專利名稱：鋰離子動力電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種充電電池，特別涉及一種鋰離子動力電池，屬于動力電池 領域，主要用于以鋰離子動力電池為動力源的各種混合式動力汽車和純電動汽 車等。
背景技術：
目前鋰離子動力電池的主要結構有兩種， 一種是將巻制好的電芯封t^圓 形或方形外殼中的巻制式鋰離子動力電池，但這種電池工作過程中電芯的散熱 僅靠內部空間的氣體對流交換及極小部分的介質導熱，因此這種結構的始終不
能有效地解決散熱問題，這就導致這種結構不能做到大容量(只能在10Ah左 右)鋰離子動力電池。即使有些廠家能將容量做大，也會由于溫升得不到解決 而使電池容量4艮快衰減，大大縮短了電池的壽命，甚至發生炸裂，得不償失。 因此經過改進目前的第二種鋰離子動力電池結構是將疊制好的疊層電芯封^ 圓形或方形外殼中的疊層式鋰離子動力電池，它具有導熱散熱效果好、可做大 容量電池、安全性好，循環壽命長等優點，特別是它的內阻低、功率密度高、 比能量高更使它優異性突出。這種疊層式鋰離子動力電池的疊層電芯包括有負 極片、正極片和絕緣隔膜，負極片和正極片依次相間排列，負極片和正極片之 間由絕緣隔膜隔開，最外層負極片的外側設置有絕緣隔膜，這些負極片、正極 片和絕緣隔膜按照上述所述排列次序一個個扁放而層層疊置在一起，而后一4殳 用膠帶將它們象整包打印紙一樣包起來，但要露出上面的負才及耳和正極耳，因 此電芯也叫疊層電芯。目前的這種疊層式鋰離子動力電池存在著如下缺陷(1 )、 抗震和耐擠壓能力差。不論是圓形還是方形疊層電芯包好后放在外殼內，由于 沒有固定和支撐，保護性差，因此疊層電芯在外殼內容易竄動，抗震和耐擠壓 能力差，容易造成鋰離子動力電池的損壞，從而使其循環使用壽命縮短；(2)、 易膨脹，安全性風險大。由于在鋰離子動力電池注液和化成后，由于疊層電芯 材料吸收電解液后產生膨H義充電化成產生的氣體，使鋰離子動力電池產生膨 脹，由于方形電池外殼不象圓形外殼四周的壓強是均勻一致的，中間會產生嚴 重的鼓包，圓形外殼雖然不象方形外殼那才羊產生嚴重的鼓包，但也存在著鼓包 的風險和可能，而鼓包會使電池中間鼓包部分內阻增高而產生發熱，進一步導 致電解液蒸發，使得鼓包部分的容量損失，甚至導致容量早期衰減，從而使其 循環壽命大大縮短，甚至帶來對電池的損壞，嚴重時還有爆炸的可能，帶來不 安全隱患。

發明內容
本發明的目的是提供一種抗震和耐擠壓能力好、不易鼓包、保護性好、循 環壽命長的鋰離子動力電池。
實現上述目的的技術方案是 一種鋰離子動力電池，包括外殼和疊層電芯， 外殼封裝在疊層電芯的外面，外殼上設置有缺口，缺口包括有安裝口和注液口， 負極極耳接頭和正極極耳接頭固定在外殼上，負極極耳接頭上部為負極接線端 子，正極極耳接頭上部為正極接線端子，負極接線端子和正極接線端子通過缺 口上的安裝口伸出外殼外部，疊層電芯包括有負極片、正極片和絕緣隔膜，負 極片和正極片依次相間排列，負極片和正極片之間由絕緣隔膜隔開，最外層極 片的外側也設置有絕緣隔膜，左右兩端均以負極片做為最外層極片，所有的負 極片均通過固定件與負極極耳接頭相連接，所有的正才及片均通過固定件與正極 極耳接頭相連接，還包括有夾持負極片、正極片和絕緣隔膜的兩塊側面夾板， 還包括有與疊層電芯的負極片、正極片和絕緣隔膜之間絕緣的定位柱，側面夾 板上開有走位孔，在絕緣隔膜、負極片和正極片上均開有與定位孔位置相匹配 的連接孔，定位柱穿過負極片、正極片和絕緣隔膜上的連接孔，與兩端的側面 夾板在定位孔處相固接。
進一步，所述的側面夾板與外殼在定位孔處相固接。
