一种锂离子电池的制作方法

本发明涉及新能源锂电池中一种石墨烯的产业应用，具体来说，涉及一种锂离子电池。

背景技术：

目前，全球各发达国家和地区都在大力发展新能源电池产业。新能源电池产业的崛起将引起汽车、通信、电力、it、建筑业、新材料行业等多个产业的重大变革，并催生一系列新型产业。新能源电池产业对其产业发展的直接拉动表现为多个方面，一是拉动新能源上游产业如风机制造、光伏组件、多晶硅深加工等一系列加工制造业和资源加工业的发展；二是促进智能电网、电动汽车等一系列电池电能输送与用能产品的开发和发展；三是促进节能建筑和带有光伏发电建筑的发展。

电动汽车电池将成为未来汽车消费市场的引领性产品，发展动力电池已经在全球范围内演变成一场抢占未来产业制高点的竞争。

石墨烯(graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯具有优良的导热性，导热系数远超过铜、铝、铁等金属导体，高于碳纳米管和金刚石，其本质原因是在石墨烯分子中，碳原子构成六角形蜂窝状结构，且都是单键，这样每个碳原子都有一个自由电子，自由电子的运动实现了高效能的传热。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

当前在圆柱锂电池热散方面采取的有效技术方案多为单体电池外部附着导热硅胶、导热泥、导热棉或通过电池外壁接触导热板、冷凝管路等方式向体系外传导热量。本质上讲是通过电池外部材料传导散热，而电池自身的导热、散热性能并没改变。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本发明提出一种锂离子电池，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂离子电池，包括防爆盖帽、电池壳体、卷芯、钢针和石墨烯散热套管，其中所述电池壳体呈空心结构，且所述电池壳体包括空心凸起和空心圆柱体，所述防爆盖帽设置于所述空心凸起内部且机械密封，所述卷芯设置于所述空心圆柱体内部，所述卷芯与所述防爆盖帽之间通过激光焊接，所述卷芯包括正极极片、隔膜和负极极片，其中，所述正极极片、所述隔膜、所述负极极片和所述隔膜交叠层放卷绕而成，且所述负极极片完全包住所述正极极片，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间，所述卷芯的中心位置设有与其平行设置的圆柱槽，所述圆柱槽内设有与其相匹配的所述钢针，所述卷芯的外围与所述电池壳体之间设有环形设置的所述石墨烯散热套管。

进一步的，所述防爆盖帽的底端设有铝垫片。

进一步的，所述铝垫片与所述卷芯钢针之间通过铝带弹簧连接。

进一步的，所述石墨烯散热套管由石墨烯复合薄膜多层叠加制成。

进一步的，所述电池壳体的顶部设有排气孔。

进一步的，所述石墨烯散热套管的直径10-32mm，高度30-60mm，套管厚度0.2-0.5mm。

本发明上述技术方案具有如下有益效果：

在石墨烯分子中，碳原子构成六角形蜂窝状结构，且都是单键，每个碳原子都有一个自由电子，自由电子的运动实现了高效能的传热；利用石墨烯或者碳纤维柔性复合的所述薄膜，制作成锂离子电池卷芯散热套管，电池自身的热传导和热扩散性能增强，减少因热失控导致电池的失效，应用此电池组成的电池模组或电池系统可提高整体的安全系数和使用寿命；解决了锂离子电池因散热问题导致的热失控而引起的电池失效，甚至起火、爆炸等重大安全性问题；同时因电池热传导和热扩散性能增强，减少了电解液池解因温度高产生的副反应，提高了电池的循环寿命。本技术方案原理简单可靠、可行，实施过程易控制、操作安全、流程顺畅、原材料易购易加工，在技术上是成熟可靠的，具备产业化应用；此外，应用本发明科技含量高、附加值大，经济上也是可行的，并有较大的社会意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种锂离子电池中锂离子电池结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种锂离子电池中卷芯结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种锂离子电池中石墨烯散热套管示意图。

