專利名稱：圓柱型鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋰離子電池，尤其是一種具有良好安全性能的圓柱型鋰離子 電池。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會和科技的發(fā)展，攝像機、筆記本電腦、便攜式DVD和數(shù)碼相機等移動 設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛。圓柱型鋰離子電池作為一種綠色環(huán)保電池，具有能量密度高、工作 電壓高和使用壽命長等優(yōu)點，因此在各種移動設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。圓柱型鋰離子電池一般包括具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組，極片組由正極片、負極片和 間隔于正極片和負極片之間的隔離膜卷繞而成，具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組裝入電池殼體中并 充入電解液，然后通過電池蓋帽密封。通常，具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組中央具有一中心空間，中心空間是由于移除用于卷 繞極片組的卷針形成的。中心空間中插置有一中心管，中心管的設(shè)置基于以下原因1、抑制反復(fù)充放電過程導(dǎo)致的極片組中的正極片和負極片的變形。更具體地說， 當圓柱型鋰離子電池反復(fù)充電時，具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組會膨脹，極片組向外的膨脹會受 到電池殼體的限制，因此極片組只能向著中心空間膨脹。此時，位于中心空間區(qū)域的極片組 的正極片和負極片會產(chǎn)生變形，并可能在變形部位形成短路。因此，需要在中心空間區(qū)域插 入中心管，以防止極片組向中心空間變形，同時也可防止中心空間附近的正負極片發(fā)生變 形。2、防止圓柱型鋰離子電池被錯誤地投入火中和電池內(nèi)部的溫度超過200度時發(fā) 生斷裂或爆炸，此時，中心管充當電池內(nèi)部的氣體排出通道。通常，圓柱型鋰離子電池內(nèi)的 隔離膜是由微孔薄膜(如聚乙烯薄膜)制成，隔離膜有可能在200度或更高的溫度下融化， 融化的隔離膜可能會流入充當氣體排出管道的中心空間并堵塞通道。因此，插入中心管可 以保證氣體排出通道通暢。但是，請參閱圖1至圖4所示，現(xiàn)有圓柱型鋰離子電池10’至少具有以下缺陷中 心管60’的上端部602’和下端部606’的端面均位于同一水平面，由于中心管60’的長度 小于電池蓋帽40’的孔板404，和電池殼體20’的底部202，之間的距離，安裝于圓柱型鋰 離子電池10’中后，當圓柱型鋰離子電池10’倒放時，中心管60’的上端部602’在重力作 用下容易與電池蓋帽40’的孔板404’貼合并堵塞氣體排出通道；當圓柱型鋰離子電池10’ 正放時，中心管60’的下端部606’在重力作用下容易與電池殼體20’的底部202’貼合并 堵塞氣體排出通道，使得氣體難以及時排出，容易引發(fā)燃燒或爆炸等安全事故，嚴重影響了 圓柱型鋰離子電池10’的安全性能。有鑒于此，確有必要提供一種具有良好安全性能的圓柱型鋰離子電池。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種具有良好安全性能的圓柱型鋰離子電池。[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種圓柱型鋰離子電池，其包括電池殼 體；收容于電池殼體內(nèi)的極片組和填充于電池殼體內(nèi)的電解液，極片組的中央設(shè)有中心空 間，中心空間中設(shè)有中心管；以及密封組接于電池殼體上的電池蓋帽；其中，中心管的上端 部和/或下端部設(shè)有至少一個凹口。