進一步，所述的外殼與側面夾板均為不銹鋼材料制作，定位柱也為不銹鋼 材料，不銹鋼材料的定位柱外面裝有絕緣套管。
進一步，所述的定位柱為穿芯鉚^r。
進一步，所述的負極片由兩片石墨材料制作的膜和一片銅箔組成，銅箔夾 持在兩片石墨材料制作的膜之間，銅箔上端作為負極耳，并在該負極耳上開有 讓固定件穿過的孔。
進一步，所述的正極片由兩片磷s吏鐵鋰材料制作的膜和一片鋁箔組成，鋁
箔夾持在兩片磷s臾鐵鋰材料制作的膜之間，鋁箔上端作為正極耳，并在該正極
耳上開有讓固定件穿過的孔。
進一步，所述的絕緣隔膜由兩片PP材料制作的膜和一片PE材料制作的膜 組成，PE材料制作的膜夾持在兩片PP材料制作的膜之間。 進一步，所述外殼的上下兩端卡裝有電池殼絕緣套。
進一步，所述外殼包括有箱體和蓋板，缺口開在蓋板上，缺口還包括有防 爆口，防爆口上貼有安全防爆膜，蓋板下面裝有電子安^fe,電子安裝板上與 缺口相對應的位置上開有下缺口 ，下缺口包括有定位安裝口 、注液通口和防爆
通孔。
進一步，所述的安全防爆膜為銅膜。采用上述技術方案后，本發明疊層電芯的負極片、正極片和絕緣隔膜夾持在兩塊側面夾板之間，定位柱穿過負極片、正極片和絕緣隔膜上的連接孔，與兩端的側面夾板在定位孔處相固接，特別再加上側面夾板與外殼在定位孔處相
固接，使得本發明的疊層電芯與外殼融為一體，這就帶來了下列好處(1)、抗
震和耐擠壓能力好。由于有定位柱的支撐，有側面夾板的固定保護，這就使得本發明的疊層電芯的抗震和耐擠壓能力好，疊層電芯在外殼內不會竄動，使本
發明的抗震和耐擠壓能力更強。因此本發明保護性好，循環使用壽命長；(2)、不易膨脹，安全性好。采用本發明的使得方形外殼鋰離子動力電池性能完全接近圓形外殼電池，使方形外殼四周的壓強均勻一致，解決了現有技術中鼓包的難題，而圓形外殼電池采用本方法也將它鼓包的風險降至更低，幾乎為零風險。而外殼中間不產生鼓包，因此不會造成本發明發熱，保持本發明的容量不會發生早期衰減，從而使其循環壽命大大延長，而且也避免了因發熱帶來的電池損壞或其它不安全現象的發生，安全性好；(3)、防護性好。本發明側面夾板在定位孔處相固接，側面夾板與外殼也在定位孔處相固接，固接處的結合點變薄，本發明安全性能好，使得一旦鋰離子動力電池因短路萬一出現問題，那么在爆炸前產生的高壓氣體會使側面夾板與外殼結合點受膨脹氣壓的作用，首先將定位柱拉斷，'露出結合點處的定位孔泄氣，避免爆炸的發生。因此側面夾板與外殼結合點處的定位孔起到了安全閥的作用，因此本發明防護性能好，安全性更高。


圖1為本—發明的主^L結構示意圖；圖2為圖1的4府一見圖；圖3為圖l的左一見圖；圖4為圖1的A—A剖面圖；圖5為圖1的B—B剖面圖；圖6為圖1的C一C剖碎見圖；圖7為圖6的D部放大圖8為去掉件1外殼和件4電子安裝板等的內部結構示意圖9為件5側面夾板結構示意圖10為件9負極片結構示意圖11為件IO正極片結構示意圖12為件7絕緣隔膜結構示意圖13為圖10的J一J剖視圖14為圖11的K一K剖4見圖；圖15為圖12的L一L剖面圖16為件21負極極耳接頭和件22正極極耳接頭的結構示意圖17為件11定位柱的結構示意圖18為件12絕纟彖套管的結構示意圖19為件26電池殼絕緣套的結構示意圖20為件1外殼上面部分件3蓋斧反的結構示意圖21為件4電子安裝才反的結構示意圖22為件1外殼下面部分件2箱體的結構示意圖。
具體實施例方式
下面纟備合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。
