專利名稱：鋰離子動力電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種充電電池，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裝在圓 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 而使電池容量很快衰減，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M 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，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^&用膠帶將它們象整包打印紙一樣包起來， 但要露出上面的負極耳和正極耳，因此電芯也叫疊層電芯。絕緣隔膜具有隔離 電子的絕緣性能以及吸液持液的能力，目前的這種疊層式鋰離子動力電池存在 著如下缺陷(1 )、電解液容易揮發，造成絕緣隔膜電解液持有率低，吸附在疊 層電芯絕緣隔膜上的電解液量少，這使得鋰離子動力電池產生活化電阻，造成 內阻比較高，放電倍率低，使鋰離子動力電池發熱或損壞，充電效率下降，循 環壽命下降；(2)、現有的疊層式鋰離子動力電池溫升發熱問題一直解決的不理 想，這也造成了電池循環壽命的縮短。由于上述缺陷缺陷使現有的疊層式鋰離 子動力電^M盾環壽命一般在1000次左右。因此要想進一步提高鋰離子動力電池 的質量，需要解決疊層電芯絕緣隔膜上電解液持有率低和電池散熱的問題，但 這一直是無法從根本上解決的難題。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種疊層電芯絕緣隔膜上吸附電解液量多、內阻更低、放電倍率高、充電效率高、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4妻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，所有的正極片均通過固定件與正極 極耳接頭相連接，正極片與兩側相接的絕緣隔膜之間均填加有紙夾膜，最外側 絕緣隔膜與最外層負極片之間填加有紙夾膜，最外側絕緣隔膜的外側還填加有 導熱膜。
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酸鐵鋰材料制作的膜和一片鋁箔組成，鋁
箔夾持在兩片磷s^失鋰材料制作的膜之間，鋁箔上端作為正才及耳，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，所述的導熱膜為高溫鐵氟iO莫。 進一步，所述的外殼為不銹鋼材料制作 進一步，所述外殼的上下兩端卡裝有電池殼絕纟彖套。
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裝板，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4支術方案后，具有4艮多好處本實用新型采用的是正.極片與兩側 相接的絕緣隔膜之間均填加有紙夾膜，最外側絕緣隔膜與最外層負極片之間填 加有紙夾膜，最外側絕緣隔膜的外側還填加有導熱膜。由于填加的紙夾膜能更 進一步吸附電解液，吸附的電解液量大大增加，紙夾膜對電解液吸附率的提高， 使絕緣隔膜上電解液的持有率增大，因此疊層電芯絕緣隔膜上吸附電解液量充 足，這樣在電池內部化學反應過程中電解液的參加量大，因此本實用新型的內阻更低，放電倍率高，充電效率高，循環壽命更長。而填加的導熱力莫作為疊層 電芯兩端結束的隔離，能增加疊層電芯與外殼導熱系數和絕緣性能，起到更好 的絕緣和導熱散熱作用，通過散熱有效地解決了電池內部的溫升問題，也使得 本實用新型的充電效率更高，循環壽命更長，安全性更高。采用上述方案后的 本實用新型循環壽命可達到2000次左右，比現有的疊層式鋰離子動力電池循環 壽命提高了一倍。本實用新型設計巧妙，靠增加紙夾膜和兩端的導熱膜收到了 大大提高本實用新型循環壽命和安全性等多重功效，而成本卻4艮〗氐，因此本實 用新型性價比非常高。

圖1為本實用新型的主視結構示意圖2為圖1的i"府^見圖3為圖1的左視圖4為圖1的A—A剖面圖5為圖1的B—B剖面圖6為去掉件1外殼和件4電子安裝板等的內部結構示意圖； 圖7為件9負極片結構示意圖； 圖8為件IO正極片結構示意圖； 圖9為件7絕緣隔膜結構示意圖； 圖IO為圖7的J一J剖浮見圖； 圖11為圖8的K一K剖一見圖； 圖12為圖9的L一L剖面圖； 圖13為件6導熱膜和件8紙夾膜的結構示意圖； 圖14為件21負極極耳接頭和件22正極極耳接頭的結構示意圖； 圖15為件26電池殼絕緣套的結構示意圖； 圖16為件1外殼上面部分件3蓋板的結構示意圖； 圖17為件4電子安裝;f反的結構示意圖； 圖18為件1外殼下面部分件2箱體的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。 如圖1至圖18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。外殼1采用不銹鋼材料制作，這樣散熱和耐腐蝕效果更好，外殼1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由絕緣材料制作。外殼l上設置有缺口
