一種寬溫區鋰離子電池制造技術

本實用新型專利技術公開了一種寬溫區鋰離子電池，屬于化學電源領域。該電池包括正極片、負極片和電池頂蓋，負極片為銅片，在其表面涂敷有負極漿料層，在頂蓋中設置有串聯在輸出電路中的正溫度系數熱敏電阻，在頂蓋中設置有排氣閥，本實用新型專利技術在低溫下具有較好的充放電性能，在高溫下具有預警和保護的功能，具有較大的工作溫度區間。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術公開了ー種鋰離子電池，特別公開了ー種寬溫區鋰離子電池，屬于化學電源領域。
技術介紹
鋰離子電池的研究最早始于20世紀60 70年代的石油危機，當時主要集中在以金屬鋰及其合金為負極的鋰二次電池體系。盡管Exxon公司在20世紀70年代鋰離子電池商品化的希望沒有實現，但對鋰離子電池的發展卻起了很大的推動作用。從20世紀70年代層狀的TiS2首次作為鋰離子電池的正極材料，至20世紀80年代用層狀的LiCo02作為正極材料，以至后來LiN02和LiMn204等過度金屬氧化物作為正極材料都得到了廣泛的研究。尤其是1997年橄欖石結構LiFePCM作為鋰離子二次電池正極材料被報道以來，已經取得了一系列研究成果。研究表明LiFePCM具有170mAh / g的理論容量，3. 5V左右的電壓平臺，3.64g / cm3的質量密度。在低電流密度下LiFePCM中的Li幾乎可以全部嵌入/脫嵌，并且可逆嵌入/脫嵌Li的數量會隨著工作溫度的升高而增加，表現出優良的高溫穩定性和安全性，同時LiFePCM對環境友好，其制備的原料來源廣泛，具有潛在的低成本，同時只要適當摻雜改性，亦可滿足高倍率放電即滿足動カ電池對正極材料的要求。磷酸鐵鋰鋰離子電池因其卓越的“放電倍率，安全性能，低廉價格，環境友好”等綜合性能，成為目前最合適的動カ型鋰離子電池。但同時研究發現，磷酸鐵 鋰鋰離子電池低溫性能較差，電池容量隨溫度降低急劇下降，-20°C時容量僅為常溫下的約60%，不利于較低溫度下的性能發揮，限制了此類鋰離子電池在寒冷地區或寒冷季節的使用。而高溫吋，電池亦發熱，內阻増大，作為動カ電池使用，放電倍率較高，更會造成電池內部溫升加劇，內部壓カ過高，傳統設計的電池既無預警裝置、又無法使氣體及時排除，存在諸多安全隱患，不利于電池在較高溫度下使用。
技術實現思路
本技術為提供一種寬溫區鋰離子動カ電池，這種電池具有較低的工作溫度和較高工作溫度下的安全性。本技術所提供的一種寬溫區鋰離子動カ電池，包括正極片、負極片和電池頂蓋，負極片集流體為銅片，在其表面涂敷有負極漿料層，在頂蓋中設置有串聯在輸出電路中的正溫度系數熱敏電阻，在頂蓋中設置有排氣閥，在頂蓋中設置有與排氣閥相聯接的電流切斷裝置，所述的負極漿料層由彌散相石墨復合材料和彌散劑組成，本技術負極片由銅片和漿料層組成，漿料層由彌散相石墨復合材料、彌散劑組成，彌散劑包括導電添加劑和粘合剤，特別是，彌散相石墨復合材料的使用，提高了碳材料的比表面積和通道，提高了 Li+的擴散系數，_30°C時容量仍能達到常溫下的約63%，-20°C時容量可達到常溫下的70%以上，使得本技術所述的鋰離子電池具有-30°C 60°C的很寬工作溫區，電池蓋帽增加了正溫度系數熱敏電阻的預警裝置，增加了排氣閥的防爆裝置，蓋帽結構的完善，利于高溫時的預警和氣體及時排出，可避免高溫使用時電池出現內壓過高現象，增強了高溫下電池的安全性，正常情況下，正溫度系數熱敏電阻呈低阻狀態，保證電路正常工作，當電路發生短路或竄入異常大電流時，其溫度迅速上升，引起阻抗劇增，通過的電流變小，電路如同斷開，達到預警保護目的，當異常消失后，自熱不足以維持其高阻狀態，其阻抗又恢復到低阻狀態，電路預警解除，恢復正常。