[發明專利]圓柱形電容型鋰離子電池的殼體

無效

• 申請號: 201310340392.1
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103400945A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 戴偉軍
• 申請（專利權）人: 舟山市新龍電子設備有限公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;B32B15/095;B32B15/20
• 代理公司: 舟山固浚專利事務所 33106
• 代理人: 范榮新

技術領域

本發明涉及的是一種圓柱形電容型鋰離子電池的殼體。

背景技術

電容型鋰離子電池是結合了超級電容器與鋰離子電池的一種高容量電池，它既包含電容器的雙電層物理儲能原理又包含鋰離子電池的嵌入脫嵌化學儲能原理。由于電容型鋰離子電池綜合了超級電容器和鋰離子電池的優勢，具有循環壽命長、功率密度大、充電快、內阻低、溫度適應性寬泛、安全性能好等顯著特點，而成為鋰電池的升級換代產品。電容型鋰離子電池采用電容型單向雙極引出，鋁殼內壁需絕緣以防內部短路，現廣泛采用的是在鋁殼內襯0.1mm厚的紙套，在鋁殼外套0.13mm厚的PVC套管。這樣導致工藝復雜，容量降低，同時PVC的使用對環境保護不利。

中國發明專利申請“一種制造鋁電解電容器鋰電池絕緣環保鋁殼的方法”（申請公布號CN102983292），其公開的技術方案是：“在應用電場內，先將聚丙烯酰樹脂和聚氨脂類合成材料粒子，添加劑加入溶液后，將溶液置放于容器中并通以電流，將被披覆工件置放于溶液中，并通以電流，當溶液接通電流為負極，被披覆工件則接通正極，反之，將兩極性電流對換，運用極性相異電荷受到電場的作用力下帶電離子的材料粒子會移動至被附著物表而進行附著，電場的強度越大，帶電離子懸浮材料粒子的移動速率越快，附著速度也越快，因此，藉該披覆方法，具有直接快速披覆工件外殼和筒內表面絕緣膜。”這是一種完成圓柱形電容型鋰離子電池的殼體制作后經電泳法在其內外覆蓋一層聚丙烯酰樹脂和聚氨脂類合成材料絕緣膜的技術方案。

此外，還有使用外殼制成后進行噴涂聚酯涂料后烘干，及在板材上采用尼龍、PET等薄膜刷膠后雙面復膜熱固后沖制的方法。采用電化法也可形成數到百余微米厚的氧化絕緣層，但因氧化層硬脆性，用于產品工裝時會剝落，一般不用于需要縮腰和封口操作的電容器鋁殼。

上述三種在鋁殼內外形成絕緣層的方法可分別稱為電泳法、噴涂法和復膜法。電泳法適合在金屬材料表面涂上絕緣層，但在鋁殼內壁因陽極屏蔽，涂料無法在內壁可靠沉附，采用加強措施后也只能達到外表厚度的1/2，且不均勻，正電極位置無涂層，不能滿足殼內壁絕緣要求。噴涂法適合各種材料的表面涂裝，但同樣無法使殼內部獲得可靠均勻絕緣層，且易產生流涎，不能滿足鋁殼內外壁絕緣要求。復膜法已應用于高端電容器產品中，但因復膜時空氣夾入問題未完全解決，產品工裝時易產生破洞，且國內外未見雙面復膜工藝和產品，無法滿足殼體的雙面可靠絕緣的要求。如上所述，以上各方法所獲得的絕緣層都有漏涂、脫落或變形等影響其電性能或外觀的不足，本領域幾年來的研究、試驗都未獲突破。

發明內容

針對上述不足，本發明所要解決的技術問題就是圓柱形電容型鋰離子電池的殼體上內外絕緣層與鋁殼之間的結合不夠均勻、牢固，提供一種絕緣層均勻牢固的圓柱形電容型鋰離子電池的殼體。

本發明提供的圓柱形電容型鋰離子電池的殼體，有圓柱形鋁殼和鋁殼內外壁上的絕緣層，是由鋁板兩面涂布聚氨脂涂料熱固化后沖壓而成的，其中外壁上絕緣層厚為7—12μm，內壁上絕緣層厚為10—15μm，絕緣層與鋁殼之間的附著強度45厘泊以上，絕緣層延伸率在400%以上，絕緣層耐壓AC440V以上。

本發明提供的圓柱形電容型鋰離子電池的殼體，以涂布法制造，鋁殼上內外壁上絕緣層厚度均勻、薄而絕緣性高，同時有較高的附著強度，絕緣層的厚度、附著強度、延伸率和耐壓指標都達到和超過了圓柱形電容型鋰離子電池的殼體在后續加工上的要求和殼體之于電池的要求。與現有技術相比，由于有更好的延伸性和先涂后成型的特點，可避免內壁形成絕緣層的障礙，本發明可以使電池殼體的長徑比更大、直徑更小。而耐壓性能的提高，使同樣電容量的電池的容積可以更小或容量增大。附著強度的提高則在縮腰封口時能保持絕緣層的完整，提高成品率。聚氨酯涂層附著強度用百格法測試達到十次不脫落，大于三次不脫落的工藝要求。

本發明提供的圓柱形電容型鋰離子電池的殼體，所說鋁板的牌號是3003、3104，以保證鋁板能同涂料固化后的延伸率保持一致。

本發明提供的圓柱形電容型鋰離子電池的殼體，所說聚氨脂涂料的原料組分按質量百分比計由聚氨酯多元醇48—56%、混合溶劑?38.6—47%、聚酯共改性聚二甲基硅氧烷?2.7—3.4%、聚醚改性聚有機硅氧烷?0.18—0.44%、有機硅?0.18—0.24%、硅烷?1.44—1.72%構成；其中混合溶劑由乙酮和甲酮分別按質量百分比60—70%和30—40%混合而成。