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型圓柱型鋰離子電池中，中心管的上端部和/或下端 部處設(shè)有凹口，當中心管貼合于電池蓋帽的孔板或電池殼體的底部時，凹口與電池蓋帽的 孔板或電池殼體的底部之間仍然存在間隙，此間隙可以充當氣體排出的通道，從而防止中 心管的氣體排出通道被堵塞，便于氣體快速排出，因此可以減少燃燒和爆炸等安全問題的 發(fā)生，顯著改善圓柱型鋰離子電池的安全性能。作為本實用新型圓柱型鋰離子電池的一種改進，所述中心管的上端部和/或下端 部設(shè)有多個凹口，各個凹口呈間隔分布。作為本實用新型圓柱型鋰離子電池的一種改進，所述凹口的輪廓線為光滑的弧 線。作為本實用新型圓柱型鋰離子電池一種改進，所述中心管的側(cè)壁上設(shè)有若干通 孔。作為本實用新型圓柱型鋰離子電池的一種改進，所述中心管的長度方向鄰近上端 部和下端部處分別設(shè)有傾斜的導(dǎo)引部。作為本實用新型圓柱型鋰離子電池的一種改進，所述中心管為中空的圓柱體。作為本實用新型圓柱型鋰離子電池的一種改進，所述中心管的側(cè)壁的外表面設(shè)有
一層絕緣膜。作為本實用新型圓柱型鋰離子電池的一種改進，所述電池蓋帽設(shè)有絕緣密封膠 圈、置于密封膠圈上且設(shè)有至少一個氣孔的孔板、電性連接于孔板上的防爆片和置于防爆 片上的頂蓋，頂蓋、防爆片和密封膠圈依次層疊并被所述電池殼體壓實密封。作為本實用新型圓柱型鋰離子電池的一種改進，當所述中心管貼合于所述電池蓋 帽的孔板或所述電池殼體的底部上時，所述中心管的凹口與所述電池蓋帽的孔板或所述電 池殼體的底部之間留有間隙。

下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
，對本實用新型圓柱型鋰離子電池及其有益 技術(shù)效果進行詳細說明，其中圖1所示為現(xiàn)有圓柱型鋰離子電池的中心管的剖視示意圖。圖2為圖1所示的中心管的俯視示意圖。圖3為裝設(shè)有圖1所示的中心管的現(xiàn)有圓柱型鋰離子電池的剖視示意圖，其中，中 心管的上端面貼合于電池蓋帽的孔板上。圖4為裝設(shè)有圖1所示的中心管的現(xiàn)有圓柱型鋰離子電池的另一個剖視示意圖， 其中，中心管的下端面貼合于電池殼體的底部上。圖5為本實用新型圓柱型鋰離子電池的中心管的剖視示意圖。圖6為圖5所示的中心管的俯視示意圖。圖7為裝設(shè)有圖5所示的中心管的本實用新型圓柱型鋰離子電池的剖視示意圖，
4其中，中心管的上端面貼合于電池蓋帽的孔板上。圖8為裝設(shè)有圖5所示的中心管的本實用新型圓柱型鋰離子電池的另一個剖視示 意圖，其中，中心管的下端面貼合于電池殼體的底部上。
具體實施方式
請參閱圖5至圖8所示，本實用新型圓柱型鋰離子電池10包括電池殼體20、收 容于電池殼體20內(nèi)的極片組30、填充于電池殼體20內(nèi)的電解液(未標注)，以及密封電池 殼體20的電池蓋帽40。極片組30的中央設(shè)有中心空間50，中心空間50中插置有中心管 60。請?zhí)貏e參照圖7所示，電池蓋帽40可通過鉚接或焊接密封組接于電池殼體20的 頂端，其包括臺階形絕緣密封膠圈400、置于密封膠圈400上且設(shè)有一氣孔402的孔板404、 通過焊接電性連接于孔板404上的防爆片406，以及疊加于密封膠圈400和防爆片406上且 并被電池殼體30壓實密封的頂蓋408，頂蓋408上設(shè)有排氣孔410。當電池內(nèi)部的氣體壓 力值超過預(yù)定的壓力值時，氣體可以通過氣孔402作用于防爆片406上并將防爆片406撕 裂，以及時排出電池內(nèi)的氣體，防止電池起火或爆炸。極片組30是由正極片、負極片和間隔于正極片和負極片之間的隔離膜卷繞而成， 極片組30的卷繞過程通過卷針(未圖示)實現(xiàn)，極片組30的具體制備過程如下正極片的制備以LiCoO2作為正極活性物質(zhì)，以碳黑作為導(dǎo)電劑，以聚偏二氟乙烯 (PVDF)作為粘結(jié)劑，以N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作為溶劑，將上述原料攪拌混合均勻形 成正極漿料；將正極漿料涂布在正極集流體鋁箔的兩面，干燥后，經(jīng)軋制、切割制成預(yù)定尺 寸的正極片。