如圖1至圖22所示， 一種鋰離子動力電池，包括外殼l、電子安裝板4和疊層電芯16，還包括有銅材制作的負極極耳接頭21和鋁材制作的正極極耳接頭22,還包括有與疊層電芯16的負極片9、正極片10和絕緣隔膜7之間絕緣的定位柱ll,定位柱11由穿芯鉚釘做成，穿芯鉚釘中間外徑大兩端外徑小，定位柱11設置有三個，還包括有三個絕緣套管12,定位柱11為不銹鋼材料，還包括有兩塊側面夾板5，外殼1與側面夾板5均為不銹鋼材料制作，使用不銹鋼材料的外殼1和側面夾板5，更有利于散熱，而且耐腐蝕效果更好。外殼l封裝在電子安裝板4和疊層電芯16的外面，外殼1包括有箱體2和蓋板3，蓋板3下面裝有電子安裝板4，電子安裝板4由絕^#料制作。外殼l上設置有缺口 17，缺口 17開在蓋板3上，缺口 17包括有兩個安裝口 17-1和一個注液口 17-2以及一個防爆口 17-3，防爆口 17-3上貼有銅膜制作的安全防爆膜19,電子安裝板4上與缺口 17相對應的位置上開有下缺口 18,下缺口 18包括有兩個定位安裝口 18-1和一個注液通口 18-2以及一個防^暴通孑L 18-3。注液口 17-2開在蓋板3的一側，防爆口 17-3開在蓋板3中央，注液口 17-2開在防爆口 17-3兩側，注液口 17-2與注液通口 18-2位置正好相對應，夕卜殼1內充好電解g,將鉚釘23鉚入注液通口 18-2上面的注液口 17-2內密封。兩個定位安裝口 18-1上面均具有凸臺4-l，蓋板3上的缺口 17的兩個安裝口 17-1套在凸臺4-1外面。負極極耳接頭21上部為負極接線端子21-1 ，正極極耳4妻頭22上部為正極接線端子22-1,負才及接線端子21-1和正極接線端子22-1上均具有外螺紋，負極極耳接頭21 ,下部開有連接負極耳9-1-1的連接孔21-2,正極極耳接頭22下部開有連接正極耳10-1-1的連接孔22-2,負極接線端子21-1和正極接線端子22-1通過電子安裝板4上的定位安裝口 18-1伸出外殼1的安裝口 17-1外部，在負極接線端子21-1和正極接線端子22-1上分別套上絕緣墊圈24，并旋上固定螺母25進行固定。負極極耳接頭21和正極極耳接頭22固定在電子安裝板4上。疊層電芯16包括有負極片9、正極片10和絕緣隔膜7。負極片9和正極片10依次相間排列，負極片9和正極片10之間由絕緣隔膜7隔開，最外層極片的外側也設置有絕緣隔膜7，左右兩端均以負極片9做為最外層極片，即按照絕緣隔膜7、負極片9、絕緣隔膜7、正極片10、絕緣隔膜7、負極片9、絕緣隔膜7、正極片10、絕緣隔膜7……絕緣隔膜7、負極片9、絕緣隔膜7排列，所有的負極片9均通過固定件20與負極極耳接頭21相固接,所有的正極片10均通過固定件20與正極極耳接頭22相固接，所述的固定件20為固定螺栓。兩塊側面夾板5夾持在按上述次序排列的負極片9、正極片10和絕緣隔膜7的外側，在兩塊側面夾板5上各開有三個定位孔5-1,定位孔5-1開在側面夾板5中間容易鼓包位置處，在絕緣隔膜7、負極片9和正極片10上均開有與三個定位孔5-1位置相匹配的三個連接孔19,連接孔19為圓孔，連接孔19的大小和形狀與絕緣套管12的外徑相同。裝有絕緣套管12的定位柱11穿過負極片9、正極片10和絕緣隔膜7上的連接孔19,與兩端的側面夾板5在定位孔5-1處通過鉚接相固接。所述的側面夾板5與外殼1在定位孔5-1處通過外部點焊相固接。
如圖4和圖13所示，所述的負極片9由兩片石墨材料制作的膜9-2和一片銅箔9-1組成，銅箔9-1夾持在兩片石墨材料制作的膜9-2之間，銅箔9-1上端作為負才及耳9-1-1，并在該負才及耳9-1-1上開有讓固定件20穿過的孔9-3。多個負極耳9-1-1疊在一起形成負極耳群，固定件20通過孔9-3和連接孔21-2將負極耳群與負極極耳接頭21固接在一起。負極片9上的熱量和電流通過負極耳群和固定件20固定螺栓直##遞給負極極耳接頭21,熱量通過負極極耳接頭21及時地tt出去。
