[發明專利]一種充氮式鋰離子動力電池

無效

• 申請號: 201010135292.1
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN102208676A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 李淼堯;黃河清
• 申請（專利權）人: 四川晨洋科技研究所有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058;H01M2/34;H01M4/58
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種充氮式鋰離子動力電池。

背景技術

傳統鋰離子動力電池的制作工藝極易使正極微型顆粒材料吸附有害氣體氧氣和少量水氣，并且在本身催化下，氧氣和水與脂類電液生成不可逆的乙烯等有害氣體，它不僅消耗電液而且這種氣體集中后形成可怕干區，這種干區若在負極板上形成，造成局部過熱，負極極易自燃，使電池發生爆炸。

發明內容

為克服傳統鋰離子電池正極微顆粒材料吸附有害氣體而導致負極過熱而極易自燃的缺陷，本發明提供一種充氮式鋰離子動力電池。

本發明的充氮式鋰離子動力電池，其特點是，所述的電池的蓋板與塑殼密封連接；塑殼內上部1/5左右容量的內部空間作為氮氣室用于填充氮氣，裝配比為0.88；蓋板的中心位置設置有貫穿蓋板的球閥，球閥的上端設置有壓緊環；蓋板的左右兩邊分別設置有貫穿蓋板的負極柱和正極柱，負極柱和正極柱分別與負極板、正極板連接；負極板、正極板之間設置有隔膜，負極板、正極板分別插入電解液中，電解液填充在塑殼內部4/5左右容量的內部空間。

本發明的電池采用PP型厚隔膜疊片塑殼結構，電池內上部的氮氣室內部空間的1/5，裝配比為0.88，氮氣室充填氮氣利于電解液的充分吸收浸潤，有利于廢氣排出，也可以防止電池在充放電中由于體積變化而擠出電液形成局部“干區”。本發明的電池采用薄電極結構，正極板厚度為0.15mm，負極板厚度為0.10mm，使極板在膨脹收縮中不致于掉粉而形成微短路，同時也兼顧了高倍率和容量型電池雙重要求。

本發明的充氮式鋰離子動力電池，可防止和清除鋰電池中的氧氣和水與脂類電解液生成不可逆的乙烯等有害氣體，同時也避免形成局部“干區”；另外在極板制備的合漿設備中加磁環，可以防止LiFePO₄中Fe²⁺與氧氣生成Fe³⁺使Li⁺失去活性，也能夠消除Fe元素和金屬粉末引起的極板短路和污染，延長極板使用壽命。

附圖說明

圖1　是本發明的充氮式鋰離子動力電池的結構示意圖。

圖中，1.塑殼????2.蓋板?????3.負極柱?????4.正極柱????5.球閥?????6.壓緊環?????7.負極板?????8.電解液???9.正極板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

圖1是本發明的充氮式鋰離子動力電池的結構示意圖，從圖中可以看出，本發明的充氮式鋰離子動力電池的蓋板2與塑殼1密封連接；塑殼1內上部1/5左右容量的內部空間作為氮氣室用于填充氮氣，裝配比為0.88，氮氣室充填氮氣；蓋板2的中心位置設置有貫穿蓋板2的球閥5，球閥5的上端設置有壓緊環6；蓋板2的左右兩邊分別設置有貫穿蓋板2的負極柱3和正極柱4，負極柱3和正極柱4分別與負極板7、正極板9連接；負極板7、正極板9之間設置有隔膜，負極板7、正極板9分別插入電解液8中，電解液8填充在塑殼1內部4/5左右容量的內部空間。

所述的電池的正極板9厚度為0.15mm，負極板7厚度為0.10mm。

所述的電池的負極板7和正極板9制造的合漿設備中設置有磁環。

所述的電池的正極板9采用LiFePO₄、LiMn₂O₄、Li₂CO₃、石墨、導電炭黑五種材料混合制成。其中五種材料的重量百分比為：LiFePO₄84%，LiMn₂O₄6%，Li₂CO₃4%，石墨3%，導電炭黑3%。

裝配鋰離子電池時，鋰電池先抽真空到0.09mpa，再用高純N₂充至常壓；在極板制備和組裝電池過程中，及時補充氮氣；在99.9%以上高純氮密封保護狀態下，進行電池的制備。

充氮式鋰離子動力電池的正極板采用LiFePO₄、LiMn2O₄、Li₂CO₃、石墨、導電炭黑五種材料混合制備，彌補了LiFePO4電壓低、導電差、顆粒太細等缺點，其中LiFePO₄重量比在80%左右，兩種碳的比例不超過10%，不僅能夠使單體平均工作電壓和導電能力有所提高，而且也能夠增大正極板顆粒度使之吸附氣體的能力下降和排除被吸附氣體的能力增強。