附图标记说明如下：

1、正极极片；

2、隔膜；

3、负极极片；

4、防爆盖帽；

5、电池壳体；

6、卷芯；

7、钢针；

8、石墨烯散热套管；

9、铝带弹簧；

10、空心圆柱体；

11、铝垫片；

12、空心凸起；

13、圆柱槽；

14、薄膜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种锂离子电池。

如图1-3所示，根据本发明实施例的锂离子电池，包括一种石墨烯散热套管及其应用的锂离子电池，包括防爆盖帽4、电池壳体5、卷芯6、钢针7和石墨烯散热套管8，其中所述电池壳体5呈空心结构，且所述电池壳体5包括空心凸起12和空心圆柱体10，所述防爆盖帽4设置于所述空心凸起12内部且机械密封，所述卷芯6设置于所述空心圆柱体10内部，所述卷芯6与所述防爆盖帽4之间通过激光焊接，所述卷芯6包括正极极片1、隔膜2和负极极片3，其中，所述正极极片1、所述隔膜2、所述负极极片3和所述隔膜2交叠层放卷绕而成，且所述负极极片3完全包住所述正极极片1，所述隔膜2位于所述正极极片1和所述负极极片3之间，所述卷芯6的中心位置设有与其平行设置的圆柱槽13，所述圆柱槽13内设有与其相匹配的所述钢针7，所述卷芯6的外围与所述电池壳体5之间设有环形设置的所述石墨烯散热套管8。

在一个实施例中，所述防爆盖帽4的底端设有铝垫片11。

在一个实施例中，所述铝垫片11与所述卷芯6钢针7之间通过铝带弹簧9连接。

在一个实施例中，所述石墨烯散热套管8由石墨烯复合薄膜14多层叠加制成。

在一个实施例中，所述电池壳体5的顶部设有排气孔7。

在一个实施例中，所述石墨烯散热套管8的直径10-32mm，高度30-60mm，套管厚度0.2-0.5mm。

借助于本发明的上述技术方案，通过防爆盖帽4、电池壳体5、卷芯6、钢针7和石墨烯散热套管8，其中所述电池壳体5呈空心结构，且所述电池壳体5包括空心凸起12和空心圆柱体10，所述防爆盖帽4设置于所述空心凸起12内部且机械密封，所述卷芯6设置于所述空心圆柱体10内部，所述卷芯6与所述防爆盖帽4之间通过激光焊接，所述卷芯6包括正极极片1、隔膜2和负极极片3，其中，所述正极极片1、所述隔膜2、所述负极极片3和所述隔膜2交叠层放卷绕而成，且所述负极极片3完全包住所述正极极片1，所述隔膜2位于所述正极极片1和所述负极极片3之间，所述卷芯6的中心位置设有与其平行设置的圆柱槽13，所述圆柱槽13内设有与其相匹配的所述钢针7，所述卷芯6的外围与所述电池壳体5之间设有环形设置的所述石墨烯散热套管8。

综上所述，在石墨烯分子中，碳原子构成六角形蜂窝状结构，且都是单键，每个碳原子都有一个自由电子，自由电子的运动实现了高效能的传热。利用石墨烯或者碳纤维柔性复合的所述薄膜14，制作成锂离子电池卷芯散热套管，电池自身的热传导和热扩散性能增强，减少因热失控导致电池的失效，应用此电池组成的电池模组或电池系统可提高整体的安全系数和使用寿命；解决了锂离子电池因散热问题导致的热失控而引起的电池失效，甚至起火、爆炸等重大安全性问题；同时因电池热传导和热扩散性能增强，减少了电解液池解因温度高产生的副反应，提高了电池的循环寿命。本技术方案原理简单可靠、可行，实施过程易控制、操作安全、流程顺畅、原材料易购易加工，在技术上是成熟可靠的，具备产业化应用；此外，应用本发明科技含量高、附加值大，经济上也是可行的，并有较大的社会意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。