專利名稱：一種新型圓柱形鋰錳電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池領(lǐng)域，特別涉及一種過放電安全的新型圓柱鋰錳電池。
背景技術(shù)：
圓柱鋰錳電池由于電壓高、電流大、自放電小、壽命長的優(yōu)點(diǎn)，越來越大量用于各種各樣的電氣設(shè)備。它的放電原理是負(fù)極鋰離子通過隔膜向正極遷移，負(fù)極鋰金屬隨著放電深入逐步減少直至完結(jié)，但用于強(qiáng)光手電筒等一些強(qiáng)力照明時(shí)，容易帶來安全隱患如，爆炸、著火，強(qiáng)光手電筒是用兩只以上的電池，如果不正確地使用，如新舊電池混合使用、不同品牌電池混合使用、電池容量不一致混合使用都會(huì)造成電池過放電；過放電的電池金屬鋰開始熔融(而不是鋰離子遷移)，穿透隔膜熔融到正極引致內(nèi)短路，大電流短路使電池內(nèi)部溫度突然升高，熱失控，最后導(dǎo)致電池爆炸、著火。金屬鋰熔融過程是電池過放電時(shí)由負(fù)電壓推動(dòng)的，負(fù)電壓越高熔融就越加劇。這過程在100°c以下就可以進(jìn)行，所以聚合物開關(guān)(PTC)是不能起作用。另外金屬鋰熔融前提是過放電時(shí)負(fù)極要有沒用完的金屬鋰，這是使用強(qiáng)光手電筒高功率放電造成的。強(qiáng)光手電筒在市場上有廣泛的需求，電池的安全性能必須得到保證，但現(xiàn)有技術(shù)的圓柱鋰錳電池，是沒有考慮到強(qiáng)光手電筒的過放電安全使用的需要，國家標(biāo)準(zhǔn)《鋰電池的安全要求》GB 8897. 4-2008是沒有要求過放電的檢驗(yàn)要模擬強(qiáng)光手電筒的使用，做過放電測試時(shí)沒有規(guī)定預(yù)放電的電池應(yīng)使用強(qiáng)光手電筒的大電流放電，所以是有安全隱患，因此，如何防止圓柱鋰錳電池在強(qiáng)光手電筒使用時(shí)發(fā)生過放電、爆炸、著火等問題，為本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種在過放電時(shí)切斷負(fù)極集流體與金屬鋰的接觸，杜絕電流、電壓通過易燃易爆的金屬鋰，保證安全使用的新型圓柱形鋰錳 電池。為解決本實(shí)用新型的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為一種新型圓柱形鋰錳電池，包括用二氧化錳作的正極片、用金屬鋰作的負(fù)極片、隔膜、外殼，所述正極片與負(fù)極片通過隔膜隔開，并卷繞成圓柱形電芯，所述圓柱形電芯放置在外殼內(nèi)，所述外殼內(nèi)還設(shè)置正極集流體、負(fù)極集流體，所述外殼的開口處設(shè)置正極帽總成、密封膠圈，所述外殼通過正極帽總成、密封膠圈封口成形，所述負(fù)極集流體點(diǎn)焊在外殼內(nèi)，所述正極集流體與正極帽總成的底盤焊接，所述正極帽總成內(nèi)還設(shè)置有安全裝置，所述外殼內(nèi)注有電解液，所述負(fù)極片的尾部切去一部分，所述負(fù)極片尾部為第一負(fù)極，對應(yīng)正極片末端的第一負(fù)極寬度小于負(fù)極片的寬度，所述負(fù)極片與第一負(fù)極的寬度比為1: O. 9 O. 5 ;一種新型圓柱形鋰錳電池，包括用二氧化錳作的正極片、用金屬鋰作的負(fù)極片、隔膜、外殼，所述正極片與負(fù)極片通過隔膜隔開，并卷繞成圓柱形電芯，所述圓柱形電芯放置在外殼內(nèi)，所述外殼內(nèi)還設(shè)置正極集流體、負(fù)極集流體，所述外殼的開口處設(shè)置正極帽總成、密封膠圈，所述外殼通過正極帽總成、密封膠圈封口成形，所述負(fù)極集流體點(diǎn)焊在外殼內(nèi)，所述正極集流體與正極帽總成的底盤焊接，所述正極帽總成內(nèi)還設(shè)置有安全裝置，所述外殼內(nèi)注有電解液，所述負(fù)極片對應(yīng)正極片末端的位置處連接設(shè)置第二負(fù)極，所述負(fù)極片與第二負(fù)極的寬度比為1: O. 9 O. 5。