三元高比能量动力电池及动力电池模块制造技术

本实用新型专利技术公开一种三元高比能量动力电池及动力电池模块，该动力电池包含壳体和壳体内的芯体；芯体包含：电解液，部分设置于电解液中的正极片和负极片，设置于正极片和负极片之间的隔膜；正极片和负极片的极耳伸出壳体外；正极片采用镍钴锰酸锂材料、富锂三元材料、或磷酸钒锂材料制成。本实用新型专利技术以三元正极材料替换现有的磷酸铁锂正极材料，提高电池的内阻、能量密度、循环性能、倍率性能和安全性能。

【技术实现步骤摘要】
三元高比能量动力电池及动力电池模块
本技术涉及动力电池技术，具体涉及一种三元高比能量动力电池及动力电池模块。
技术介绍
汽车是目前最重要的交通工具，基本上以燃油为主，目前燃油供求矛盾和环境污染问题日益严重，世界主要汽车生产国纷纷加快部署，大力发展和推广汽车节能技术，将发展新能源汽车产作为国家战略。节能与新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向，未来10年将迎来全球汽车产业转型升级的重要战略机遇期，其中以纯电动汽车，混动汽车为主的电动汽车是节能与新能源汽车发展的主要途径。以美国、日本、欧盟为代表的国家和地区相继发布实施了新的电动汽车发展战略。动力电池是新能源汽车的心脏，我国动力锂离子电池研究较晚，以锰酸锂或磷酸铁锂为正极材料的动力电池技术趋于稳定，其缺点在于，以锰酸锂或磷酸铁锂为正极的动力锂离子电池比能量低，续航里程短，价格成本居高不下。
技术实现思路
本技术公开一种三元高比能量动力电池及动力电池模块，提高电池续航时间、降低成本。为实现上述目的，本技术公开了一种三元高比能量动力电池，其特点是，该动力电池包含壳体和壳体内的芯体；芯体包含：电解液，部分设置于电解液中的正极片和负极片，设置于正极片和负极片之间的隔膜；正极片和负极片的极耳伸出壳体外；上述正极片采用镍钴锰酸锂材料、富锂三元材料、或磷酸钒锂材料制成。上述正极片中嵌设有一层半导体发热陶瓷层。上述负极片采用石墨、合金材料、或硅材料制成。上述负极片上涂覆有绝缘保护材料层。上述壳体采用铝合金硬壳结构。上述芯体采用卷绕式结构或叠片式结构。一种三元高比能量动力电池模块，其特点是，该电池模块包含上下层叠卡接的上框架、若干中间框架和下框架形成的框架体，上框架与其下面的中间框架之间、上下相邻的两个中间框架之间以及下框架与其上面的中间框架之间容置有如权利要求1至6中任一项权利要求所述的动力电池，上下相间隔的各动力电池之间经由电连接片相串联构成电池组，电池组的正、负极各自通过正极总连接片、负极总连接片引至上框架的上表面上。上述框架体的两个端面上卡扣有绝缘保护盖。本技术三元高比能量动力电池及动力电池模块和现有技术的相比，其优点在于，本技术以三元正极材料替换现有的磷酸铁锂正极材料，提高电池的内阻、能量密度、循环性能、倍率性能和安全性能；本技术在正极片行嵌入具有PTC效应的材料层，使极片洁颜油热阻断保护功能；本技术在负极片上涂覆绝缘保护材料层，改善电池针刺、过充等安全问题；本技术壳体采用铝合金硬壳结构，具有高可靠性、生产工艺简便、自动化程度高，提高生产效率即产品成品率。附图说明图1为本技术动力电池实施例一的结构示意图；图2为本技术动力电池实施例二的结构示意图；图3为本技术动力电池模块的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，进一步说明本技术的具体实施例。如图1所示，为一种三元高比能量动力电池的实施例一，电池单体的能量密度为180wh/kg以上。该动力电池包含芯体和壳体，芯体包含电解液、极组、隔膜103和PP保护片102，其中极组由正极极片101和负极极片104组成，正极极片101与负极极片104呈层叠式交叉叠放在一起构成极组，隔膜103呈之字形，将正极极片101和负极极片104分开，隔膜103采用厚度为40um的PP/PE/PP三层结构材质，起到绝缘的作用，在叠好的极组上下表面粘贴厚度为0.1mm的PP保护片102。正极极片101和负极极片104的极耳伸出壳体外。壳体采用铝合金硬壳结构，壳体同正极极耳和负极极耳上的胶块热熔封装而成，同时极耳同壳体绝缘。正极极片101采用镍钴锰酸锂材料、富锂三元材料、或磷酸钒锂材料制成；正极极片101中嵌设有一层半导体发热陶瓷层。