專利名稱：一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池本實(shí)用新型涉及到電池領(lǐng)域，特別是指一種鋰/亞硫酰氯(Li/S0Cl2)電池。
背景技術(shù)：
鋰/亞硫酰氯(Li/S0Cl2)電池是一種以鋰為陽極，碳作陰極載體，無水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯(SOCl2)溶液作電解液的鋰電池。鋰/亞硫酰氯電池具有比能量高、比功率大、放電電壓平穩(wěn)、溫度適用范圍廣、儲存壽命長等特性，在航空航天、水中兵器、導(dǎo)航設(shè)備、 地質(zhì)勘探、儀器儀表等軍事和民用工業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。鋰/亞硫酰氯電池是目前電池領(lǐng)域中比能量和比功率最高的一種電池。正是有著以上的優(yōu)異特性，近年來，鋰/亞硫酰氯電池在石油開采、地質(zhì)勘探中得到廣泛使用。在石油開采、地質(zhì)勘探工程中，需要對擬開采或勘察區(qū)域?qū)嵤┿@孔，一方面對鉆進(jìn)的這一長度內(nèi)的軌跡進(jìn)行測量，另一方面對鉆進(jìn)的這一長度內(nèi)的環(huán)境狀況進(jìn)行測量， 以采集和記錄各種工況數(shù)據(jù)。而充當(dāng)采集和記錄各種工況數(shù)據(jù)的動力，便是鋰/亞硫酰氯電池。鋰/亞硫酰氯電池隨著井下測量儀在鉆頭、鉆桿帶動下逐步進(jìn)入地下，不僅要承受越來越高的溫度考驗(yàn)，同時還要承受鉆頭、鉆桿的沖擊和震動。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，隨鉆下井的電池筒要能夠承受-40°C 175°C溫度的環(huán)境考驗(yàn)，同時還能夠承受振動加速度 196m/s2 (掃頻范圍20Hz 200Hz，掃描速率為loct/min)、沖擊加速度455m/s2，半正弦波形 Ilms的嚴(yán)苛工況考驗(yàn)。目前，國內(nèi)用于隨鉆井下測量儀下井的電池筒，大多使用國內(nèi)生產(chǎn)的略加改進(jìn)的鋰/亞硫酰氯電池?，F(xiàn)行的鋰/亞硫酰氯電池的結(jié)構(gòu)為包括一個殼體，殼體的內(nèi)部從下至上依次放置有底部絕緣片、電池芯體、上部絕緣片和金屬-玻璃封上蓋，電池芯體中灌注有電解液，電池芯體為多層卷狀結(jié)構(gòu)，依次包括隔膜、陰極極片、隔膜和陽極極片，隔膜為非編織的玻璃纖維，陰極極片為碳和聚四氟乙烯粘結(jié)劑與鎳?yán)W(wǎng)合膜，陽極極片為鋰與鎳?yán)W(wǎng)合膜，金屬-玻璃封上蓋的下部放置有頂部絕緣片，金屬-玻璃封上蓋的中心設(shè)置有中心柱，一只陰極極耳直接焊接在中心柱上，一只陽極極耳焊接在殼體的內(nèi)壁上，或夾焊在金屬-玻璃封上蓋與殼體的夾縫中?，F(xiàn)行結(jié)構(gòu)的鋰/亞硫酰氯電池，不僅耐高溫性能難以滿足井下較高溫度的環(huán)境考驗(yàn)，其內(nèi)在結(jié)構(gòu)也難以滿足井下振動、沖擊的嚴(yán)苛工況考驗(yàn)。這是因?yàn)?，首先，作為單極耳的陰極極耳難以滿足電池芯體的劇裂震動、沖擊而有可能脫焊或折斷；作為單極耳的陽極極耳在電池芯體的劇裂震動、沖擊下也有能脫焊或折斷；其次，一只陽極極耳焊接在電池殼體內(nèi)壁上，不僅操作不便，還可能存在虛焊，而一只陽極極耳夾焊在金屬-玻璃封上蓋與殼體的夾縫中的生產(chǎn)工藝，又會導(dǎo)致金屬-玻璃封上蓋與殼體的不同心，使環(huán)縫焊接的一致性降低；第三，由于金屬-玻璃封上蓋通常為圓柱體結(jié)構(gòu)，在將陽極極耳夾在金屬-玻璃封上蓋與殼體的夾縫中時，金屬-玻璃封上蓋的下端面邊緣與電池殼體端口相切，容易將陽極極耳切斷，從而導(dǎo)致虛焊。另外，一些電池生產(chǎn)企業(yè)為了克服井下較高溫度對電池的影響，采用減少電池內(nèi)部活性物質(zhì)和隔膜的加入量，以增大電池內(nèi)部的冗余空間，減緩電解液在高溫環(huán)境下分解、 氣化而導(dǎo)致電池的腫脹，又加大了電池芯體松動的可能性?，F(xiàn)行結(jié)構(gòu)的鋰/亞硫酰氯電池，當(dāng)減少電池內(nèi)部活性物質(zhì)和隔膜的加入量，必然產(chǎn)生電池芯體的松動，而單陰極極耳和單陽極耳及其焊接方式，又無法抑制電池芯體的松動，這種電池芯體的松動對電池的性能、尤其是電池的安全性能危害更大。