專利名稱：大容量金屬外殼鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大容量金屬外殼鋰離子二次電池，屬能源領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有高容量和高比能量的優(yōu)點，近年來得到迅速的發(fā)展和應用，在很多應用領(lǐng)域逐漸取代了鎳鎘電池和鎳氫電池，目前已廣泛在電動自行車、電動摩托和電動汽車進行推廣應用，現(xiàn)有大容量金屬外殼鋰離子二次電池，正、負極端子通常采用螺栓連接方式，也有的電池的一極端子采用鉚接方式連接，另外一極端子為電池殼體。但是由于該種電池的電壓高，采用非水電解液，而且通常成組使用，所以在濫用的情況下，容易發(fā)生爆炸起火等安全問題，其原因之一是正、負電極端子通常采用螺栓連接的栓接方法，由于使用于交通工具或移動設(shè)備中，振動力大，螺栓極易松弛，造成電解液泄漏，電池組短路而發(fā)生事故，同時批量生產(chǎn)時電池的組裝工藝復雜，難以達到高度密封，而現(xiàn)有的以金屬外殼為電池的正極或負極的電池單體組成的電池組則在使用時存在很大的短路隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了克服上述已有技術(shù)的缺點與不足而提供一種鉚釘固定電極端子的大容量金屬外殼鋰離子二次電池，從而提高了電池的密封性能，改善了鋰離子二次電池組的安全性能和電化學性能，尤其是大電流充放電性能，也簡化了生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)的大容量金屬外殼鋰離子二次電池，它包括殼體(3)、封口蓋板(1)、電池芯(2)、防爆孔(6)、注液孔(7)、正極端子(4)和負極端子(5)，其特征在于正極端子和負極端子在封口蓋板兩端，防爆孔在正、負極端子之間，注液孔在封口蓋板的一端邊角上，正極端子和負極端子分別由置于兩端的上墊板(8)、上絕緣體(9)和置于封口蓋板基體下面的下絕緣板(10)、正、負極極耳(11，14)組成，上墊板和上絕緣體為長圓形片體，上絕緣體上面有可置入長圓形片體上墊板的長圓形凹槽，槽內(nèi)有兩個或兩個以上的圓孔，圓孔底面有管狀凸臺，管狀凸臺外徑與封口蓋板基體上的同心圓孔緊配合，內(nèi)徑與鉚釘柱緊配合，凸臺高度與封口蓋板基體厚度相同，下絕緣板為長方形片體，用兩個或兩個以上的鉚釘(12)穿過正或負極極耳上端、下絕緣板、封口蓋板基體、上絕緣體和上墊板的同心孔鉚接一體，正、負極極耳下端與電池芯上的正、負極極耳對應連接。
所述的電池芯由正極極板、隔膜和負極極板卷繞而成的兩個或兩個以上的卷芯并聯(lián)組成；所述的鉚釘為實心鉚釘，正極端子所用鉚釘材料為鋁或鋁合金，負極端子所用鉚釘材料為鋁或銅及其合金。
本發(fā)明所述的大容量的金屬外殼鋰離子二次電池，其容量一般在5安時以上，金屬殼體為不銹鋼、鋁合金或鍍鎳鐵材料經(jīng)拉伸或沖壓而成，封口蓋板基體材料與殼體材料相同，由金屬模沖制而成，在封口蓋板基體兩個邊角處沖出“+”、“-”刻痕為電池正、負極標識，注液孔用于灌注電解液，可用小鋼珠或可塑性金屬塊壓入密封，防爆孔為電池安全閥，注液孔在封口蓋板的一端邊角上，通常用金屬箔片釬焊方式焊接或用高強度粘接劑密封，電池芯由正、負極極板與隔膜經(jīng)卷繞而成的兩個或兩個以上的卷芯并聯(lián)組成，正極材料為鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰或磷酸亞鐵鋰，負極材料為碳材料或其它可嵌鋰化合物，上絕緣體、下絕緣板采用具有高絕緣性高分子材料注塑而成，通常使用的高分子材料為聚丙烯或含氟樹脂。
由于采取上述技術(shù)方案使本發(fā)明技術(shù)與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點及效果(a)電池殼體與正、負極端子絕緣，提高了電池組的安全性，(b)提高密封性能，改善電池的電化學性能，也簡化了生產(chǎn)工藝，(c)采用兩個或兩個以上鉚釘鉚接可有效地減少電池的內(nèi)阻，提高電池的大電流輸出能力，降低了電池的無效空間高度，提高電池的體積比能量。
(d)電池芯采用卷繞成的兩個或兩個以上的卷芯并聯(lián)組成，也有效地降低了電池內(nèi)阻，而且易于實現(xiàn)，生產(chǎn)工藝簡單。


圖1為本發(fā)明的鋰離子二次電池結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為電池正、負極端子組裝前后狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式
