[發明專利]一種帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池

有效

• 申請號: 201110397521.1
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102394280A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 侯敏;趙文鵬;陳曉宇;曹輝;王東
• 申請（專利權）人: 上海航天電源技術有限責任公司
• 主分類號: H01M2/04
• 分類號: H01M2/04;H01M2/34;H01M10/0525
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;賈慧琴

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體涉及一種帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池。

背景技術

現有技術中鋰離子電池根據外殼材質主要分為三種類型，金屬外殼、塑料外殼和鋁塑復合膜外殼，塑料外殼雖然能夠耐電解液腐蝕，但由于散熱差，在大倍率充放電時容易發生變形，殼體密封性差且阻燃性差；而鋁塑復合膜外殼制作的電池容易發生腐蝕及脹氣，相對金屬外殼而言，密封性較差；金屬鋼殼材料成本和生產成本較高，密封性優良，目前廣泛用于鋰離子電池領域，但隨著電池使用輕量化及低成本的需求，鋁材質的外殼在質量及價格上的競爭優勢突顯出來，但由于鋁金屬是兩性金屬，它會與酸堿反應，導致鋁外殼出現腐蝕、脹氣等缺陷，從而制約了其在鋰離子電池上的應用。

在專利公開CN101345293A中提出一種鋁殼鋰離子電池，包括殼蓋、殼體和容納于殼體內的正、負極極片，所述殼蓋上設有兩個電極引出孔，分別連接有正極電極密封結構和負極電極密封結構，所述電極密封結構包括連接片、穿過電池殼蓋上鉚釘孔設置的鉚釘以及位于電池殼蓋與鉚釘之間的凸形墊圈和套于鉚釘上、位于殼蓋與連接片之間的凹形墊圈，所述殼蓋、殼體均為鋁殼；所述正極電極密封結構的凹形墊圈和凸形墊圈中至少一個由導電塑料構成，導電塑料的電阻值為10²~10⁴歐姆。該發明實現了用鋁殼制作鋰離子電池，并能有效阻止鋁殼被電解液腐蝕，而且不會出現打火現象。但是采用該發明制作的電池由于采用導電塑料及其含有填料的復合材料作為密封的凹形墊圈或凸形墊圈，該復合材料在電解液中容易發生溶脹，從而使得電池蓋板的密封性降低，電池存在脹氣隱患，從而無法實現規模化生產。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種不存在脹氣隱患、密封性好、耐蝕性優良并改善安全性能的帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池。

為達到上述目的，本發明提供了一種帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池，其包括一電池極芯及一電池殼身，將電池極芯置入電池殼身中，電池殼身內注入電解液，并采用鋁殼蓋板組件密封，其中，所述鋁殼蓋板組件含有一耐蝕保護裝置，該裝置由導電金屬膠與鋁金屬粘結制成，將蓋板頂蓋與蓋板上的正極極耳連接片連接在一起。

上述的帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池，其中，所述的耐蝕保護裝置包含：

采用導電金屬膠粘結的兩根鋁金屬條，其中，鋁金屬條采用聚丙烯膠帶包覆處理；

密封該粘結的鋁金屬條的鋁塑復合膜，該鋁塑復合膜耐電解液腐蝕；及

鋁塑復合膜密封鋁金屬條形成的密封腔。

上述的帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池，其中，所述的耐蝕保護裝置的密封腔內充有惰性氣體。

上述的帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池，其中，所述耐蝕保護裝置的制備方法為：把帶有聚丙烯膠帶的兩根鋁金屬條之間采用導電金屬膠粘結，然后用耐電解液腐蝕的鋁塑復合膜密封，并在密封腔中充入惰性氣體。

上述的帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池，其中，所述的導電金屬膠選擇導電銀膠或導電鋁膠。

上述的帶有耐蝕保護裝置的鋁殼鋰離子電池，其中，所述耐蝕保護裝置通過一耐腐蝕的卡扣卡在蓋板頂蓋上，避免電池在振動測試中脫落。

鋁及其合金為兩性金屬，在大氣中鋁的外表面覆蓋了一層氧化物，這有效的減緩了鋁金屬的腐蝕速率。但在pH值小于4及大于8的環境中，鋁及鋁合金容易發生點腐蝕及縫隙腐蝕，造成鋁金屬的失效。

鋰離子電池的鋁殼殼蓋包括正極鋁連接片及負極銅、鎳或銅鍍鎳連接片，鋁的標準電極電位為-1.66V，銅的標準電極電位為0.337V，由于電極電位越負，金屬越容易失去電子轉化為離子狀態進入溶液中，金屬越不耐腐蝕，在電解液LiPF₆存在條件下，游離態的鋰離子可嵌入鋁離子結合形成鋰鋁合金，從而引起鋁金屬的電化學腐蝕。

為了同時滿足鋁殼鋰離子電池安全性及耐腐蝕性的需求，鋁殼電池殼蓋頂蓋與正極金屬連接片之間采用耐蝕保護裝置連接，這樣一方面使鋁殼外殼帶正電，鋁外殼的電極電位提高，鋁金屬進入穩定的鈍化區，避免了鋁外殼金屬的腐蝕，從而達到陽極保護的作用。另一方面當電池發生針刺、短路及過充等安全隱患時，設置在蓋板頂蓋上的耐蝕保護裝置由于瞬間通過了很大的電流，從而粘結在兩鋁金屬條之間的導電金屬膠會直接熔斷，從而及時的保證電池外殼處于絕緣狀態，由于耐蝕保護裝置采用充了惰性氣體的鋁塑復合膜密封，從而避免了在熔斷的瞬間出現打火現象，從而有效的保證了電池的安全性，使鋁殼鋰離子電池達到耐腐蝕及提高安全性的目的。