所述負(fù)極片與第二負(fù)極的連接通過點(diǎn)壓或面壓完成；所述安全裝置包括防爆膜和聚合物開關(guān)；所述正極片的尾部不貼絕緣膠帶，放電時(shí)形成尖端放電，加快對應(yīng)位置負(fù)極反應(yīng)，便于過放電時(shí)該處負(fù)極容易被切斷。相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，正極片的尾部不貼絕緣膠帶，簡單直接，省去了貼絕緣膠帶的煩瑣工序，將負(fù)極片對應(yīng)正極片末端的位置處加設(shè)薄的負(fù)極或?qū)⒇?fù)極片切窄，便于過放電時(shí)該處負(fù)極容易被切斷，杜絕電流、電壓通過易燃易爆的金屬鋰，保證安全使用，通過嚴(yán)格的過放電測試，模擬強(qiáng)光手電筒過放電的放電過程，保證強(qiáng)光手電筒使用時(shí)無著火、爆炸現(xiàn)象，提高該圓柱形鋰錳電池使用的安全性，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本產(chǎn)品有明顯的優(yōu)勢，投入生產(chǎn)后必占據(jù)有利市場，能帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1為本實(shí)用新型的剖面示意圖；圖2為本實(shí)用新型的電池極片結(jié)構(gòu)圖之一；圖3為本實(shí)用新型的電池 極片結(jié)構(gòu)圖之二；圖4為本實(shí)用新型的電池檢測線路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型，其作為本說明書的一部分，通過實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的原理，本實(shí)用新型的其他方面，特征及其優(yōu)點(diǎn)通過該詳細(xì)說明將會(huì)變得一目了然。如圖1、圖2、圖3所示，該新型圓柱形鋰錳電池在過放電時(shí)切斷負(fù)極集流體與金屬鋰的接觸，杜絕電流、電壓通過易燃易爆的金屬鋰，保證安全使用。該新型圓柱形鋰錳電池，包括用二氧化錳作的正極片3、用金屬鋰作的負(fù)極片1、隔膜2、外殼5，所述正極片3與負(fù)極片I通過隔膜2隔開，并卷繞成圓柱形電芯，所述圓柱形電芯放置在外殼5內(nèi)，所述外殼5內(nèi)還設(shè)置正極集流體9、負(fù)極集流體4，所述外殼5內(nèi)注有電解液，所述外殼5的開口處設(shè)置正極帽總成8、密封膠圈6，所述外殼5通過正極帽總成8、密封膠圈6封口成形，所述負(fù)極集流體點(diǎn)焊在外殼內(nèi)，所述正極集流體9與正極帽總成8的底盤焊接，所述正極帽總成8內(nèi)還設(shè)置有安全裝置7，所述安全裝置7設(shè)置在正極帽總成8的中部，所述安全裝置7包括防爆膜和聚合物開關(guān)PTC，保證電池的安全使用；首先將負(fù)極集流體4點(diǎn)焊在外殼5內(nèi)，將正極集流體9與正極帽總成8的底盤焊接，然后正極片3與負(fù)極片I通過隔膜2隔開，并卷繞成圓柱形電芯，放置在外殼5內(nèi)，并注入電解液，將正極帽總成8蓋在外殼的開口，并通過密封膠圈6進(jìn)行密封；為避免圓柱鋰錳電池在強(qiáng)光手電筒使用時(shí)發(fā)生過放電、爆炸、著火等問題，所選用的方法是I)在所述負(fù)極片I的尾部切去一部分，所述負(fù)極片尾部為第一負(fù)極11，對應(yīng)正極片末端的第一負(fù)極11寬度小于負(fù)極片I的寬度，所述負(fù)極片I與第一負(fù)極11的寬度比為Kl K2 = I O. 9 O. 5 ;同時(shí)，正極片3的尾部不貼絕緣膠帶，使正極片3末端尖端放電，加大第一負(fù)極11的電流密度，當(dāng)發(fā)生電池過放電時(shí)，第一負(fù)極11就會(huì)放斷，從而保護(hù)了電池；2)在所述負(fù)極片I對應(yīng)正極片3末端的位置處連接設(shè)置第二負(fù)極12，所述負(fù)極片I與第二負(fù)極12的連接通過點(diǎn)壓或面壓完成，所述負(fù)極片I與第二負(fù)極12的寬度比Tl T2 = I O. 9 O. 5，正極片3的尾部不貼絕緣膠帶，使正極片3末端尖端放電，力口大第二負(fù)極12的電流密度，當(dāng)發(fā)生電池過放電時(shí)，第二負(fù)極12就會(huì)放斷，由于正極片3末端尖端放電現(xiàn)象，對應(yīng)位置的負(fù)極片很容易過早放斷而影響電池的放電容量，所以負(fù)極片I與第二負(fù)極12的接駁段就置于正極片的末端；由此，改變第一負(fù)極11的寬度、第二負(fù)極12的厚度可控制負(fù)極片金屬鋰與集流體的斷開，厚度越薄安全系數(shù)越高，但會(huì)犧牲電池容量，所以使用者可根據(jù)實(shí)際操作時(shí)視其用途作范圍內(nèi)的調(diào)整，以達(dá)到最合理的使用。