如圖5和圖14所示，所述的正極片10由兩片磷酸鐵鋰材料制作的膜10-2和一片鋁縛10-1組成，鋁箔10-1夾持在兩片磷酸鐵鋰材料制作的膜10-2之間，鋁箔10-1上端作為正極耳10-1-1，并在該正極耳10-1-1上開有讓固定件20穿過的孔10-3。多個正極耳10-1-1疊在一起形成正才及耳群，固定件20通過孔10-3和連接孔22-2將正極耳群與正極極耳接頭22固接在一起。正極片10上的熱量和電流通iti極耳群和固定件20固定螺栓直4勤專遞給正極極耳接頭22,熱量通過正極極耳接頭22及時地^出去。
如圖15所示，所述的絕緣隔膜7由兩片PP材料制作的膜7-2和一片PE材料制作的膜7-l組成，PE材料制作的膜7-1夾持在兩片PP材料制作的膜7-2之間。
如圖1、圖2和圖19所示，外殼1的上下兩端卡裝有電池殼絕緣套26，電池殼絕緣套26由絕纟^#料制作。電池殼絕緣套26為可拆卸式。
除上速實施例外，本發明外殼1和兩塊側面夾板5還可采用塑料材料制作，定位柱11也可采用塑料材料制作，這時就不需要使用絕緣套管12。本發明中電子安裝板4除具有絕緣作用以外，還對外殼l具有支撐作用，使外殼l更加
牢固，抗震抗壓，使固定在蓋板3上的負極極耳接頭21和正極極耳接頭22更力口穩固。本發明新型的電子安^^反4還可采用兩個絕緣墊圈代替， 一個絕緣墊圈墊在蓋板3安裝口 17-1與負極極耳接頭21之間，另 一個絕緣墊圈墊在蓋板3安裝口 17-1與正極極耳接頭22之間。
可將多個本發明組合成鋰離子動力電池組使用，以才是高鋰離子動力電池的功率。當多個本發明組合成鋰離子動力電池組使用時，電池殼絕緣套26既能起到絕緣的作用，又可使多個本發明的外殼l之間始終保持有間隙，有利于散熱，提高本發明的循環使用壽命。單個本發明使用時，電池殼絕緣套26可拆去或不裝。
本發明不限于上述實施例，凡采用等同替換或等效替換形成的技術方案均屬于本發明要求保護的范圍。
權利要求
1、一種鋰離子動力電池，包括外殼(1)和疊層電芯(16)，外殼(1)封裝在疊層電芯(16)的外面，外殼(1)上設置有缺口(17)，缺口(17)包括有安裝口(17-1)和注液口(17-2)，負極極耳接頭(21)和正極極耳接頭(22)固定在外殼(1)上，負極極耳接頭(21)上部為負極接線端子(21-1)，正極極耳接頭(22)上部為正極接線端子(22-1)，負極接線端子(21-1)和正極接線端子(22-1)通過缺口(17)上的安裝口(17-1)伸出外殼(1)外部，疊層電芯(16)包括有負極片(9)、正極片(10)和絕緣隔膜(7)，負極片(9)和正極片(10)依次相間排列，負極片(9)和正極片(10)之間由絕緣隔膜(7)隔開，最外層極片的外側也設置有絕緣隔膜(7)，左右兩端均以負極片(9)做為最外層極片，所有的負極片(9)均通過固定件(20)與負極極耳接頭(21)相連接，所有的正極片(10)均通過固定件(20)與正極極耳接頭(22)相連接，其特征在于還包括有夾持負極片(9)、正極片(10)和絕緣隔膜(7)的兩塊側面夾板(5)，還包括有與疊層電芯(16)的負極片(9)、正極片(10)和絕緣隔膜(7)之間絕緣的定位柱(11)，側面夾板(5)上開有定位孔(5-1)，在絕緣隔膜(7)、負極片(9)和正極片(10)上均開有與定位孔(5-1)位置相匹配的連接孔(19)，定位柱(11)穿過負極片(9)、正極片(10)和絕緣隔膜(7)上的連接孔(19)，與兩端的側面夾板(5)在定位孔(5-1)處相固接。