負極片的制備以石墨作為負極活性物質(zhì)，以聚偏二氟乙烯(PVDF)作為粘結(jié)劑， 以NMP作為溶劑，將上述原料攪拌混合均勻，形成負極漿料；將負極漿料涂布在負極集流體 銅箔的兩面，干燥后，經(jīng)軋制、切割制成預(yù)定尺寸的負極片。極片組的制備將根據(jù)前述工藝制備的正極片、負極片和聚乙烯隔離膜通過卷針 卷繞成極片組。極片組卷繞完畢后，移除用于卷繞極片組的卷針，形成位于極片組中央的中 心空間。圓柱型鋰離子電池的制備將按照前述工藝制備的極片組置于電池殼體中，將中 心管插入中心空間中，注入電解液，通過電池蓋帽密封，制得本實用新型圓柱型鋰離子電 池。以下結(jié)合圖5至圖8所示，詳細說明本實用新型圓柱型鋰離子電池10的中心管 60。請參照圖5和圖6所示，中心管60為一中空的圓柱體，其包括上端部602、與上端 部602相對的下端部606，以及位于上端部602和下端部606之間的側(cè)壁604。中心管60的上端部602的端面并非位于同一水平面上，而是至少部分凹陷形成上 凹口 603。在圖示實施方式中，上端部602處設(shè)有四個彼此隔離設(shè)置的上凹口 603。請?zhí)貏e 參閱圖7所示，當中心管60安裝于圓柱型鋰離子電池10中時，即使中心管60的上端部602 與電池蓋帽40的孔板404貼合，上凹口 603仍然可以充當氣體排出的通道，可以防止中心 管60的氣體排出通道被堵塞，便于氣體快速排出，減少燃燒和爆炸等安全問題的發(fā)生，改
5善圓柱型鋰離子電池10的安全性能。請繼續(xù)參照圖5和圖6所示，中心管60的下端部604的端面也并非位于同一水平 面上，而是至少部分凹陷形成下凹口 605。在圖示實施方式中，下端部604處設(shè)有四個彼此 隔離設(shè)置的下凹口 605。請?zhí)貏e參閱圖8所示，當中心管60安裝于圓柱型鋰離子電池10中 時，即使中心管60的下端部606與電池殼體20的底部202貼合，下凹口 605仍然可以充當 氣體排出的通道，可以防止中心管60的氣體通道被堵塞，便于氣體快速排出，減少燃燒和 爆炸等安全問題的發(fā)生，改善圓柱型鋰離子電池10的安全性能。上凹口 603和下凹口 605的開設(shè)過程相似先將中心管60的上端部602和下端部 604收成凹形，然后再在凹形沖切出上凹口 603和下凹口 605，最后經(jīng)研磨拋光消除毛刺，形 成輪廓線為光滑弧形的上凹口 603和下凹口 605。中心管60可以由任何具有耐熱、耐電解液腐蝕且具有良好加工性能的薄片材料 制成。例如，根據(jù)本實用新型的一個實施方式，中心管60可以由厚度約0. 05至0. 5mm的金 屬片材(如不銹鋼片材)制成。中心管60的側(cè)壁604上設(shè)有若干個通孔60d，通孔60d貫穿側(cè)壁604的厚度方向 延伸。通孔60d的設(shè)置不僅可以使得中心管60周圍的氣體容易快速排入中心管60中，減 小圓柱型鋰離子電池10的自身重量，而且可以有利于電解液被極片組30吸收。中心管60沿其長度方向的兩端，即鄰近圖5所示的中心管60的上端部602和下 端部606處分別設(shè)有一傾斜的導(dǎo)引部60e，以便于中心管60順利插入中心空間50中，防止 中心管60在插入過程中損害隔離膜和/或極片組30。在圖示實施方式中，導(dǎo)引部60e是在 卷制后通過壓制或拉拔成型。根據(jù)本實用新型的另一個具體實施方式