電池芯體的松動，無法滿足井下振動、沖擊對電池的要求，輕者導(dǎo)致電池內(nèi)部斷路，重者導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，甚至導(dǎo)致電池爆裂。這些都可能造成鉆井作業(yè)中斷而被迫起鉆，嚴(yán)量影響石油開采、地質(zhì)勘探作業(yè)進(jìn)度和鉆井施工隊(duì)伍的經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種不僅能承受_40°C 175°C的溫度考驗(yàn)，同時還能承受鉆頭、鉆桿的沖擊和震動，抑制電池芯體出現(xiàn)松動的耐沖擊、振動的鋰/ 亞硫酰氯電池。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池，包括一個殼體，殼體的內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有底部絕緣片、電池芯體、上部絕緣片、頂部絕緣片和金屬-玻璃封上蓋，電池芯體中灌注有電解液，電池芯體為層卷狀結(jié)構(gòu)， 依次包括隔膜、陰極極片、隔膜和陽極極片，隔膜為非編織的玻璃纖維，陰極極片為碳和聚四氟乙烯粘結(jié)劑與鎳?yán)W(wǎng)合膜，陽極極片為鋰與鎳?yán)W(wǎng)合膜，金屬-玻璃封上蓋的中心設(shè)置有中心柱，陰極極耳與中心柱相連接，所述金屬-玻璃封上蓋的下端面邊緣處設(shè)置有圓弧過渡，陽極極耳夾焊于金屬-玻璃封上蓋與殼體之間，所述的陽極極耳至少設(shè)置兩只，陽極極耳沿電池殼體內(nèi)壁環(huán)形均勻分布。所述的陽極極片設(shè)置有2飛個陽極極耳。本實(shí)用新型的有益效果是上述的一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池，采用多陽極極耳，不僅能增強(qiáng)金屬-玻璃封上蓋與殼體同心度，從而使環(huán)縫焊接的質(zhì)量得到有效改善，增加了電池的投入產(chǎn)出率；更重要的是，可將電池芯體與電池殼體緊密連成一體，控制了電池芯體的松動，有效地保護(hù)了電池內(nèi)部陰極極耳與陽極極耳免受損傷，杜絕了電池因井下沖擊、振動而導(dǎo)致內(nèi)部斷路、內(nèi)部短路的現(xiàn)象發(fā)生，有效的確保了石油開采、地質(zhì)勘探作業(yè)的進(jìn)度，極大的提升了鉆井施工隊(duì)伍的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1是本實(shí)用新型一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的圖1中A-A方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的圖1中A-A方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖1中B部的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是集流體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、殼體，2、底部絕緣片，3、電池芯體，31、隔膜，32、陰極極片，33、陽極極片， 4、上部絕緣片，5、金屬-玻璃封上蓋，51、圓弧過渡，6、電解液，7、頂部絕緣片，8、玻璃體，9、 中心柱，10、空腔，11、陽極極耳，12、集流體，121、金屬集流網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對本實(shí)用新型一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例1如圖1所示，一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池，包括一個殼體1，殼體1的內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有底部絕緣片2、電池芯體3、上部絕緣片4和金屬-玻璃封上蓋5，電池芯體3中設(shè)置有電解液6，電池芯體3為多層卷狀結(jié)構(gòu)，包括隔膜31、陰極極片32和陽極極片33，所述的隔膜31為非編織的玻璃纖維，陰極極片32為碳和聚四氟乙烯粘結(jié)劑與鎳?yán)W(wǎng)合膜，陽極極片33為鋰與鎳?yán)W(wǎng)合膜，金屬-玻璃封上蓋5的下部設(shè)置有頂部絕緣片7， 金屬-玻璃封上蓋5的中心通過玻璃體8設(shè)置有中心柱9，陰極極耳與中心柱9相連接，如圖2、圖5所示，所述的陽極極片33中設(shè)置4個陽極極耳11，陽極極耳11沿電池殼體1內(nèi)壁環(huán)形均勻分布，所述金屬-玻璃封上蓋5的下端面邊緣處設(shè)置有圓弧過渡51，陽極極耳 11的上端夾焊于金屬-玻璃封上蓋5側(cè)壁與殼體1之間。