2、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的側面夾 板(5 )與外殼(1)在定位孔(5-1)處相固接。
3、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的外殼(1) 與側面夾板(5 )均為不4秀鋼材料制作，定位柱(11)也為不銹鋼材料，不銹鋼 材料的定位柱(11 )外面裝有絕緣套管(12)。
4、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的定位柱 (11)為穿芯鉚釘。
5、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的負極片(9) 由兩片石墨材料制作的膜(9-2)和一片銅箔(9-1)組成，銅箔(9-1)夾 持在兩片石墨材料制作的膜(9-2)之間，銅箔(9-1)上端作為負極耳(9-1-1 )， 并在該負極耳(9-1-1 )上開有讓固定件(20)穿過的孔(9-3)。
6、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的正極片(10) 由兩片磷酸鐵鋰材料制作的膜(10-2)和一片鋁箔(10-1)組成，鋁箔 (10-1)夾持在兩片磷酸鐵鋰材料制作的膜(10-2)之間，鋁箔(10-1)上端作為正極耳(10-1-1),并在該正才及耳(10-1-1)上開有讓固定件(20)穿過的孔(10-3 )。
7、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的絕緣隔 膜(7)由兩片PP材料制作的膜(7-2)和一片PE材料制作的膜(7-1)組成， PE材料制作的膜(7-1 )夾持在兩片PP材料制作的膜(7-2)之間。
8、 根據權利要求l所述的鋰離子動力電池，其特征在于:所述外殼(1) 的上下兩端卡裝有電池殼絕緣套(26)。
9、 根據權利要求l所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述外殼(1) 包括有箱體(2)和蓋板(3)，缺口 (17)開在蓋板(3)上，缺口 (17)還包 括有防爆口 (17-3)，防爆口 ( 17-3 )上貼有安全防爆膜(19 )，蓋板(3)下面 裝有電子安裝板(4 ),電子安裝板(4 )上與缺口 ( 17 )相對應的位置上開有下 缺口 (18),下缺口 (18)包括有定位安裝口 (18-1)、注液通口 (18-2)和防 火暴通孑L ( 18-3 )。
10、 根據權利要求9所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的安全防 爆膜(19 )為銅膜。
全文摘要
本發明涉及一種鋰離子動力電池，它包括疊層電芯(16)，疊層電芯(16)包括負極片(9)、正極片(10)和絕緣隔膜(7)，負極片(9)和正極片(10)依次相間排列，本發明還包括夾持負極片(9)、正極片(10)和絕緣隔膜(7)的兩塊側面夾板(5)，還包括有定位柱(11)，側面夾板(5)上開有定位孔(5-1)，在絕緣隔膜(7)、負極片(9)和正極片(10)上均開有與定位孔(5-1)位置相匹配的連接孔(19)，定位柱(11)穿過負極片(9)、正極片(10)和絕緣隔膜(7)上的連接孔(19)，與兩端的側面夾板(5)在定位孔(5-1)處相固接。本發明抗震和耐擠壓能力好、不易鼓包、循環壽命長。
文檔編號H01M10/36GK101635371SQ20091003283
公開日2010年1月27日 申請日期2009年6月4日 優先權日2009年6月4日
發明者周金平 申請人:周金平