[發明專利]一種雙向集流鋰離子電池

無效

• 申請號: 201110061173.0
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN102157751A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 余建岳
• 申請（專利權）人: 余建岳
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M2/26
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 徐玲菊

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技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池，尤其涉及一種雙向集流鋰離子電池，屬于動力電池技術領域。

背景技術

鋰離子電池是一種能量密度大，平均輸出電壓高，輸出功率大，自放電小，無記憶效應，工作溫度范圍寬（為-20℃～60℃），循環性能優越，可快速充放電，且充電效率高達100%，使用壽命長，不含有毒有害物質的綠色電池。它是以碳素材料作負極，以含鋰的化合物作正極，并依靠鋰離子在正、負極之間的往返嵌入、脫嵌以及插入或脫插，完成電池充電和放電工作的。即當對電池進行充電時，鋰離子從電池的正極脫嵌，經電解液插入負極。由于電池的負極是呈層狀結構的碳材料，其上有很多微孔，因而可使來自正極的鋰離子插入到碳層的微孔中，插入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電（即人們使用電池的過程）時，插在負極碳層微孔中的鋰離子脫插，經電解液又返回嵌入正極，返回嵌入正極的鋰離子越多，放電容量越高。

現有的鋰離子電池包括圓柱形的鋼、鋁、鍍鎳鐵等外殼，以及外殼上的蓋帽（也是電池的正負極引出端），盛于外殼中的有機電解液，置于電解液中的正極、負極及它們之間的隔膜，其中，正極是用活性物質如錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或磷酸鐵鋰制成片狀，其上的導電集流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔；負極是用活性物質如石墨、近似石墨結構的碳制成片狀，其上的導電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔；隔膜是一復合膜，其作用是在隔離電池正負極的同時，允許鋰離子通過，而絕緣電子；有機電解液包括其中溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑以及聚合物膠狀電解質。

但現有的鋰離子電池因集流僅為單向，使充、放電不均衡，容易造成鋰在負極上沉積不均勻，從而影響電池產品質量和安全性，降低電池使用壽命，尤其對使用在汽車、儲能電池、電動工具及其它工業產品中的高容量大功率電池而言，其危害更大，因此，解決鋰離子電池的集流問題，使充放電時鋰離子脫嵌均勻化尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙向集流鋰離子電池，以從根本上解決因集流體不合理，充、放電不均衡，而影響電池產品質量，降低電池使用壽命的問題。

本發明提供這樣一種雙向集流鋰離子電池，包括帶空腔的外殼及其上帶引出端的殼蓋，設于外殼空腔內的電解質以及相互疊加的正極、負極及正、負極之間的隔膜，其特征在于在正極的相對兩側分別設置導電集流鋁箔，在負極的相對兩側分別設置導電集流銅箔，且疊加后的正極上的導電集流鋁箔與負極上的導電集流銅箔相互錯位，以實現雙向集流，均衡充、放電，延長電池使用壽命。

所述導電集流鋁箔在正極的相對兩側為整片設置，或者為間隔設置，且在導電集流鋁箔上設通孔，導電集流棒穿過該通孔延伸至殼蓋外成為正極引出端。

所述導電集流銅箔在負極的相對兩側為整片設置，或者為間隔設置，且在導電集流銅箔上設通孔，導電集流棒穿過該通孔延伸至殼蓋外成為負極引出端。

所述相互疊加的正極、負極以及正、負極之間的隔膜構成矩形柱體。

本發明具有下列優點和效果：采用上述方案，即通過設置在正、負電極的相對兩側的導電集流體，使正極、負極均實現了雙向集流，改善集流效果，使鋰離子的脫嵌更為均勻，提高電池質量和安全性，延長了電池壽命。

附圖說明

圖1為本發明之結構示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為本發明另一結構剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述，但本發明之內容并不局限于此。

本發明提供的是這樣一種雙向集流鋰離子電池，包括帶空腔1的外殼2及其上帶引出端9的殼蓋8，設于外殼2空腔1內的電解質以及相互疊加的正極3、負極4及正、負極之間的隔膜5，在正極3的相對兩側分別設置導電集流鋁箔6，在負極4的相對兩側分別設置導電集流銅箔14，且疊加后的正極3上的導電集流鋁箔6與負極4上的導電集流銅箔14相互錯位，以實現雙向集流，外殼2上部連接有真空管11，真空管11與常規真空機組相連，使空腔1內形成真空，外殼2空腔1內設有控溫管12，控溫管12與常規制冷機相連，使空腔1內保持適宜溫度，10為減壓排氣閥，如圖1、圖2。

導電集流鋁箔6在正極3的相對兩側為整片設置，導電集流銅箔14在負極4的相對兩側為整片設置，導電集流鋁箔6和導電集流銅箔14上均設有通孔15，以便導電集流棒7穿過疊架成柱的通孔15，延伸至殼蓋8外成為正、負極引出端9，如圖2。

導電集流鋁箔6在正極3的相對兩側為間隔設置，導電集流銅箔14在負極4的相對兩側為間隔設置，且在導電集流鋁箔6和導電集流銅箔14上均設有通孔15，以便導電集流棒7穿過疊架成柱的通孔15，延伸至殼蓋8外成為正、負極引出端9，如圖3。