一种圆柱锂离子二次电池制造技术

本实用新型专利技术属于储能电池领域，具体涉及一种圆柱锂离子二次电池，所述电池包括上端开口的壳体，设置于所述壳体内的极组，密闭设置于所述壳体上端开口处的盖帽，设置于所述极组的正极端与盖帽之间的集流盘，所述极组的负极端与所述壳体的下端通过第一导电胶层粘接，所述极组的正极端与所述集流盘通过第二导电胶层粘接，所述第一导电胶层的厚度为0.1

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱锂离子二次电池


[0001]本技术属于储能电池领域，具体涉及一种圆柱锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]21世纪，电动汽车取代燃油汽车已成为趋势，而锂离子二次电池是电动车的重要组成部分。电动车可分为纯电动车、插电混合电动车、48V微混电动车等。其中插电混合电动车，特别是48V微混电动车对电池的脉冲充放电倍率要求甚高，脉冲充电倍率要求在20-35C，脉冲放电倍率要求在30-50C，单体电池容量要求在8Ah-20Ah。
[0003]锂离子二次电池按照封装工艺可分为圆柱形电池、方形电池与软包电池。
[0004]迄今为止，能较好满足上述要求的为多极耳设计的叠片软包电池，但是软包电池生产工艺复杂；使用过程中，铝塑膜外壳易漏液，存在安全隐患。除此之外，软包电池单体之间一致性较差，成组效率低，使用寿命短，成本居高不下。
[0005]方形电池也有上述软包电池的优缺点，并且方形电池另一个缺点是散热性能比软包差。
[0006]圆柱电池是由松下18650小电池发展而来，即电池的外径为18mm、高度为65mm。普通小圆柱电池正负极制片时采用间隙涂布，目的是为了焊接条状极耳，需贴绝缘胶带、一般正负极片最多可引出极耳数量为3-4个，可满足一定倍率下的充放电要求，但无法满足微混电动车大倍率充放电要求，并且容量也无法满足要求，通常最大容量只有2-2.5Ah。但圆柱电池有生产效率高、电池一致性高、成组效率高、寿命长、成本较低等特点。
[0007]如果将圆柱小电池的工艺引入到圆柱大电池中，为了保证电流的输入，极耳数量必然成倍数增加，极耳焊接在一起难度加大，易出现虚焊问题，导致电池内阻波动大，成组后电池易失效；为此，人们提出了解决方法：电池极组端面整形，即对极组端面的箔形体进行高频振荡揉平，再进行集流盘激光焊接。该方法存在以下缺陷：一是正极集流体铝箔与负极集流体铜箔揉平过程中，易产生一定量的金属粉尘，轻则导致电池微短路自放电，严重的粉尘刺破隔膜，正负极短接，电池起火爆炸；二是集流盘与极组端面焊接时，因为激光焊接特点，集流盘与极组端面的焊接只能是局部的点焊接，导致电流在集流盘上分布不均，影响电池的功率性能、散热性能；三是因为端面集流体空箔面积大，降低了活性物质的涂覆面积，降低了电池能量密度；四是采用钢壳封装，负极集流盘一般通过点焊工艺与钢壳壳底相连，接触电阻较大，对于50A以上充放电电流，瞬间产生较大热量，局部温度远远高于80℃的电池安全温度，会出现电池负极SEI膜分解、电解液分解、正极活性物质分解等副反应发生，电池温度会进一步升高，易引发热失控等安全问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本技术提供了一种圆柱锂离子二次电池。
[0009]具体来说，本技术提供了如下技术方案：
[0010]一种圆柱锂离子二次电池，包括上端开口的壳体，设置于所述壳体内的极组，密闭
设置于所述壳体上端开口处的盖帽，设置于所述极组的正极端与盖帽之间的集流盘，所述极组的负极端与所述壳体的下端通过第一导电胶层粘接，所述极组的正极端与所述集流盘通过第二导电胶层粘接，所述第一导电胶层的厚度为0.1-0.5mm，所述第二导电胶层的厚度为0.1-0.5mm。
[0011]优选的，上述圆柱锂离子二次电池中，所述极组包括正极片、负极片及位于正极片和负极片之间的隔膜，所述正极片包括涂覆有正极活性物质的正极涂覆区和未涂覆有正极活性物质的正极空白区，所述负极片包括涂覆有负极活性物质的负极涂覆区和未涂覆有负极活性物质的负极空白区；
[0012]其中，所述负极空白区的宽度为2-4mm，所述隔膜的两端中任一端超出所述负极涂覆区的宽度为1-2mm，所述正极空白区的宽度为3-5mm，所述负极涂覆区的两端中任一端超出所述正极涂覆区的宽度为0.5-1mm。
[0013]优选的，上述圆柱锂离子二次电池中，所述第一导电胶层包括硅橡胶、聚偏氟乙烯和第一导电剂；进一步优选的，所述第一导电剂包括纳米炭黑颗粒、碳纳米管、碳纤维、石墨烯或VGCF。
