專利名稱：一種鋁殼鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可多次充放電的電池，具體涉及一種鋁殼鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池由于具有重量輕、體積小、電容量較大、充電速度快等優(yōu)點(diǎn)， 被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦等各類數(shù)碼、通訊產(chǎn)品以及電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等 交通工具上。
現(xiàn)有的鋰離子電池通常包括殼體和容納于殼體內(nèi)的正負(fù)極極片、隔膜和電 解液，極片上設(shè)有極耳，殼體一端開口，并由殼蓋遮蔽開口，殼蓋與殼體間通 過焊接形成密封結(jié)構(gòu)，所述殼蓋上設(shè)有兩個(gè)電極引出孔，分別連接有正極電極 密封結(jié)構(gòu)和負(fù)極電極密封結(jié)構(gòu)，所述電極密封結(jié)構(gòu)為，在電極引出孔處的殼蓋 上、下面分別設(shè)有配合的凹墊和凸墊，凸墊下表面設(shè)有電極極耳，凹墊上表面 設(shè)有連接片，再通過鉚釘固定連接于殼蓋上，從而將電極極耳通過金屬鉚釘引 出到電池體外，同時(shí)，通過配合的凹墊和凸墊將其與殼蓋隔開并實(shí)現(xiàn)密封。
目前，鋰離子電池的殼體和殼蓋普遍使用不銹鋼殼，因其具有耐腐蝕性而 可有效防止電解液的腐蝕，然而，不銹鋼材料的價(jià)格較髙且密度較大，應(yīng)用于 大容量大體積的電池組時(shí)，不僅制作成本較高，還使得電池本身的重量較大， 不利于使用。
為解決上述問題，人們試圖將電池的殼體和殼蓋更換成鋁殼，以降低電池 的成本和重量；然而，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于鋁的化學(xué)性質(zhì)比不銹鋼活潑得多，極 易受到電解液的腐蝕。為了防止鋁殼被腐蝕，將正極電極與殼蓋導(dǎo)通，使鋁殼 與正極電位保持一致，其實(shí)現(xiàn)方法，是將正極密封結(jié)構(gòu)中的凹墊、凸墊中的一 種或者兩者都替換成金屬墊片。這種方法可以解決電解液對鋁殼的腐蝕問題， 然而，在實(shí)際制作及使用過程中，正極密封結(jié)構(gòu)中的連接片與殼體之間因距離 較短而極易出現(xiàn)短接從而引發(fā)短路，由于金屬墊片的的電阻極小，通常只有毫 歐級，短路時(shí)產(chǎn)生的電流很大，出現(xiàn)打火現(xiàn)象，進(jìn)一步引發(fā)危險(xiǎn)，造成安全隱 患。因而，鋁殼的鋰離子電池仍然未能進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋁殼鋰離子電池，既要能防止電解液腐蝕鋁殼， 又要保證安全可靠，不會出現(xiàn)打火現(xiàn)象。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種鋁殼鋰離子電池， 包括殼蓋、殼體和容納于殼體內(nèi)的正負(fù)極極片，所述殼蓋上設(shè)有兩個(gè)電極引出 孔，分別連接有正極電極密封結(jié)構(gòu)和負(fù)極電極密封結(jié)構(gòu)，所述電極密封結(jié)構(gòu)包 括連接片、穿過電池殼蓋上鉚釘孔設(shè)置的鉚釘以及位于電池殼蓋與鉚釘之間的 凸形墊圈和套于鉚釘上、位于殼蓋與連接片之間的凹形墊圈，所述殼蓋、殼體 均為鋁殼；所述正極電極密封結(jié)構(gòu)的凹形墊圈和凸形墊圈中至少一個(gè)由導(dǎo)電塑 料構(gòu)成，導(dǎo)電塑料的電阻值為102 104歐姆。
上文中，凸形墊圈或凹形墊圈采用導(dǎo)電塑料制成， 一方面實(shí)現(xiàn)了正極電極 與殼蓋導(dǎo)通，使鋁殼與正極電位保持一致，起到防止鋁殼被電解液腐蝕的作用， 另一方面，通過限定導(dǎo)電塑料的阻值，在正極連接片與殼體發(fā)生短路時(shí)不會產(chǎn) 生大電流，從而不會出現(xiàn)打火現(xiàn)象，保證了電池的安全性能。本發(fā)明可有三種 選擇一是凹形墊圈和凸形墊圈均為導(dǎo)電塑料構(gòu)成；二是僅凹形墊圈由導(dǎo)電塑 料構(gòu)成，而凸形墊圈可以采用PP料或其他普通材料；三是僅凸形墊圈由導(dǎo)電 塑料構(gòu)成；采用第二種方式時(shí)，殼蓋是通過凹形墊圈直接與連接片導(dǎo)通；采用 第三種方式時(shí)，殼蓋是通過凸形墊圈、鉚釘再與連接片導(dǎo)通；因此，只將凹形 墊圈或凸形墊圈換成導(dǎo)電塑料也可實(shí)現(xiàn)正極連接片與殼體導(dǎo)通，使鋁殼與正極 電位保持一致。當(dāng)導(dǎo)電塑料的電阻值為102 104歐姆時(shí)，可起到良好的效果。 此外，所述復(fù)合型導(dǎo)電塑料是現(xiàn)有技術(shù)，可通過混合后注塑成型為凹、凸形墊 圈，該成型過程為現(xiàn)有技術(shù)。