上述的耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池的陽極層33在制作時，首先制作帶4個陽極極耳11的集流體12，如圖6所示，集流體12包括金屬集流網(wǎng)121和陽極極耳11，金屬集流網(wǎng)121可以是鎳?yán)W(wǎng)或不銹鋼拉網(wǎng)、也可以是鎳沖孔網(wǎng)或不銹鋼沖孔網(wǎng)；陽極極耳 11可以是鎳極耳、也可以是不銹鋼極耳。然后將鋰箔與集流體12滾壓成一體，成為陽極極片33，可單面滾壓鋰箔，也可雙面滾壓鋰箔。在固定陽極極耳11時，將陽極極耳11納入金屬-玻璃封上蓋5與殼體1之間，實(shí)施壓封和夾縫環(huán)焊，使陽極極耳11與殼體1之間的連接更加緊密牢靠，其中金屬-玻璃封上蓋5的下端面邊緣處設(shè)置的圓弧過渡51，從而可以防止金屬-玻璃封上蓋5的下端面邊緣將陽極極耳11切斷。實(shí)施例2如圖1所示，一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池，包括一個殼體1，殼體1的內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有底部絕緣片2、電池芯體3、上部絕緣片4和金屬-玻璃封上蓋5，電池芯體3中設(shè)置有電解液6，電池芯體3為多層卷狀結(jié)構(gòu)，包括隔膜31、陰極極片32和陽極極片33，所述的隔膜31為非編織的玻璃纖維，陰極極片32為碳和聚四氟乙烯粘結(jié)劑與鎳?yán)W(wǎng)合膜，陽極極片33為鋰與鎳?yán)W(wǎng)合膜，金屬-玻璃封上蓋5的下部設(shè)置有頂部絕緣片7， 金屬-玻璃封上蓋5的中心通過玻璃體8設(shè)置有中心柱9，陰極極耳與中心柱9相連接，如圖3、圖5所示，所述的陽極層33中設(shè)置2個陽極極耳11，陽極極耳11沿電池殼體1內(nèi)壁環(huán)形均勻分布，所述金屬-玻璃封上蓋5的下端面邊緣處設(shè)置有圓弧過渡51，陽極極耳11 的上端夾焊于金屬-玻璃封上蓋5側(cè)壁與殼體1之間。上述的耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池的陽極層33在制作時，首先制作帶2個陽極極耳11的集流體12，如圖6所示，集流體12包括金屬集流網(wǎng)121和陽極極耳11，金屬集流網(wǎng)121可以是鎳?yán)W(wǎng)或不銹鋼拉網(wǎng)、也可以是鎳沖孔網(wǎng)或不銹鋼沖孔網(wǎng)；陽極極耳11 可以是鎳極耳、也可以是不銹鋼極耳。然后將鋰箔與集流體12滾壓成一體，成為陽極層33， 可單面滾壓鋰箔，也可雙面滾壓鋰箔。在固定陽極極耳11時，將陽極極耳11納入上蓋5與殼體1之間，實(shí)施壓封和夾縫環(huán)焊，使陽極極耳11與殼體1之間的連接更加緊密牢靠，其中金屬-玻璃封上蓋5的下端面邊緣處設(shè)置的圓弧過渡51，從而可以防止金屬-玻璃封上蓋 5的下端面邊緣將陽極極耳11切斷。[0027]實(shí)施例3如圖1所示，一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池，包括一個殼體1，殼體1的內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有底部絕緣片2、電池芯體3、上部絕緣片4和金屬-玻璃封上蓋5，電池芯體3中設(shè)置有電解液6，電池芯體3為多層卷狀結(jié)構(gòu)，包括隔膜31、陰極極片32和陽極極片33，所述的隔膜31為非編織的玻璃纖維，陰極極片32為碳和聚四氟乙烯粘結(jié)劑與鎳?yán)W(wǎng)合膜，陽極極片33為鋰與鎳?yán)W(wǎng)合膜，金屬-玻璃封上蓋5的下部設(shè)置有頂部絕緣片7， 金屬-玻璃封上蓋5的中心通過玻璃體8設(shè)置有中心柱9，陰極極耳與中心柱9相連接，如圖4、圖5所示，所述的陽極極片33中設(shè)置6個陽極極耳11，陽極極耳11沿電池殼體1內(nèi)壁環(huán)形均勻分布，所述金屬-玻璃封上蓋5的下端面邊緣處設(shè)置有圓弧過渡51，陽極極耳 11的上端夾焊于上蓋5側(cè)壁與殼體1之間。