本產(chǎn)品在使用前已經(jīng)過嚴(yán)格的過放電測試，如，模擬一個(gè)強(qiáng)光手電筒過放電的放電過程，如圖4所示，BI為受測電池，已進(jìn)行預(yù)放電，以IA的電流放電I小時(shí)，即相當(dāng)于放電75%;B2…B4為未放電的附加新電池，Rl為8. 2 Ω負(fù)載電阻，要求為受測電池放電24小時(shí)，不著火；最終測試結(jié)果最高溫度防爆膜是否穿是否著火
權(quán)利要求1.一種新型圓柱形鋰錳電池，包括用二氧化錳作的正極片、用金屬鋰作的負(fù)極片、隔膜、外殼，所述正極片與負(fù)極片通過隔膜隔開，并卷繞成圓柱形電芯，所述圓柱形電芯放置在外殼內(nèi)，所述外殼內(nèi)還設(shè)置正極集流體、負(fù)極集流體，所述外殼的開口處設(shè)置正極帽總成、密封膠圈，所述外殼通過正極帽總成、密封膠圈封口成形，所述負(fù)極集流體點(diǎn)焊在外殼內(nèi)，所述正極集流體與正極帽總成的底盤焊接，所述正極帽總成內(nèi)還設(shè)置有安全裝置，所述外殼內(nèi)注有電解液，其特征在于所述負(fù)極片的尾部切去一部分，所述負(fù)極片尾部為第一負(fù)極，對應(yīng)正極片末端的第一負(fù)極寬度小于負(fù)極片的寬度，所述負(fù)極片與第一負(fù)極的寬度比為1: O. 9 O. 5。
2.一種新型圓柱形鋰錳電池，包括用二氧化錳作的正極片、用金屬鋰作的負(fù)極片、隔膜、外殼，所述正極片與負(fù)極片通過隔膜隔開，并卷繞成圓柱形電芯，所述圓柱形電芯放置在外殼內(nèi)，所述外殼內(nèi)還設(shè)置正極集流體、負(fù)極集流體，所述外殼的開口處設(shè)置正極帽總成、密封膠圈，所述外殼通過正極帽總成、密封膠圈封口成形，所述負(fù)極集流體點(diǎn)焊在外殼內(nèi)，所述正極集流體與正極帽總成的底盤焊接，所述正極帽總成內(nèi)還設(shè)置有安全裝置，所述外殼內(nèi)注有電解液，其特征在于所述負(fù)極片對應(yīng)正極片末端的位置處連接設(shè)置第二負(fù)極，所述負(fù)極片與第二負(fù)極的寬度比為1: O. 9 O. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型圓柱形鋰錳電池，其特征在于所述負(fù)極片與第二負(fù)極的連接通過點(diǎn)壓或面壓完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型圓柱形鋰錳電池，其特征在于所述安全裝置包括防爆膜和聚合物開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型圓柱形鋰錳電池，包括用二氧化錳作的正極片、用金屬鋰作的負(fù)極片、隔膜、外殼，所述正極片與負(fù)極片通過隔膜隔開，并卷繞成圓柱形電芯，所述圓柱形電芯放置在外殼內(nèi)，所述外殼內(nèi)還設(shè)置正極集流體、負(fù)極集流體，所述外殼的開口處設(shè)置正極帽總成、密封膠圈，所述負(fù)極片的尾部切去一部分，或所述負(fù)極片對應(yīng)正極片末端的位置處連接設(shè)置第二負(fù)極，所述負(fù)極片與第二負(fù)極的寬度比為1∶0.9～0.5，在過放電時(shí)切斷負(fù)極集流體與金屬鋰的接觸，杜絕電流、電壓通過易燃易爆的金屬鋰，保證安全使用。
文檔編號H01M6/14GK202871904SQ20122041586
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者張超明 申請人:廣州市番禺華力電池有限公司