優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述導(dǎo)電塑料為聚乙烯與填充物質(zhì)的復(fù)合材料，所述 填充物質(zhì)選自金屬粉末、石墨和導(dǎo)電炭黑中的一種或幾種。采用聚乙烯作為原 料制作成的墊圈，具有較為合適的軟化點(diǎn)，可確保墊圈在電池正常工作的發(fā)熱 情況不變形，提供良好的密封效果；而在電池異常發(fā)熱時(shí)，墊圈軟化變形后可 充當(dāng)泄氣閥使用，具有防爆的作用。
由于上述技術(shù)方案的采用.，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明的鋁殼鋰離子電池的殼體和殼蓋均采用鋁殼，不僅大大降低了
電池的成本，還減輕了電池本身的重量，以利于其方便使用。
2. 本發(fā)明采用導(dǎo)電塑料作為制備凹、凸形墊圈的原料，使正極電極與殼 蓋導(dǎo)通，使鋁殼與正極電位保持一致，有效防止了鋁殼被電解液腐蝕，使鋰離 子電池采用鋁殼材料成為了可能。
3. 本發(fā)明的凹、凸形墊圈具有合適的電阻值，在正極連接片與殼體發(fā)生 短路時(shí)不會產(chǎn)生大電流，從而不會出現(xiàn)打火現(xiàn)象，保證了電池的安全性能。
4. 本發(fā)明的凹、凸形墊圈可一次注塑成型，加工簡便，成本低廉，有利 于工業(yè)應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明實(shí)施列一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中A部剖視放大圖。
其中1、殼蓋；2、殼體；3、極片4、連接片；5、鉚釘6、凸形墊圈； 7、凹形墊圈。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范
圍
實(shí)施例一
參見圖1 2所示， 一種鋁殼鋰離子電池，包括殼蓋1、殼體2和容納于 殼體2內(nèi)的正負(fù)極極片3，所述殼蓋上設(shè)有兩個(gè)電極引出孔，分別連接有正極 電極密封結(jié)構(gòu)和負(fù)極電極密封結(jié)構(gòu)，所述電極密封結(jié)構(gòu)包括連接片4、穿過電 池殼蓋l上鉚釘孔設(shè)置的鉚釘5以及位于電池殼蓋l與鉚釘5之間的凸形墊圈 6和套于鉚釘5上、位于殼蓋1與連接片4之間的凹形墊圏7，所述殼蓋1、 殼體2均為鋁殼所述正極電極密封結(jié)構(gòu)的凹形墊圈7由導(dǎo)電塑料構(gòu)成，導(dǎo)電 塑料的電阻值為102 104歐姆。
上述技術(shù)方案中，所述導(dǎo)電塑料為聚乙烯與填充物質(zhì)的復(fù)合材料，所述填 充物質(zhì)為導(dǎo)電炭黑。測試凹形墊圈電阻值及電池安全性能、在高溫及干燥條件 下的鉚接性能
對26塊安裝有本實(shí)施例的電池進(jìn)行測試，測試步驟如1、 準(zhǔn)備好各部件；
2、 部件清洗(凹、凸墊、鉚釘酒精清洗并晾干，殼蓋超聲波清洗并烘干)， 殼蓋內(nèi)孔點(diǎn)膠(晾干)、凸墊浸膠(晾干)，極組入殼打孔；
3、 鉚接(行程—-鉚接后髙正極10.2士0.1mm、負(fù)極9.9土0.1mm、 氣壓6.0MPa、時(shí)間2.0s 1、 2#鉚接機(jī))，鉚接后記錄相關(guān)參數(shù)(接觸電阻、 沖片扭力、外觀)；
4、 焊接(按現(xiàn)有生產(chǎn)工藝焊接)，焊接正常無問題；
5、 真空測漏(按現(xiàn)有生產(chǎn)工藝真空檢漏)，測漏正常無問題；
6、 入箱干燥(按現(xiàn)有生產(chǎn)工藝干燥)；
7、 干燥后測扭力，扭力達(dá)標(biāo)無凹墊開裂軟化現(xiàn)象；
8、 注液(按現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，注液量44.5士lg);
9、 化成(一次化成)，結(jié)束后抽真空充保護(hù)氣；
