圆柱形锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种圆柱形锂离子电池，包括钢壳和套设在所述钢壳内的卷芯，所述卷芯由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，所述卷芯的最外层为负极片铜箔，在所述卷芯和所述钢壳之间填充设置有导电溶胀胶，所述负极片铜箔通过所述导电溶胀胶与所述钢壳电性连接，其中，所述导电溶胀胶在25℃的电解液中浸泡24h的体积膨胀率≥100％，所述导电溶胀胶的导电率≥10

cylindrical cell

The invention provides a cylindrical lithium ion battery, comprises a steel shell and is arranged at the core of the steel casing, the roll core is composed of an anode plate and a cathode plate and a winded, the outermost layer of the roll core for cathode copper foil, coil core and the conductive rubber filled with swelling set between the steel shell, the negative electrode foil through the conductive adhesive and the swelling steel shell is electrically connected with the conductive rubber swelling which is soaked in the electrolyte of 25 C in 24h volume expansion rate greater than 100%, the conductive rubber conductive swelling rate greater than 10

【技术实现步骤摘要】
圆柱形锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种圆柱形锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池具有电压高，重量轻，能量密度高、使用寿命长、自放电低且使用中无记忆效应的特点，目前已广泛应用于储能、电动等多方面。目前，圆柱形锂离子电池通过卷绕将制片后的正负极片与隔膜卷绕后入壳制备而成。通常，为防止卷芯松散影响电池性能(但不能保证卷芯不松动)，圆柱形锂离子电池在正极片、隔膜、负极片卷绕完成后使用绝缘胶纸在外层隔膜表面外部缠绕，形成卷芯。该结构的圆柱型锂离子电池，内部正极通过正极极耳与外部正极连通，内部负极与外部负极通过负极极耳来连通。由于常规的负极极耳材质如镍电阻率较大，导致圆柱形锂离子电池内阻较大，限制了圆柱形锂离子电池的大电流放电。此外，对于动力电池而言，其一致性至关重要，关系到配组、PACK及后续使用中多方面的问题。采用绝缘胶纸缠绕成卷芯，尽管能一定程度上防止结构松动，但是，在动力电池使用中，随着电动汽车长时间的振动、颠簸，电池内部容易发生电芯松动或焊接部分分离等现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种圆柱形锂离子电池，旨在解决现有采用绝缘胶纸卷绕形成的圆柱形锂离子电池，电池内阻较大、一致性差、抗震定能不足的问题。本专利技术是这样实现的，一种圆柱形锂离子电池，包括钢壳和套设在所述钢壳内的卷芯，所述卷芯由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，所述卷芯的最外层为负极片铜箔，在所述卷芯和所述钢壳之间填充设置有导电溶胀胶，所述负极片铜箔通过所述导电溶胀胶与所述钢壳电性连接，其中，所述导电溶胀胶在25℃的电解液中浸泡24h的体积膨胀率≥100％，所述导电溶胀胶的导电率≥104S/m。进一步的，所述导电溶胀胶由基材层和附着在所述基材层上的胶粘层组成，所述胶粘层由溶胀组分和导电组分组成，且所述胶粘层粘合在所述负极片铜箔。进一步的，所述溶胀组分为聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的至少一种。进一步的，所述导电组分为有机导电组分、金属粉末、石墨粉中的至少一种。进一步的，所述有机导电组分包括环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂，所述金属粉末包括铜、铝、铁、镍、锌、银、金。进一步的，所述圆柱形锂离子电池还包括负极极耳，且所述负极极耳的一端设置在所述负极片铜箔与所述导电溶胀胶之间，另一端与电池外部负极电性相连。进一步的，所述基材层包括铜箔、铝箔中的至少一种。进一步的，所述基材层的厚度≤60μm。进一步的，所述胶粘层的厚度≤100μm。进一步的，所述胶粘层由质量比为0.5:0.15:0.35的聚氨酯丙烯酸酯、环氧树脂、石墨粉组成。本专利技术提供的圆柱形锂离子电池，在所述负极片铜箔和所述钢壳之间填充设置有导电溶胀胶。所述导电溶胀胶同时具有较好的溶胀性能，不仅可以有效包覆卷芯，保证卷芯不松散；而且所述导电溶胀胶在电解液中具有溶胀功能，可以使得所述卷芯和外部钢壳紧密贴合，防止卷芯松动，从而提高圆柱形锂离子电池的一致性，提升了电池抗振性。由此得到的圆柱形锂离子电池即便在长时间的振动、颠簸条件下，电池内部也不容易发生电芯松动或焊接部分分离等现象。同时，由于本专利技术提供的圆柱形锂离子电池省去了最外层负极片上的隔膜，而所述导电溶胀胶具有导电性能，且与所述钢壳结合紧密，因此，所述负极片可以通过所述导电溶胀胶与外部钢壳实现电性连通，从而增加电子通道，有效降低电池内阻，增强倍率性能。此外，由于省去了负极片外层的隔膜，圆柱形锂离子电池内部多余空间可以用来延长正负极极片长度，故可以提高电池容量。