高溫下，電池內部空氣壓強變大，當達到一定值后，排氣閥兩側會被頂起，高壓氣體可從排氣閥縫隙排出，氣壓降低到與外界一樣時，排氣閥片形狀恢復常態，增加了電池高溫使用的安全性。附圖說明附圖1是本技術頂蓋的示意圖。附圖2是本技術負極片的示意圖。具體實施方式為了更充分的解釋本技術的實施，提供本技術的實施實例。這些實施實例僅僅是對該技術的闡述，不限制本技術的范圍。如附圖2所示，負極片集流體采用銅片5，在銅片5上涂敷有負極漿料層6，負極漿料層由彌散相石墨復合材料、相應的導電劑、粘結劑混合制成，其質量配比為92%的彌散相石墨復合材料(即納米石墨和導電碳黑)，2%導電添加劑(可采用Al粉)，6%粘合劑 (可采用CMC :羥甲基纖維素和SBR :丁苯橡膠))，將其涂敷在銅片5表面與銅片5共同形成負極片，如附圖1所示，在頂蓋I中設置串聯在輸出電路中的正溫度系數熱敏電阻2，在頂蓋 I中設置有排氣閥3，在頂蓋中設置有與排氣閥相聯接的電流切斷裝置4，將磷酸鐵鋰作為鋰離子電池正極材料，正極由磷酸鐵鋰復合材料、相應的導電劑、粘結劑和鋁箔組成，將彌散相石墨復合材料作為鋰離子電池負極材料，負極片由彌散相石墨復合材料、相應的導電劑、粘結劑和銅箔組成，其中，負極涂布漿料的質量配比為92%的彌散相石墨復合材料 (納米石墨和導電碳黑)，2%導電添加劑(Al粉)，6%粘合劑(CMC和SBR)，經攪拌，涂布，輥壓，制片，卷繞，入殼，焊底，滾槽，注液，焊蓋帽，封口等工序，制得寬溫區動力鋰離子電池。本技術的目的實現過程為彌散相石墨復合材料的使用，提高了碳材料的比表面積和通道，提高了 Li+的擴散系數，-30°C時容量仍能達到常溫下的約63%，-20°C時容量可達到常溫下的70%以上，使得本技術所述的鋰離子電池具有_30°C 60°C的很寬工作溫區，電池頂蓋I增加了正溫度系數熱敏電阻的預警裝置，增加了排氣閥3的防爆裝置，頂蓋I結構的完善，利于高溫時的預警和氣體及時排出，可避免高溫使用時電池出現內壓過高現象，增強了高溫下電池的安全性，正常情況下，正溫度系數熱敏電阻2呈低阻狀態，保證電路正常工作，當電路發生短路或竄入異常大電流時，其溫度迅速上升，引起阻抗劇增，通過的電流變小，電路近似斷開，達到預警保護目的，當異常消失后，自熱不足以維持其高阻狀態，其阻抗又恢復到低阻狀態，電路預警解除，恢復正常。高溫下，電池內部空氣壓強變大，當達到一定值后，排氣閥3兩側會被頂起，高壓氣體可從排氣閥縫隙排出，氣壓降低到與外界一樣時，排氣閥片形狀恢復常態。在詳細說明 本技術的實施方式之后，熟悉該項技術的人士可清楚地了解，在不脫離上述申請專利范圍與精神下可進行各種變化與修改，凡依據本技術的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本技術技術方案的范圍，且本專利技術實用新 型亦不受限于說明書中所舉實例的實施方式。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬溫區鋰離子電池，包括正極片、負極片和電池頂蓋（1），其特征在于：負極片包括集流體銅片（5），在其表面涂敷有負極漿料層(6)制作成為負極片。

【技術特征摘要】
1.ー種寬溫區鋰離子電池，包括正極片、負極片和電池頂蓋(1)，其特征在于負極片包括集流體銅片(5)，在其表面涂敷有負極漿料層(6)制作成為負極片。2.根據權利要求1所述的ー種寬溫區鋰離子電池，其特征在于在頂蓋(I)中設置有串聯在輸出電路中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王發頂，鄭志杰，朱賢松，
申請(專利權)人：安陽金鐘新能源有限公司，
類型：實用新型
國別省市：