一种圆柱形锂离子三电极电池制造技术

本实用新型专利技术的一种圆柱形锂离子三电极电池，包含电芯、包裹电芯的外壳、参比电极、电解液以及异侧设置的正极输出端和负极输出端，电芯包括隔膜和位于隔膜异侧的电连接正极输出端的正极片和电连接负极输出端的负极片，正极片与负极片之间还设有轴向长度不小于隔膜轴向长度的外加隔膜，参比电极包括从外壳的负极一侧伸出的参比电极极柱和固定于电芯的连接部，连接部包括依次相连的与参比电极极柱连接的第一分段和位于隔膜和外加隔膜之间的第二分段，外壳的一端部设有用于密封电芯的负极一侧的且可供参比电极极柱穿设的内部绝缘密封件。该电池由负极引出参比电池极柱，不需要改变电芯、顶板等重要结构，工艺简单，气密性良好，可以稳定运行。可以稳定运行。可以稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱形锂离子三电极电池


[0001]本技术属于锂电池领域，具体涉及一种圆柱形锂离子三电极电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有体积小、能量高、无污染的优点，已经越来越广泛地应用于移动电话、数码相机等便携式电子产品。随着锂离子电池的不断普及，对于其材料、性能以及安全问题的研究工作也越来越多。电池研究工作涉及电化学中电极问题，为了更好地研究电池的正负极性能，经常引入第三个电极作为参比电极，以参比电极作为标准，分别测试正极或者负极相对于参比电极的电位。三电极系统是表征电化学反应过程的重要手段，可反应正、负单电极独立的氧化还原过程，是分析锂电池正、负极电势、阻抗等性能的重要工具。
[0003]现有的三电极锂离子电池的应用领域较窄，专利CN108630980A公开了一种锂离子三电极软包电池，包括：铝塑膜、电芯、参比电极、电解液、正极耳和负极耳。参比电极插入电芯内的一端包裹有锂片，正极耳和负极耳分别焊接连接电芯的正极和负极，铝塑膜包裹电芯和参比电极，且参比电极伸出铝塑膜。专利CN211700344U公开了一种带有参比极柱结构的锂电池盖板，包括盖板本体，盖板本体上设有正极柱、负极柱和防爆阀，正极柱与盖板本体电连接，负极柱与盖板本体绝缘。盖板本体穿设有连接定位孔，盖板本体通过连接定位孔连接有参比极柱结构。参比极柱结构包括固定在连接定位孔内与盖板本体密封绝缘连接的电极柱，电极柱为中空结构，其中部为注液孔。电极柱的顶端固定连接有电极端子。由于圆柱形电池的正极端盖通常需要设置较多安全部件，因而上述方案并不适用于对气密性要求苛刻，顶盖结构难以添加参比电极的圆柱形电池领域。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种圆柱形锂离子三电极电池，其使用了新的圆柱性外壳，于负极一侧引入了参比电极极柱，在不改变电池的顶盖、电芯和隔膜等重要结构的情况下，得到了一种工艺简单、气密性和稳定性良好的圆柱形锂离子三电极电池。
[0005]本技术的圆柱形锂离子三电极电池，包含电芯、包裹电芯的外壳、参比电极、电解液以及异侧设置的正极输出端和负极输出端，电芯包括隔膜和位于隔膜异侧的电连接正极输出端的正极片和电连接负极输出端的负极片，正极片与负极片之间还设有轴向长度不小于隔膜轴向长度的外加隔膜，参比电极包括从外壳的负极一侧伸出的参比电极极柱和固定于电芯的连接部，连接部包括依次相连的与参比电极极柱连接的第一分段和位于隔膜和外加隔膜之间的第二分段，外壳的一端部设有用于密封电芯的负极一侧的且可供参比电极极柱穿设的内部绝缘密封件。
[0006]区别于现有技术将参比电极由正极一侧引出的方案，本技术的圆柱形锂离子三电极电池采用了负极一侧固定有参比电极极柱的新型外壳，将参比电极由负极一侧引出，因此可以适用于正极盖板部分难以添加参比电极的圆柱形锂离子三电极电池领域。另外，通过外加隔膜和隔膜的配合对第二分段进行固定和绝缘，通过粘性层对第一分段进一
步固定和绝缘，使得第一分段更加稳定，不会干扰参比电极的测试结果，同时不需要改变现有圆柱形锂离子三电极电池的正极盖板、电芯等重要结构，制备工艺和成本较低，并且通过内部绝缘密封件取代了底部绝缘片对负极一侧进行密封，同时还有固定参比电极极柱的作用，进一步提高测试结果的稳定性。
[0007]进一步的，参比电极极柱与外壳的连接处设有外部绝缘密封件。通过外部绝缘密封件进一步对参比电极极柱和外壳的连接处进行密封固定，以提高电池的稳定性和测试结果的稳定性。进一步的，外部绝缘密封件的厚度为0.5～5mm。