附图说明图1是本专利技术实施例提供的圆柱形锂离子电池结构纵向切面结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的导电溶胀胶的切面示意图；图3是本专利技术实施例1与对比例1提供的试验前电池内阻单值图；图4是本专利技术实施例1与对比例1提供的振动后电池内阻单值图；图5是本专利技术实施例1与对比例1提供的滚筒测试后内阻变化单值图；图6是本专利技术实施例1与对比例1提供的倍率放电测试结果图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。结合图1、图2，本专利技术实施例提供了一种圆柱形锂离子电池，包括钢壳和套设在所述钢壳内的卷芯，所述卷芯由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，所述卷芯的最外层为负极片铜箔，在所述卷芯和所述钢壳之间填充设置有导电溶胀胶，所述负极片铜箔通过所述导电溶胀胶与所述钢壳电性连接，其中，所述导电溶胀胶在25℃的电解液中浸泡24h的体积膨胀率≥100％，所述导电溶胀胶的导电率≥104S/m。有别于常规的圆柱形锂离子电池(在卷芯的最外层，即负极片铜箔外的隔膜表面包裹绝缘胶，然后将卷芯放入钢壳)，本专利技术实施例在所述负极片铜箔上直接采用所述导电溶胀胶收尾，然后放入所述钢壳内部。由于所述导电溶胀胶同时具有较好的溶胀性能(在25℃的电解液中浸泡24h的体积膨胀率≥100％)，不仅可以有效包覆卷芯，保证卷芯不松散；而且所述导电溶胀胶在电解液中具有溶胀功能，可以使得所述卷芯和外部钢壳紧密贴合，防止卷芯松动，从而提高圆柱形锂离子电池的一致性，提升了电池抗振性。由此得到的圆柱形锂离子电池，即便在长时间的振动、颠簸条件下，电池内部也不容易发生电芯松动或焊接部分分离等现象。同时，由于本专利技术提供的圆柱形锂离子电池省去了最外层负极片上的隔膜，而所述导电溶胀胶具有导电性能(导电率≥104S/m)，且与所述钢壳结合紧密，因此，所述负极片可以通过所述导电溶胀胶与外部钢壳实现电性连通，从而增加电子通道，有效降低电池内阻，增强倍率性能。此外，由于省去了负极片外层的隔膜，圆柱形锂离子电池内部多余空间可以用来延长正负极极片长度，故可以提高电池容量。具体的，本专利技术实施例中，所述圆柱形锂离子电池还包括负极极耳，所述负极极耳的一端设置在所述负极片铜箔与所述导电溶胀胶之间，另一端与电池外部负极电性相连，由此在保证所述负极片与外部钢壳电性连通的前提下，实现所述负极片与外部负极(图中未画出)之间的导电性连接。其中，所述负极片极耳的一端可以通过焊接与所述负极片铜箔实现电性连接；所述负极极耳的另一端也可以通过焊接与电池外部负极(即钢壳底部)实现电性连接。优选的，如图2所示，所述导电溶胀胶由基材层和附着在所述基材层上的胶粘层组成，所述胶粘层由溶胀组分和导电组分组成，且所述胶粘层粘合在所述负极片铜箔上。其中，所述溶胀组分在电解液存在条件下会发生体积膨胀，不仅能够有效填充在外层负极片和外部钢壳之间，提高电池一致性和抗震性，而且，可以更好地保证所述负极片与所述钢壳之间的导电性连接。具体的，本专利技术实施例中，所述基材层作为负载所述胶粘层的基体层，为了实现导电连通，其材料为导电材料，从而保证所述负极片与所述钢壳之间的导电性连接。具体优选的，所述基材层可以为导电性强的铜箔、铝箔中的至少一种。进一步优选的，所述基材层的厚度≤60μm。若所述基材层的厚度过厚，则会影响卷芯入壳。具体的，所述胶粘层同时兼具溶胀性能和导电性能。进一步优选的，所述溶胀组分为聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的至少一种。优选的所述溶胀组分在锂离子电解液中具有合适的体积膨胀率，能够保证电池的一致率，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆柱形锂离子电池，包括钢壳和套设在所述钢壳内的卷芯，所述卷芯由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，其特征在于，所述卷芯的最外层为负极片铜箔，在所述卷芯和所述钢壳之间填充设置有导电溶胀胶，所述负极片铜箔通过所述导电溶胀胶与所述钢壳电性连接，其中，所述导电溶胀胶在25℃的电解液中浸泡24h的体积膨胀率≥100％，所述导电溶胀胶的导电率≥10

【技术特征摘要】
1.一种圆柱形锂离子电池，包括钢壳和套设在所述钢壳内的卷芯，所述卷芯由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，其特征在于，所述卷芯的最外层为负极片铜箔，在所述卷芯和所述钢壳之间填充设置有导电溶胀胶，所述负极片铜箔通过所述导电溶胀胶与所述钢壳电性连接，其中，所述导电溶胀胶在25℃的电解液中浸泡24h的体积膨胀率≥100％，所述导电溶胀胶的导电率≥104S/m。2.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述导电溶胀胶由基材层和附着在所述基材层上的胶粘层组成，所述胶粘层由溶胀组分和导电组分组成，且所述胶粘层粘合在所述负极片铜箔上。3.如权利要求2所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述溶胀组分为聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的至少一种。4.如权利要求2所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述导电组分为有机导电组分、金属粉末、石墨粉中的至少一种。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：安永，杨俊，赵悠曼，乔亚非，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44