耳且又處于電芯的中心位置，其產(chǎn)生的電阻熱較難分散，導(dǎo)致 電池內(nèi)部出現(xiàn)局部高溫。請(qǐng)參見圖2，該圖記錄了現(xiàn)有鋰離子電池滿充后分別以IOA、 20A 及30A的電流放電時(shí)的溫升曲線，從圖中可以看出，分別以IOA、 20A 及30A的電流放電時(shí)其最高溫度分別為4(TC， 80。C及118。C。而當(dāng)電池 的溫度超過8(TC，電池的循環(huán)性能就會(huì)受到影響。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，從革新鋰離子電池極耳 與正極/負(fù)極的連接位置及方式入手，以改善鋰離子電池大電流放電之溫 升，推出一種改善大電流放電之溫升的鋰離子電池。為了達(dá)到上述目的，完成上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案構(gòu)造本實(shí)用新型改善大電流放電之溫升的鋰離子電池，其結(jié)構(gòu)包括 正極極片、負(fù)極極片，正極極片與負(fù)極極片被隔離膜相隔巻繞成柱狀的 電芯，正極極片與負(fù)極極片均設(shè)有至少兩個(gè)極耳，在正極/負(fù)極極片同隔 離膜巻繞的最內(nèi)端位置不設(shè)置極耳，在正極/負(fù)極極片同隔離膜巻繞的最 外端均設(shè)一極耳。上述極耳與正極/負(fù)極極片的連接與現(xiàn)有技術(shù)相比有兩個(gè)方面的變 化 一是位置的變化，在正極/負(fù)極極片同隔離膜巻繞的最內(nèi)端位置不再 設(shè)置極耳，極耳移至巻繞的正極/負(fù)極極片最內(nèi)端之靠外的位置；二是數(shù) 量的變化，正極/負(fù)極極片上分別增加連接的極耳的數(shù)目。上述極耳與正極/負(fù)極極片的連接位置與數(shù)量的變化基于下述考慮因?yàn)閳A柱形鋰離子電池大電流放電時(shí)中心部位溫升較快，這正是正極/負(fù) 極極片巻繞的最內(nèi)端，將極耳的連接位置從巻繞的最內(nèi)端移出，可提高 電池的熱傳導(dǎo)能力，利于熱傳導(dǎo)；增加連接的極耳數(shù)目，以降低單個(gè)極 耳流過的電流，可避免發(fā)熱集中于局部部位導(dǎo)致溫升過高。所述正極極片與負(fù)極極片被隔離膜相隔巻繞成柱狀的電池芯設(shè)置于 由無底的筒狀主體及焊接于該主體底盤端口的底盤所構(gòu)接的罐體中；或 者電池芯設(shè)置于帶底的筒狀主體所構(gòu)接的罐體中，即該主體與底盤整體 成型；罐體上端開口安裝防護(hù)蓋帽。所述防護(hù)蓋帽的結(jié)構(gòu)包括防爆閥、斷電保護(hù)裝置、正溫度系數(shù) (PTC)環(huán)片、頂蓋以及密封體，防爆閥具有環(huán)狀刻痕，頂蓋、環(huán)片、 防爆閥和斷電保護(hù)裝置安裝在密封體內(nèi)。所述正極極耳與防護(hù)蓋帽的斷電保護(hù)裝置焊接。所述負(fù)極極耳與底盤焊接。 本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的特點(diǎn)其一，降低鋰離子 電池在大電流放電時(shí)的溫升效果較好，這一效果從圖5的本實(shí)用新型鋰 離子電池滿充后分別以IOA、 20A及30A的電流放電時(shí)的溫升曲線可以 證實(shí)，將極耳的連接位置移至巻繞的正極/負(fù)極極片最內(nèi)端靠外的位置， 使巻繞的正極/負(fù)極極片的最內(nèi)端的熱傳導(dǎo)得到改善，溫升下降；另外， 正極/負(fù)極極片上分別增加連接的極耳數(shù)目，以降低單個(gè)極耳流過的電 流，避免發(fā)熱集中在局部部位導(dǎo)致溫升過高；其二，本實(shí)用新型所采取 的降低溫升的措施十分安全，沒有帶進(jìn)不安全的因素；其三，本技術(shù)措 施沒有增加工序，材料成本基本沒有增加；其四，本實(shí)用新型改善大電流放電之溫升的鋰離子電池能滿足需要大電流連續(xù)工作放電的電子器件的要求，市場競爭力增強(qiáng)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中極耳連接位置示意圖；圖2現(xiàn)有鋰離子電池滿充后分別以IOA、 20A及30A的電流放電時(shí) 的溫升曲線；圖3為本實(shí)用新型極耳連接示意圖；圖4本實(shí)用新型鋰離子電池滿充后分別以IOA、 20A及30A的電流 放電時(shí)的溫升曲線；圖5為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、 正極極片，11、負(fù)極極片，12、電芯，15、正極極耳，16、負(fù) 極極耳；2、 罐體，21、主體，22、底盤；3、 防護(hù)蓋帽，31、防爆閥，32、斷電保護(hù)裝置，33、正溫度系數(shù) (PTC)環(huán)片，34、頂蓋，35、密封體。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖，介紹本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。 如圖所示，其結(jié)構(gòu)包括正極極片(1)、負(fù)極極片(11)，正極極片(1) 與負(fù)極極片(11)被隔離膜相隔巻繞成柱狀的電芯(12)，正極極片(1) 與負(fù)極極片(11)均設(shè)有至少兩個(gè)極耳，在正極/負(fù)極極片(1/11)同隔 離膜巻繞的最內(nèi)端位置不設(shè)置極耳，在正極/負(fù)極極片(1/11)同隔離膜巻繞的最外端均設(shè)一極耳。