[0008]进一步的，内部绝缘密封件的厚度为0.2～2mm。出于密封性和电池容量的考虑，可以对内部绝缘密封件的厚度进行调整。
[0009]进一步的，参比电极极柱的直径为1～3mm，长度为1～3cm。出于安装的便利和密封性的需求，可以对参比电极极柱的直径和长度进行调整。
[0010]进一步的，内部绝缘密封件的中部设有底焊孔，底焊孔的孔径为0.5～5mm。孔径过大会影响电池的密封性，孔径过小容易导致负极耳无法弯折并底焊于钢壳底部，因此需要合理设置底焊孔的孔径大小。
[0011]进一步的，连接部为直径20～200μm的铜丝。铜丝具有良好的导电性能且不容易与电解液发生反应，直径在这一范围的铜丝具有合适的电阻并且不会对电芯的结构造成明显影响。
[0012]进一步的，第一分段的长度为1～5cm。合理设置第一分段的长度，可以避免材料浪费或者对后续处理造成影响。
[0013]进一步的，第一分段与参比电极极柱连接的部分的长度为2～5mm。
[0014]进一步的，第一分段表面覆盖有胶纸，胶纸为极片胶。在确保对连接部的固定作用和不影响电池的性能的情况下，也可以使用其他粘性材料。
[0015]进一步的，第二分段长度为隔膜轴向长度的2/3～4/5。合理设置第二分段的长度可以保证检测结果的稳定性。
[0016]进一步的，连接部的表面设有锂层。制备完成的三电极电池在化成之后必须对参比电极进行前镀锂处理(即对铜丝表沉积一定厚度的锂金属)以满足参比电极的对锂电位(参比＝0V)稳定性和抗干扰性，镀锂方式分别对正极
‑
参比电极、负极
‑
参比电极分别施加1～200μA的电流，时间分别为0.5～24h，经过镀锂之后才能实现对锂电位的相关监控。
附图说明
[0017]图1为本技术圆柱形锂离子三电极电池一实施例的正视图。
[0018]图2为图1的圆柱形锂离子三电极电池的仰视图。
[0019]图3为本技术圆柱形锂离子三电极电池中电芯的部分展开图。
[0020]图4为图3的电芯于第二分段处的径向横截面图。
[0021]图5为第一实施例电池的放电过程的电极电位图。
[0022]元件标号
[0023]100
‑
圆柱形锂离子三电极电池；1
‑
外壳；11
‑
正极输出端；13
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负极输出端；2
‑
密封层；21
‑
内部绝缘密封件；211
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底焊孔；23
‑
外部绝缘密封件；3
‑
电芯；31
‑ꢀ
隔膜；33
‑
正极片；35
‑
负极片；37
‑
外加隔膜；4
‑
参比电极；41
‑
连接部；411
‑
第一分段；413
‑
第二分段；43
‑
参比
电极极柱。
具体实施方式
[0024]为更好地说明本技术的目的、技术方案和有益效果，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施例，但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面，需要说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆柱形锂离子三电极电池，包含电芯、包裹所述电芯的外壳、参比电极、电解液以及异侧设置的正极输出端和负极输出端，所述电芯包括隔膜和位于所述隔膜异侧的电连接所述正极输出端的正极片和电连接所述负极输出端的负极片，其特征在于，所述正极片与所述负极片之间还设有轴向长度不小于所述隔膜轴向长度的外加隔膜，所述参比电极包括从所述外壳的负极一侧伸出的参比电极极柱和固定于所述电芯的连接部，所述连接部包括依次相连的与所述参比电极极柱连接的第一分段和位于所述隔膜和所述外加隔膜之间的第二分段，所述外壳的一端部设有用于密封所述电芯的负极一侧的且可供所述参比电极极柱穿设的内部绝缘密封件。2.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子三电极电池，其特征在于，所述参比电极极柱与所述外壳的连接处设有外部绝缘密封件。3.根据权利要求2所述的圆柱形锂离子三电极电池，其特征在于，所述外部绝缘密封件的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱申保，赵悠曼，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：新型
国别省市：