10、 點(diǎn)焊、封口；
11、 繼續(xù)二次化成及后續(xù)作業(yè)；
12、 用6mQ的導(dǎo)線直接連通負(fù)極連接片與殼體，測試其安全性能；
13、 在髙溫(85'C 95C)下測試電極鉚接性能及外觀。 結(jié)論是
1、 用導(dǎo)線直接連通負(fù)極連接片與殼體時(shí)，電芯不打火，循環(huán)后凹墊和極 耳均無異常；
2、 髙溫時(shí)沖片扭力合格，凹墊無開裂現(xiàn)象；
3、 干燥后沖片扭力合格，凹墊無軟化開裂現(xiàn)象。 實(shí)施例二
一種鋁殼鋰離子電池，包括殼蓋、殼體和容納于殼體內(nèi)的正負(fù)極極片，所 述殼蓋上設(shè)有兩個(gè)電極引出孔，分別連接有正極電極密封結(jié)構(gòu)和負(fù)極電極密封 結(jié)構(gòu)，所述電極密封結(jié)構(gòu)包括連接片、穿過電池殼蓋上鉚釘孔設(shè)置的鉚釘以及 位于電池殼蓋與鉚釘之間的凸形墊圈和套于鉚釘上、位于殼蓋與連接片之間的 凹形墊圈，所述殼蓋、殼體均為鋁殼；所述正極電極密封結(jié)構(gòu)的凹形墊圈和凸 形墊圈均由導(dǎo)電塑料構(gòu)成，導(dǎo)電塑料的電阻值為102 104歐姆。所述導(dǎo)電塑 料為聚乙烯與填充物質(zhì)的復(fù)合材料，所述填充物質(zhì)為石墨。
實(shí)施例三
一種鋁殼鋰離子電池，包括殼蓋、殼體和容納于殼體內(nèi)的正負(fù)極極片，所 述殼蓋上設(shè)有兩個(gè)電極引出孔，分別連接有正極電極密封結(jié)構(gòu)和負(fù)極電極密封 結(jié)構(gòu)，所述電極密封結(jié)構(gòu)包括連接片、穿過電池殼蓋上鉚釘孔設(shè)置的鉚釘以及 位于電池殼蓋與鉚釘之間的凸形墊圈和套于鉚釘上、位于殼蓋與連接片之間的 凹形墊圈，所述殼蓋、殼體均為鋁殼；所述正極電極密封結(jié)構(gòu)的凸形墊圈由導(dǎo) 電塑料構(gòu)成，導(dǎo)電塑料的電阻值為102 104歐姆。所述導(dǎo)電塑料為聚乙烯與 填充物質(zhì)的復(fù)合材料，所述填充物質(zhì)為金屬粉末。
權(quán)利要求
1.一種鋁殼鋰離子電池，包括殼蓋(1)、殼體(2)和容納于殼體(2)內(nèi)的正負(fù)極極片(3)，所述殼蓋上設(shè)有兩個(gè)電極引出孔，分別連接有正極電極密封結(jié)構(gòu)和負(fù)極電極密封結(jié)構(gòu)，所述電極密封結(jié)構(gòu)包括連接片(4)、穿過電池殼蓋(1)上鉚釘孔設(shè)置的鉚釘(5)以及位于電池殼蓋(1)與鉚釘(5)之間的凸形墊圈(6)和套于鉚釘(5)上、位于殼蓋(1)與連接片(4)之間的凹形墊圈(7)，其特征在于所述殼蓋(1)、殼體(2)均為鋁殼；所述正極電極密封結(jié)構(gòu)的凹形墊圈(7)和凸形墊圈(6)中至少一個(gè)由導(dǎo)電塑料構(gòu)成，導(dǎo)電塑料的電阻值為102～104歐姆。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁殼鋰離子電池，其特征在于所述導(dǎo)電塑料 為聚乙烯與填充物質(zhì)的復(fù)合材料，所述填充物質(zhì)選自金屬粉末、石墨和導(dǎo)電炭 黑中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁殼鋰離子電池，包括殼蓋、殼體和容納于殼體內(nèi)的正負(fù)極極片，所述殼蓋上設(shè)有兩個(gè)電極引出孔，分別連接有正極電極密封結(jié)構(gòu)和負(fù)極電極密封結(jié)構(gòu)，所述電極密封結(jié)構(gòu)包括連接片、穿過電池殼蓋上鉚釘孔設(shè)置的鉚釘以及位于電池殼蓋與鉚釘之間的凸形墊圈和套于鉚釘上、位于殼蓋與連接片之間的凹形墊圈，所述殼蓋、殼體均為鋁殼；所述正極電極密封結(jié)構(gòu)的凹形墊圈和凸形墊圈中至少一個(gè)由導(dǎo)電塑料構(gòu)成，導(dǎo)電塑料的電阻值為10²～10⁴歐姆。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了用鋁殼制作鋰離子電池，并能有效防止鋁殼被電解液腐蝕，而且電池安全可靠，不會出現(xiàn)打火現(xiàn)象。
文檔編號H01M2/30GK101345293SQ20081012463
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者偉 呂, 吳曉東, 超 王 申請人:蘇州星恒電源有限公司