上述的耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池的陽極極片33在制作時，首先制作帶6 個陽極極耳11的集流體12，如圖6所示，集流體12包括金屬集流網(wǎng)121和陽極極耳11，金屬集流網(wǎng)121可以是鎳?yán)W(wǎng)或不銹鋼拉網(wǎng)、也可以是鎳沖孔網(wǎng)或不銹鋼沖孔網(wǎng)；陽極極耳 11可以是鎳極耳、也可以是不銹鋼極耳。然后將鋰箔與集流體12滾壓成一體，成為陽極極片33，可單面滾壓鋰箔，也可雙面滾壓鋰箔。在固定陽極極耳11時，將陽極極耳11納入金屬-玻璃封上蓋5與殼體1之間，實(shí)施壓封和夾縫環(huán)焊，使陽極極耳11與殼體1之間的連接更加緊密牢靠，其中金屬-玻璃封上蓋5的下端面邊緣處設(shè)置的圓弧過渡51，從而可以防止金屬-玻璃封上蓋5的下端面邊緣將陽極極耳11切斷。結(jié)合上述實(shí)施例，本實(shí)用新型的有益效果是上述的一種耐振動、沖擊的鋰/亞硫酰氯電池，采用多陽極極耳，不僅使環(huán)縫焊接的質(zhì)量得到有效改善，增加了電池的投入產(chǎn)出率，更重要的是，可將電池芯體與電池殼體緊密連成一體，控制了電池芯體的松動，有效地保護(hù)了電池內(nèi)部陰極極耳與陽極極耳免受損傷，杜絕了電池因井下振動、沖擊而導(dǎo)致內(nèi)部斷路、內(nèi)部短路的現(xiàn)象發(fā)生，有效的確保了石油開采、地質(zhì)勘探作業(yè)的進(jìn)度，極大的提升了鉆井施工隊(duì)伍的經(jīng)濟(jì)效益。上述的實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，而非用于限制本實(shí)用新型；應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池，包括一個殼體，殼體的內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有底部絕緣片、電池芯體、上部絕緣片、頂部絕緣片和金屬-玻璃封上蓋，電池芯體中灌注有電解液，電池芯體為層卷狀結(jié)構(gòu)，依次包括隔膜、陰極極片、隔膜和陽極極片，隔膜為非編織的玻璃纖維，陰極極片為碳和聚四氟乙烯粘結(jié)劑與鎳?yán)W(wǎng)合膜，陽極極片為鋰與鎳?yán)W(wǎng)合膜，金屬-玻璃封上蓋的中心設(shè)置有中心柱，陰極極耳與中心柱相連接，其特征在于 所述金屬-玻璃封上蓋的下端面邊緣處設(shè)置有圓弧過渡，陽極極耳夾焊于金屬-玻璃封上蓋與殼體之間，所述的陽極極耳至少設(shè)置兩只，陽極極耳沿電池殼體內(nèi)壁環(huán)形均勻分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池，其特征在于所述的陽極極片設(shè)置有2飛個陽極極耳。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種耐沖擊、振動的鋰/亞硫酰氯電池，包括一個殼體，殼體的內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有底部絕緣片、電池芯體、上部絕緣片、頂部絕緣片和金屬-玻璃封上蓋，電池芯體中灌注有電解液，電池芯體為層卷狀結(jié)構(gòu)，依次包括隔膜、陰極極片、隔膜和陽極極片，金屬-玻璃封上蓋的中心設(shè)置有中心柱，陰極極耳與中心柱相連接，所述金屬-玻璃封上蓋的下端面邊緣處設(shè)置有圓弧過渡，陽極極耳夾焊于金屬-玻璃封上蓋與殼體之間，所述的陽極極耳至少設(shè)置兩只，陽極極耳沿電池殼體內(nèi)壁環(huán)形均勻分布。本實(shí)用新型適用于石油開采、地質(zhì)勘探工程中，不僅能承受較高溫度的環(huán)境考驗(yàn)，同時還能承受鉆頭、鉆桿的沖擊和震動，防止電池芯體出現(xiàn)松動。
文檔編號H01M10/052GK202205851SQ20112029896
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者汪以道, 汪灃, 肖輝 申請人:蘇州金科發(fā)鋰電池有限公司