，中心管60的側(cè)壁604的外表面上還可以 涂布一層絕緣膜(未圖示)，以進一步防止圓柱型鋰離子電池10產(chǎn)生短路，改善圓柱型鋰離 子電池10的安全性能。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型圓柱型鋰離子電池10具有更好的安全性能中心管 60的上端部602和下端部606處分別設(shè)有上凹口 603和下凹口 605，當中心管60貼合于 電池蓋帽40的孔板404上時，上凹口 603與電池蓋帽40的孔板404之間仍然存在間隙， 此間隙可以充當氣體排出的通道，從而防止中心管60的氣體通道被堵塞，便于氣體快速排 出；當中心管60貼合于電池殼體20的底部202上時，下凹口 605與電池殼體20的底部202 之間仍然存在間隙，此間隙可以充當氣體排出的通道，從而防止中心管60的氣體通道被堵 塞，便于氣體快速排出。因此可以減少燃燒、沖殼和爆炸等安全問題的發(fā)生，改善圓柱型鋰 離子電池10的安全性能。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實 施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實施 方式，對本實用新型的一些修改和變更也應(yīng)當落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。 此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實 用新型構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求一種圓柱型鋰離子電池，其包括電池殼體；收容于電池殼體內(nèi)的極片組和填充于電池殼體內(nèi)的電解液，極片組的中央設(shè)有中心空間，中心空間中設(shè)有中心管；以及密封組接于電池殼體上的電池蓋帽；其特征在于所述中心管的上端部和/或下端部設(shè)有至少一個凹口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述中心管的上端部和/ 或下端部設(shè)有多個凹口，各個凹口呈間隔分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述凹口的輪廓線為 光滑的弧線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述中心管的側(cè)壁上設(shè)有 若干通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述中心管的長度方向鄰 近上端部和下端部處分別設(shè)有傾斜的導(dǎo)引部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述中心管為中空的圓柱體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述中心管的側(cè)壁的外表面設(shè)有一層絕緣膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于所述電池蓋帽設(shè)有絕緣密 封膠圈、置于密封膠圈上且設(shè)有至少一個氣孔的孔板、電性連接于孔板上的防爆片和置于 防爆片上的頂蓋，頂蓋、防爆片和密封膠圈依次層疊并被所述電池殼體壓實密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于當所述中心管貼合于所述 電池蓋帽的孔板或電池殼體的底部上時，所述中心管的凹口與所述電池蓋帽的孔板或所述 電池殼體的底部之間留有間隙。
專利摘要本實用新型公開了一種圓柱型鋰離子電池，其包括電池殼體；收容于電池殼體內(nèi)的極片組和填充于電池殼體內(nèi)的電解液，極片組的中央設(shè)有中心空間，中心空間中設(shè)有中心管；以及密封組接于電池殼體上的電池蓋帽；其中，中心管的上端部和/或下端部設(shè)有至少一個凹口。當中心管貼合于電池蓋帽的孔板或電池殼體的底部時，中心管的凹口與電池蓋帽的孔板或電池殼體的底部之間的間隙可充當氣體排出的通道，因此可以防止中心管的氣體排除通道被堵塞，減少燃燒和爆炸等安全問題的發(fā)生，改善圓柱型鋰離子電池的安全性能。
文檔編號H01M2/12GK201741763SQ201020520148
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者趙賓 申請人:東莞新能源電子科技有限公司