大容量金屬外殼鋰離子二次電池，由圖1所示，它包括殼體(3)、封口蓋板(1)、電池芯(2)、防爆孔(6)、注液孔(7)、正極端子(4)和負極端子(5)，正極端子和負極端子在封口蓋板兩端，防爆孔在正、負極端子之間、注液孔在封口蓋板的一端邊角上，正極端子和負極端子分別由置于兩端的上墊板(8)、上絕緣體(9)和置于封口蓋板基體(13)下面的下絕緣板(10)、正、負極極耳(11，14)組成，上墊板和上絕緣體為長圓形片體，上絕緣體上面有可置入長圓形片體上墊板的長圓形凹槽，槽內(nèi)有兩個或兩個以上圓孔，圓孔底面有管狀凸臺(圖中未示)，管狀凸臺外徑與封口蓋板基體上的同心圓緊配合，內(nèi)徑與鉚釘柱緊配合，凸臺高度與封口基體厚度相同，通過管狀凸臺可使鉚釘與封口蓋板絕緣，提高了電池組的安全性，下絕緣板為長方形片體，用兩個或兩個以上鉚釘(12)穿過正或負極極耳上端、下絕緣板、封口蓋板基體、上絕緣體和上墊板的同心孔鉚接一體，正、負極極耳下端與電池芯上的正、負極極耳對應連接，由圖2所示，圖2左側(cè)圖為組裝前狀態(tài)，右側(cè)圖為組裝后狀態(tài)，這種鉚釘為實心鉚釘，正極端子所用鉚釘材料為鋁或鋁合金，負極端子所用鉚釘材料為鋁或銅及其合金。這種連接電極的方法不僅可使正、負極端子與殼體絕緣而且還降低電池的無效空間高度，提高電池的體積比能量，避免了因螺栓松動產(chǎn)生電池漏液和短路的現(xiàn)象發(fā)生。
上絕緣體通過模具注塑制作，在封口蓋板基體兩端分別沖出兩個孔或兩個以上的孔，孔徑大小與上絕緣體上的管狀凸臺外徑可緊配合，這樣可使組裝后的正負極端子與外殼絕緣，中間沖一個防爆孔，一端邊角處沖一個注液孔，上墊板、下絕緣板和正、負極極耳上端也分別沖出與封口蓋板基體孔間距相同的兩個孔或兩個以上的孔，孔徑大小與鉚釘柱直徑緊配合。組裝時，用兩個或兩個以上鉚釘穿過正或負極極耳上端、下絕緣板、封口蓋板基體、上絕緣體和上墊板的同心孔鉚接一體，將電池芯放入殼體中，封口蓋板上的正或負極極耳的下端分別與電池芯的正或負極極耳用電阻焊或超聲焊連接，然后用激光焊或折邊密封的方式將封口蓋板與殼體連接一體。
本發(fā)明的技術(shù)也適用于鎳鎘或鎳氫動力電池，并達到同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種大容量金屬外殼鋰離子二次電池，它包括殼體(3)、封口蓋板(1)、電池芯(2)、防爆孔(6)、注液孔(7)、正極端子(4)和負極端子(5)，其特征在于正極端子和負極端子在封口蓋板兩端，防爆孔在正、負極端子之間，注液孔在封口蓋板的一端邊角上，正極端子和負極端子分別由置于兩端的上墊板(8)、上絕緣體(9)和置于封口蓋板基體下面的下絕緣板(10)、正、負極極耳(11，14)組成，上墊板和上絕緣體為長圓形片體，上絕緣體上面有可置入長圓形片體上墊板的長圓形凹槽，槽內(nèi)有兩個或兩個以上的圓孔，圓孔底面有管狀凸臺，管狀凸臺外徑與封口蓋板基體上的同心圓孔緊配合，內(nèi)徑與鉚釘柱緊配合，凸臺高度與封口蓋板基體厚度相同，下絕緣板為長方形片體，用兩個或兩個以上的鉚釘(12)穿過正或負極極耳上端、下絕緣板、封口蓋板基體、上絕緣體和上墊板的同心孔鉚接一體，正、負極極耳下端與電池芯上的正、負極極耳對應連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于所述的電池芯由正極極板、隔膜和負極極板卷繞而成的兩個或兩個以上的卷芯并聯(lián)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于所述的鉚釘為實心鉚釘，正極端子所用鉚釘材料為鋁或鋁合金，負極端子所用鉚釘材料為鋁或銅及其合金。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大容量金屬外殼鋰離子二次電池，其特征在于正極端子和負極端子分別由上墊板、上絕緣體和下絕緣板組成，上墊板和上絕緣體為長圓形片體，用兩個或兩個以上鉚釘穿過正或負極極耳上端、下絕緣板、封口蓋板基體、上絕緣體和上墊板的同心孔鉚接一體，正或負極極耳下端與電池芯上的正或負極極耳連接，電池芯由兩個或兩個以上卷繞成的卷芯并聯(lián)組成，該電池具有密封性好、電化學性能好，生產(chǎn)工藝簡單，由該電池單體組合成的電池組安全性高，降低了電池的無效空間高度，提高電池的體積比能量的優(yōu)點與效果。
文檔編號H01M2/00GK1655389SQ20051001138
公開日2005年8月17日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者其魯, 李建華, 安平, 朱修鋒 申請人:北京中信國安盟固利新材料技術(shù)研究院有限公司