[0014]优选的，上述圆柱锂离子二次电池中，所述第一导电胶层还包括引发剂，所述硅橡胶、聚偏氟乙烯、第一导电剂与所述引发剂的质量比为20-40:20-40:25-50：0.01-1，进一步优选为30-35:30-35:30-39：0.01-1。
[0015]优选的，上述第一导电胶层中，所述硅橡胶为甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基乙烯基苯基硅橡胶；
[0016]和/或，所述引发剂为双叔丁基过氧化异丙基苯(BIPB)、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BP)或2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)。
[0017]优选的，上述圆柱锂离子二次电池中，所述第二导电胶层包括硅橡胶、聚偏氟乙烯和第二导电剂；进一步优选的，所述第二导电剂包括纳米炭黑颗粒、碳纳米管、碳纤维、石墨烯或VGCF。
[0018]优选的，上述圆柱锂离子二次电池中，所述第二导电胶层还包括引发剂，所述硅橡胶、聚偏氟乙烯、第二导电剂与所述引发剂的质量比为20-40:20-40:25-50：0.01-1，进一步优选为30-35:30-35:30-39：0.01-1。
[0019]优选的，上述第二导电胶层中，所述硅橡胶为甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基乙烯基苯基硅橡胶；
[0020]和/或，所述引发剂为双叔丁基过氧化异丙基苯(BIPB)、过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BP)或2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)。
[0021]优选的，上述圆柱锂离子二次电池中，所述集流盘与所述盖帽通过极耳相连，所述集流盘与所述极耳通过激光焊接固定，所述集流体的材质为铝合金，所述极耳的材质为铝合金，所述极耳的另一端与所述盖帽通过激光焊接连接。
[0022]优选的，上述圆柱锂离子二次电池中，所述壳体为钢壳，钢壳内外表层电镀镍处理。
[0023]优选的，上述圆柱锂离子二次电池中，所述电池壳体位于所述极耳设有滚槽，所述滚槽围绕圆柱体一周。
[0024]上述圆柱锂离子二次电池的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)将正极片、负极片及位于正极片和负极片之间的隔膜卷绕形成极组，在所述极组的负极端涂覆导电胶；
[0026](2)以所述负极端朝下的方式将步骤(1)得到的极组放入上端开口的壳体内，高温处理使所述负极端的导电剂固化形成所述第一导电胶层；
[0027](3)在所述极组的正极端涂覆导电胶，然后在所述正极端上粘接集流盘，高温处理使所述正极端的导电剂固化形成所述第二导电胶层。
[0028]优选的，上述制备方法中，步骤(3)之后，还包括注入非水电解液、进行封口的步骤；更优选的，所述电解液包括溶剂、可溶性锂盐和添加剂，所述溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯或乙酸乙酯，所述可溶性锂盐为六氟磷酸锂，所述添加剂为丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、甲基二磺酸亚甲酯、二氟草酸磷酸锂或氟代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆柱锂离子二次电池，包括上端开口的壳体，设置于所述壳体内的极组，密闭设置于所述壳体上端开口处的盖帽，设置于所述极组的正极端与盖帽之间的集流盘，其特征在于：所述极组的负极端与所述壳体的下端通过第一导电胶层粘接，所述极组的正极端与所述集流盘通过第二导电胶层粘接，所述第一导电胶层的厚度为0.1-0.5mm，所述第二导电胶层的厚度为0.1-0.5mm。2.根据权利要求1所述的圆柱锂离子二次电池，其特征在于，所述极组包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元杰，王义源，宫颂，薄晋科，
申请(专利权)人：大连中比能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：