[發明專利]一種圓柱型鋰離子動力電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201210312648.3
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102800870A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 孫建平;倪九江;周曉政;王秀麗;繆東棟;宋晨路;涂江平
• 申請（專利權）人: 浙江谷神能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/70
• 分類號: H01M4/70;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種圓柱型鋰離子動力電池，包括帶有正極柱和負極柱的圓柱形外殼以及置于所述圓柱形外殼內的圓柱形電芯，所述圓柱形電芯由正極片、隔膜和負極片卷繞成圓柱形而成，所述正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極活性材料涂層，所述負極片包括負極集流體和涂覆在負極集流體上的負極活性材料涂層，其特征在于，所述正極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的一端伸出并分割焊接形成正極集流體連接端，所述負極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的另一端伸出并分割焊接形成負極集流體連接端，所述正極集流體連接端與所述正極柱相連，所述負極集流體連接端與所述負極柱相連。

2.根據權利要求1所述的圓柱型鋰離子動力電池，其特征在于，所述正極集流體連接端包括沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并焊接形成的兩個正極集流接觸面，所述負極集流體連接端包括沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并焊接形成的兩個負極集流接觸面。

3.根據權利要求2所述的圓柱型鋰離子動力電池，其特征在于，所述正極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長度為9~18mm，寬度為6~15mm；

所述負極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長度為9~18mm，寬度為6~15mm。

4.根據權利要求1所述的圓柱型鋰離子動力電池，其特征在于，所述圓柱形電芯沿卷繞的軸向的最大長度為100~300mm，所述圓柱形電芯的外徑為25~70mm。

5.根據權利要求1所述的圓柱型鋰離子動力電池，其特征在于，所述正極集流體為鋁箔，所述負極集流體為銅箔。

6.根據權利要求1所述的圓柱型鋰離子動力電池，其特征在于，所述正極集流體連接端與所述正極柱焊接，所述負極集流體連接端與所述負極柱焊接。

7.根據權利要求1所述的圓柱型鋰離子動力電池，其特征在于，所述圓柱形外殼包括圓柱型鋁合金殼體以及設置在所述圓柱型鋁合金殼體兩端的帶有正極柱的正極端蓋和帶有負極柱的負極端蓋，所述圓柱型鋁合金殼體的內徑為30~60mm，所述圓柱型鋁合金殼體的殼體厚度為1~3mm。

8.根據權利要求1~7任一項所述的圓柱型鋰離子動力電池的制備方法，包括加工圓柱形電芯以及對該圓柱形電芯封裝，其特征在于，所述加工圓柱形電芯的步驟如下：

1）將單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片、隔膜和單邊留有未涂覆負極活性材料涂層的負極片一同卷繞成圓柱形，其中正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊以及負極片上未涂覆負極活性材料涂層的單邊分別處在卷繞軸向的兩端；

2）將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經分割、超聲波焊接形成正極集流體連接端，將卷繞后的負極片上未涂覆負極活性材料涂層的單邊經分割、超聲波焊接形成負極集流體連接端，得到圓柱形電芯。

9.根據權利要求8所述的圓柱型鋰離子動力電池的制備方法，其特征在于，步驟1）中，單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片的制備包括：

a）正極活性材料的制備：將鋰鹽、鎳鹽、錳鹽和鈷鹽溶于乙醇，形成金屬鹽乙醇溶液，將金屬鹽乙醇溶液在空氣或氧氣氣氛下400℃~600℃點燃，點燃后反應5min～15min，之后冷卻，再在700℃~900℃退火后得到正極活性材料aLi₂MnO₃·(1-a)LiMO₂，其中，0.4≤a≤0.6，M=Mn_xNi_yCo_z，1/3≤x≤0.4，1/3≤y≤0.4，且4x+2y+3z=3；

b）按質量百分比含量稱取90%~92%步驟a）中的正極活性材料aLi₂MnO₃·(1-a)LiMO₂、4%~6%導電劑和3%~5%粘結劑，得到混合料，加入1-甲基2-吡咯烷酮溶劑真空攪拌均勻后，連續雙面涂布于正極集流體上并在正極集流體同側正反二面單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的部分，烘干去除1-甲基2-吡咯烷酮溶劑后連續輥壓，分切后制得單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片。

10.根據權利要求8所述的圓柱型鋰離子動力電池的制備方法，其特征在于，步驟1）中，將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并超聲波焊接形成包含兩個正極集流接觸面的正極集流體連接端，將卷繞后的負極片上未涂覆負極活性材料涂層的單邊經沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并超聲波焊接形成包含兩個負極集流接觸面的負極集流體連接端。