一种宽温区锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽温区锂离子电池，属于化学电源领域。该电池包括正极片、负极片和电池顶盖，负极片为铜片，在其表面涂敷有负极浆料层，在顶盖中设置有串联在输出电路中的正温度系数热敏电阻，在顶盖中设置有排气阀，本实用新型专利技术在低温下具有较好的充放电性能，在高温下具有预警和保护的功能，具有较大的工作温度区间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了ー种锂离子电池，特别公开了ー种宽温区锂离子电池，属于化学电源领域。
技术介绍
锂离子电池的研究最早始于20世纪60 70年代的石油危机，当时主要集中在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池体系。尽管Exxon公司在20世纪70年代锂离子电池商品化的希望没有实现，但对锂离子电池的发展却起了很大的推动作用。从20世纪70年代层状的TiS2首次作为锂离子电池的正极材料，至20世纪80年代用层状的LiCo02作为正极材料，以至后来LiN02和LiMn204等过度金属氧化物作为正极材料都得到了广泛的研究。尤其是1997年橄榄石结构LiFePCM作为锂离子二次电池正极材料被报道以来，已经取得了一系列研究成果。研究表明LiFePCM具有170mAh / g的理论容量，3. 5V左右的电压平台，3.64g / cm3的质量密度。在低电流密度下LiFePCM中的Li几乎可以全部嵌入/脱嵌，并且可逆嵌入/脱嵌Li的数量会随着工作温度的升高而增加，表现出优良的高温稳定性和安全性，同时LiFePCM对环境友好，其制备的原料来源广泛，具有潜在的低成本，同时只要适当掺杂改性，亦可满足高倍率放电即满足动カ电池对正极材料的要求。磷酸铁锂锂离子电池因其卓越的“放电倍率，安全性能，低廉价格，环境友好”等综合性能，成为目前最合适的动カ型锂离子电池。但同时研究发现，磷酸铁 锂锂离子电池低温性能较差，电池容量随温度降低急剧下降，-20°C时容量仅为常温下的约60%，不利于较低温度下的性能发挥，限制了此类锂离子电池在寒冷地区或寒冷季节的使用。而高温吋，电池亦发热，内阻増大，作为动カ电池使用，放电倍率较高，更会造成电池内部温升加剧，内部压カ过高，传统设计的电池既无预警装置、又无法使气体及时排除，存在诸多安全隐患，不利于电池在较高温度下使用。
技术实现思路
本技术为提供一种宽温区锂离子动カ电池，这种电池具有较低的工作温度和较高工作温度下的安全性。本技术所提供的一种宽温区锂离子动カ电池，包括正极片、负极片和电池顶盖，负极片集流体为铜片，在其表面涂敷有负极浆料层，在顶盖中设置有串联在输出电路中的正温度系数热敏电阻，在顶盖中设置有排气阀，在顶盖中设置有与排气阀相联接的电流切断装置，所述的负极浆料层由弥散相石墨复合材料和弥散剂组成，本技术负极片由铜片和浆料层组成，浆料层由弥散相石墨复合材料、弥散剂组成，弥散剂包括导电添加剂和粘合剤，特别是，弥散相石墨复合材料的使用，提高了碳材料的比表面积和通道，提高了 Li+的扩散系数，_30°C时容量仍能达到常温下的约63%，-20°C时容量可达到常温下的70%以上，使得本技术所述的锂离子电池具有-30°C 60°C的很宽工作温区，电池盖帽增加了正温度系数热敏电阻的预警装置，增加了排气阀的防爆装置，盖帽结构的完善，利于高温时的预警和气体及时排出，可避免高温使用时电池出现内压过高现象，增强了高温下电池的安全性，正常情况下，正温度系数热敏电阻呈低阻状态，保证电路正常工作，当电路发生短路或窜入异常大电流时，其温度迅速上升，引起阻抗剧增，通过的电流变小，电路如同断开，达到预警保护目的，当异常消失后，自热不足以维持其高阻状态，其阻抗又恢复到低阻状态，电路预警解除，恢复正常。高温下，电池内部空气压强变大，当达到一定值后，排气阀两侧会被顶起，高压气体可从排气阀缝隙排出，气压降低到与外界一样时，排气阀片形状恢复常态，增加了电池高温使用的安全性。附图说明附图1是本技术顶盖的示意图。附图2是本技术负极片的示意图。具体实施方式为了更充分的解释本技术的实施，提供本技术的实施实例。这些实施实例仅仅是对该技术的阐述，不限制本技术的范围。如附图2所示，负极片集流体采用铜片5，在铜片5上涂敷有负极浆料层6，负极浆料层由弥散相石墨复合材料、相应的导电剂、粘结剂混合制成，其质量配比为92%的弥散相石墨复合材料(即纳米石墨和导电碳黑)，2%导电添加剂(可采用Al粉)，6%粘合剂 (可采用CMC :羟甲基纤维素和SBR :丁苯橡胶))，将其涂敷在铜片5表面与铜片5共同形成负极片，如附图1所示，在顶盖I中设置串联在输出电路中的正温度系数热敏电阻2，在顶盖 I中设置有排气阀3，在顶盖中设置有与排气阀相联接的电流切断装置4，将磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料，正极由磷酸铁锂复合材料、相应的导电剂、粘结剂和铝箔组成，将弥散相石墨复合材料作为锂离子电池负极材料，负极片由弥散相石墨复合材料、相应的导电剂、粘结剂和铜箔组成，其中，负极涂布浆料的质量配比为92%的弥散相石墨复合材料 (纳米石墨和导电碳黑)，2%导电添加剂(Al粉)，6%粘合剂(CMC和SBR)，经搅拌，涂布，辊压，制片，卷绕，入壳，焊底，滚槽，注液，焊盖帽，封口等工序，制得宽温区动力锂离子电池。本技术的目的实现过程为弥散相石墨复合材料的使用，提高了碳材料的比表面积和通道，提高了 Li+的扩散系数，-30°C时容量仍能达到常温下的约63%，-20°C时容量可达到常温下的70%以上，使得本技术所述的锂离子电池具有_30°C 60°C的很宽工作温区，电池顶盖I增加了正温度系数热敏电阻的预警装置，增加了排气阀3的防爆装置，顶盖I结构的完善，利于高温时的预警和气体及时排出，可避免高温使用时电池出现内压过高现象，增强了高温下电池的安全性，正常情况下，正温度系数热敏电阻2呈低阻状态，保证电路正常工作，当电路发生短路或窜入异常大电流时，其温度迅速上升，引起阻抗剧增，通过的电流变小，电路近似断开，达到预警保护目的，当异常消失后，自热不足以维持其高阻状态，其阻抗又恢复到低阻状态，电路预警解除，恢复正常。高温下，电池内部空气压强变大，当达到一定值后，排气阀3两侧会被顶起，高压气体可从排气阀缝隙排出，气压降低到与外界一样时，排气阀片形状恢复常态。在详细说明 本技术的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本技术技术方案的范围，且本专利技术实用新 型亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽温区锂离子电池，包括正极片、负极片和电池顶盖（1），其特征在于：负极片包括集流体铜片（5），在其表面涂敷有负极浆料层(6)制作成为负极片。

【技术特征摘要】
1.ー种宽温区锂离子电池，包括正极片、负极片和电池顶盖(1)，其特征在于负极片包括集流体铜片(5)，在其表面涂敷有负极浆料层(6)制作成为负极片。2.根据权利要求1所述的ー种宽温区锂离子电池，其特征在于在顶盖(I)中设置有串联在输出电路中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发顶，郑志杰，朱贤松，
申请(专利权)人：安阳金钟新能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：