617,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 n-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-l和一個注液通口 18-2以及一個防爆通孔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，外殼1內充好電解:^,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,正極極耳沖妄頭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，正扨j及耳4妄頭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4妻線端子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固定在外殼1的蓋板3上。 疊層電芯16包括有負極片9、正極片10和絕緣隔膜7，還包括有填加的紙夾膜 8和導熱膜6，負極片9和正極片IO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，正極片 10與兩側相接的絕緣隔膜7之間均填加有紙夾膜8，最外側絕緣隔膜7與最外 層負極片9之間填加有紙夾膜8，最外側絕緣隔膜7的外側還填加有導熱膜6， 做為結束隔離。也就是從結束隔離至最外層極片的排列順序依次為導熱膜6、 絕緣隔膜7、紙夾膜8、負極片9;與中間的正極片IO兩側從里到外相接的依 次是紙夾膜8、絕緣隔膜7,而與中間的負極片9兩側相接的還是絕緣隔膜7， 并不填加紙夾膜8。所述的導熱膜6為高溫鐵氟;0莫。將導熱膜6、絕緣隔膜7、 紙夾膜8、負極片9和正極片IO按上述順序層層疊置好后，外面包上膠帶5， 包時要露出負極片9上面的負極耳9-l-l和正極片IO上面的正極耳10-1-1。
如圖4和圖IO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。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固定螺栓直接傳遞給負極極耳接頭21,熱量通過負極極耳接頭21及時地M出去。
如圖5和圖11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疊在一起形成正極耳群，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固定螺栓直接傳遞給正極極耳接頭22,熱量 通過正極極耳4妻頭22及時地散發出去。
如圖12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15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由絕緣材料制作。電池殼絕緣套26為可拆卸式。
本實用新型中電子安裝板4除具有絕緣作用以外，還對外殼1具有支撐作 用，使外殼1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更加穩固。除上述實施例外，本實用新型的電子安裝板4還可采 用兩個絕緣墊圏代替， 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^彖墊圈墊在蓋板3安裝口 17-1與正核^及耳4妄頭22之間。
可將多個本實用新型組合成鋰離子動力電池組使用，以提高鋰離子動力電 池的功率。當多個本實用新型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，又可使多個本實用新型的外殼1之間始終保持有間隙， 有利于散熱，提高本實用新型的循環使用壽命。單個本實用新型使用時，電池 殼絕纟彖套26可拆去或不裝。
本實用新型不限于上述實施例，凡采用等同替換或等效替換形成的技術方 案均屬于本實用新型要求保護的范圍。
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，其特征在于正極片(10)與兩側相接的絕緣隔膜(7)之間均填加有紙夾膜(8)，最外側絕緣隔膜(7)與最外層負極片(9)之間填加有紙夾膜(8)，最外側絕緣隔膜(7)的外側還填加有導熱膜(6)。
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)。
3、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的正極片(10) 由兩片磷S臾鐵鋰材料制作的膜(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 )。
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。
5、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的導熱膜 (6)為高溫鐵氟iO莫。
6、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的外殼(1 ) 為不銹鋼材料制作。
7、 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述外殼(l) 的上下兩端卡裝有電池殼絕緣套(26)。
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) 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 少暴通孑L ( 18-3 )。
9、 根據權利要求8所述的鋰離子動力電池，其特征在于所述的安全防 爆月莫(19 )為銅膜。
專利摘要本實用新型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，負極片(9)和正極片(10)之間由絕緣隔膜(7)隔開，負極片(9)均通過固定件(20)與負極極耳接頭(21)相連，正極片(10)均通過固定件(20)與正極極耳接頭(22)相連，正極片(10)與兩側相接的絕緣隔膜(7)之間均填加有紙夾膜(8)，最外側絕緣隔膜(7)與最外層負極片(9)之間填加有紙夾膜(8)，最外側絕緣隔膜(7)的外側還填加有導熱膜(6)。本實用新型內阻更低，放電倍率高，充電效率高，循環壽命長，安全性高。
文檔編號H01M10/42GK201413846SQ20092004451
公開日2010年2月24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