所述正極極片(1)與負(fù)極極片(11)被隔離膜相隔巻繞成柱狀的電芯(12)設(shè)置于由無底的筒狀主體(21)及焊接于該主體(21)底盤端 口的底盤(22)所構(gòu)接的罐體(2)中；或者電芯(12)設(shè)置于帶底的筒 狀主體(21)所構(gòu)接的罐體(2)中，即該主體(21)與底盤(22)整體 成型；罐體(2)上端開口安裝防護(hù)蓋帽(3)。本實(shí)用新型的防護(hù)蓋帽(3)具有安全防護(hù)功能的斷電保護(hù)裝置，以 增加電池的穩(wěn)定性和安全性。所述防護(hù)蓋帽(3)的結(jié)構(gòu)包括防爆閥(31 )、 斷電保護(hù)裝置(32)、正溫度系數(shù)(PTC)環(huán)片(33)、頂蓋(34)以及 密封體(35)，防爆閥(31)具有環(huán)狀刻痕，頂蓋(34)、環(huán)片(33)、防 爆閥(31)和斷電保護(hù)裝置(32)安裝在密封體(35)內(nèi)。所述正極極耳(15)與防護(hù)蓋帽(3)的斷電保護(hù)裝置(32)焊接。所述負(fù)極極耳(16)與底盤(22)焊接。具體制作時(shí)，首先，將正極極耳(15)、負(fù)極極耳(16)分別焊接或 鉚接或鉚接加焊接于正極/負(fù)極極片(1/11)的上述位置，正極極片(1) 與負(fù)極極片(11)被隔離膜相隔巻繞成柱狀的電芯(12);第二步，將電 芯(12)裝入主體(21)內(nèi)；第三步，將電芯(12)底端引出的負(fù)極極 耳(16)焊接在罐體(2)的底盤(22)，若底盤(22)與主體(21)是 分離的，需再將底盤(22)與主體(21)焊接牢固；第四步，將電解液 注入罐體(2)內(nèi)；第五步，將正極極耳(15)與防護(hù)蓋帽(3)的斷電 保護(hù)裝置(32)焊接；第六步，將防護(hù)蓋帽(3)固定于罐體(2)上端 開口，并封裝好電池，進(jìn)行化成。上述提到的焊接采用激光焊接.
權(quán)利要求1. 改善大電流放電之溫升的鋰離子電池，其結(jié)構(gòu)包括正極極片(1)、負(fù)極極片(11)，正極極片(1)與負(fù)極極片(11)被隔離膜相隔卷繞成柱狀的電芯(12)，正極極片(1)與負(fù)極極片(11)均設(shè)有至少兩個(gè)極耳，其特征在于在正極/負(fù)極極片(1/11)同隔離膜卷繞的最內(nèi)端位置不設(shè)置極耳，在正極/負(fù)極極片(1/11)同隔離膜卷繞的最外端均設(shè)一極耳。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的改善大電流放電之溫升的鋰離子電池， 其特征在于所述正極極片(1)與負(fù)極極片(11)被隔離膜相隔巻繞成 柱狀的電芯(12)設(shè)置于由無底的筒狀主體(21)及焊接于該主體(21) 底盤端口的底盤(22)所構(gòu)接的罐體(2)中；或者電芯(12)設(shè)置于帶 底的筒狀主體(21)所構(gòu)接的罐體(2)中，即該主體(21)與底盤(22) 整體成型；罐體(2)上端開口安裝防護(hù)蓋帽(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的改善大電流放電之溫升的鋰離子電池， 其特征在于所述防護(hù)蓋帽(3)的結(jié)構(gòu)包括防爆閥(31)、斷電保護(hù)裝 置(32)、正溫度系數(shù)環(huán)片(33)、頂蓋(34)以及密封體(35)，防爆閥(31)具有環(huán)狀刻痕，頂蓋(34)、環(huán)片(33)、防爆閥(31)和斷電保 護(hù)裝置(32)安裝在密封體(35)內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的改善大電流放電之溫升的鋰離子電池， 其特征在于所述正極極耳(15)與防護(hù)蓋帽(3)的斷電保護(hù)裝置(32) 焊接。5、根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的改善大電流放電之溫升的鋰離子電池， 其特征在于所述負(fù)極極耳(16)與底盤(22)焊接。
專利摘要改善大電流放電之溫升的鋰離子電池，涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)包括正極極片、負(fù)極極片，正極極片與負(fù)極極片被隔離膜相隔卷繞成柱狀的電芯，正極極片與負(fù)極極片均設(shè)有至少兩個(gè)極耳，在正極/負(fù)極極片同隔離膜卷繞的最內(nèi)端位置不設(shè)置極耳，在正極/負(fù)極極片同隔離膜卷繞的最外端均設(shè)一極耳；電芯設(shè)置于由無底的筒狀主體及焊接于該主體底盤端口的底盤所構(gòu)接的罐體中，或者電池芯設(shè)置于帶底的筒狀主體所構(gòu)接的罐體中，罐體上端開口安裝防護(hù)蓋帽。所述正極極耳與防護(hù)蓋帽的斷電保護(hù)裝置焊接。所述負(fù)極極耳與底盤焊接。具有突出的優(yōu)點(diǎn)降低鋰離子電池在大電流放電時(shí)的溫升效果好；降低溫升的措施十分安全；本技術(shù)措施沒有增加工序，材料成本基本沒有增加。
文檔編號(hào)H01M10/38GK201084787SQ20072012001
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者徐曉剛, 朱坤慶, 青 楊 申請(qǐng)人:東莞新能源電子科技有限公司