负极极片104采用石墨、合金材料、或硅材料制成；负极极片104上涂覆有绝缘保护材料层。如图2所示，为一种三元高比能量动力电池的实施例二，该动力电池包含含芯体和壳体，芯体包含电解液、正极片201、陶瓷层隔离膜203、负极片202。芯体由正极片201、陶瓷层隔离膜203、负极片202沿卷绕轴向方向依次分别逐个往芯体一端移位（错位）层叠卷绕构成。壳体采用铝合金硬壳结构，正极片201电路连接正板式极耳204，负极片202电路连接负板式极耳205，正板式极耳204和负板式极耳205伸出壳体外。正极片201采用镍钴锰酸锂材料、富锂三元材料、或磷酸钒锂材料制成；正极片201中嵌设有一层半导体发热陶瓷层。负极片202采用石墨、合金材料、或硅材料制成；负极片202上涂覆有绝缘保护材料层。如图3所示，为一种三元高比能量动力电池模块，电池模块的能量密度为150wh/kg以上。该电池模块包含上下层叠卡接的上框架301、若干中间框架302和下框架303形成的框架体，上框架301与其下面的中间框架302之间、上下相邻的两个中间框架302之间以及下框架303与其上面的中间框架302之间容置动力电池，上下相间隔的各动力电池之间经由电连接片相串联构成电池组，电池组的正、负极各自通过正极总连接片305、负极总连接片306引至上框架301的上表面上，框架体的两个端面上卡扣有绝缘保护盖304。动力电池模块还包含有电路连接动力电池的CANbedded的第四代电池管理系统。动力电池采用能量型电池和功率型电池。能量型电池主要应用于小型电动车辆，各种移动电子设备和纯电动汽车，单体电池容量3-25Ah，比能量达到110WH/kg。功率型电池应用于电动工具，混合动力车和车电混合动力车，单体电池通量3-10Ah，最大放电电流倍率达到30C（20s），比功率大于3000W/kg。其中，动力电池包含有壳体和壳体内的芯体；芯体包含：电解液，部分设置于电解液中的正极片和负极片，设置于正极片和负极片之间的隔膜；正极片和负极片的极耳伸出壳体外；正极片采用镍钴锰酸锂材料、富锂三元材料、或磷酸钒锂材料制成，正极片中嵌设有一层半导体发热陶瓷层。负极片采用石墨、合金材料、或硅材料制成，负极片上涂覆有绝缘保护材料层。壳体采用铝合金硬壳结构。芯体采用卷绕式结构或叠片式结构。尽管本技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本技术的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本技术的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本技术的保护范围应由所附的权利要求来限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元高比能量动力电池，其特征在于，该动力电池包含壳体和壳体内的芯体；芯体包含：电解液，部分设置于电解液中的正极片和负极片，设置于正极片和负极片之间的隔膜；正极片和负极片的极耳伸出壳体外；所述正极片采用镍钴锰酸锂材料、富锂三元材料、或磷酸钒锂材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种三元高比能量动力电池，其特征在于，该动力电池包含壳体和壳体内的芯体；芯体包含：电解液，部分设置于电解液中的正极片和负极片，设置于正极片和负极片之间的隔膜；正极片和负极片的极耳伸出壳体外；所述正极片采用镍钴锰酸锂材料、富锂三元材料、或磷酸钒锂材料制成。2.如权利要求1所述的三元高比能量动力电池，其特征在于，所述正极片中嵌设有一层半导体发热陶瓷层。3.如权利要求1所述的三元高比能量动力电池，其特征在于，所述负极片采用石墨、合金材料、或硅材料制成。4.如权利要求1所述的三元高比能量动力电池，其特征在于，所述负极片上涂覆有绝缘保护材料层。5.如权利要求1所述的三元高比能量动力电池，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜春峰，
申请(专利权)人：上海航天工业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31