专利名称：锂离子动力电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种充电电池，特别涉及一种锂离子动力电池，属于动力电池领
域，主要用于以锂离子动力电池为动力源的各种混合式动力汽车和纯电动汽车等。
背景技术：
目前锂离子动力电池的主要结构有两种，一种是将巻制好的电芯封装在圆形或方 形外壳中的巻制式锂离子动力电池，但这种电池工作过程中电芯的散热仅靠内部空间的气 体对流交换及极小部分的介质导热，因此这种结构的始终不能有效地解决散热问题，这就 导致这种结构不能做到大容量(只能在10Ah左右)锂离子动力电池。即使有些厂家能将 容量做大，也会由于温升得不到解决而使电池容量很快衰减，大大縮短了电池的寿命，甚至 发生炸裂，得不偿失。因此经过改进目前的第二种锂离子动力电池结构是将叠制好的叠层 电芯封装在圆形或方形外壳中的叠层式锂离子动力电池，它具有导热散热效果好、可做大 容量电池、安全性好，循环寿命长等优点，特别是它的内阻低、功率密度高、比能量高更使它 优异性突出。这种叠层式锂离子动力电池的叠层电芯包括有负极片、正极片和绝缘隔膜， 负极片和正极片依次相间排列，负极片和正极片之间由绝缘隔膜隔开，最外层负极片的外 侧设置有绝缘隔膜，这些负极片、正极片和绝缘隔膜按照上述所述排列次序一个个扁放而 层层叠置在一起，而后一般用胶带将它们象整包打印纸一样包起来，但要露出上面的负极 耳和正极耳，因此电芯也叫叠层电芯。目前的这种叠层式锂离子动力电池存在着如下缺陷 (1)、抗震和耐挤压能力差。不论是圆形还是方形叠层电芯包好后放在外壳内，由于没有固 定和支撑，保护性差，因此叠层电芯在外壳内容易窜动，抗震和耐挤压能力差，容易造成锂 离子动力电池的损坏，从而使其循环使用寿命縮短；(2)、易膨胀，安全性风险大。由于在 锂离子动力电池注液和化成后，由于叠层电芯材料吸收电解液后产生膨胀及充电化成产生 的气体，使锂离子动力电池产生膨胀，由于方形电池外壳不象圆形外壳四周的压强是均匀 一致的，中间会产生严重的鼓包，圆形外壳虽然不象方形外壳那样产生严重的鼓包，但也存 在着鼓包的风险和可能，而鼓包会使电池中间鼓包部分内阻增高而产生发热，进一步导致 电解液蒸发，使得鼓包部分的容量损失，甚至导致容量早期衰减，从而使其循环寿命大大縮 短，甚至带来对电池的损坏，严重时还有爆炸的可能，带来不安全隐患。
发明内容本实用新型的目的是提供一种抗震和耐挤压能力好、不易鼓包、保护性好、循环寿 命长的锂离子动力电池。 实现上述目的的技术方案是一种锂离子动力电池，包括外壳和叠层电芯，外壳封 装在叠层电芯的外面，外壳上设置有缺口 ，缺口包括有安装口和注液口 ，负极极耳接头和正 极极耳接头固定在外壳上，负极极耳接头上部为负极接线端子，正极极耳接头上部为正极 接线端子，负极接线端子和正极接线端子通过缺口上的安装口伸出外壳外部，叠层电芯包 括有负极片、正极片和绝缘隔膜，负极片和正极片依次相间排列，负极片和正极片之间由绝缘隔膜隔开，最外层极片的外侧也设置有绝缘隔膜，左右两端均以负极片做为最外层极片，
所有的负极片均通过固定件与负极极耳接头相连接，所有的正极片均通过固定件与正极极
耳接头相连接，还包括有夹持负极片、正极片和绝缘隔膜的两块侧面夹板，还包括有与叠层
电芯的负极片、正极片和绝缘隔膜之间绝缘的定位柱，侧面夹板上开有定位孔，在绝缘隔
膜、负极片和正极片上均开有与定位孔位置相匹配的连接孔，定位柱穿过负极片、正极片和
绝缘隔膜上的连接孔，与两端的侧面夹板在定位孔处相固接。 进一步，所述的侧面夹板与外壳在定位孔处相固接。 进一步，所述的外壳与侧面夹板均为不锈钢材料制作，定位柱也为不锈钢材料，不
锈钢材料的定位柱外面装有绝缘套管。 进一步，所述的定位柱为穿芯铆钉。 进一步，所述的负极片由两片石墨材料制作的膜和一片铜箔组成，铜箔夹持在两 片石墨材料制作的膜之间，铜箔上端作为负极耳，并在该负极耳上开有让固定件穿过的孔。 进一步，所述的正极片由两片磷酸铁锂材料制作的膜和一片铝箔组成，铝箔夹持 在两片磷酸铁锂材料制作的膜之间，铝箔上端作为正极耳，并在该正极耳上开有让固定件 穿过的孔。 进一步，所述的绝缘隔膜由两片PP材料制作的膜和一片PE材料制作的膜组成，PE
材料制作的膜夹持在两片PP材料制作的膜之间。 进一步，所述外壳的上下两端卡装有电池壳绝缘套。 进一步，所述外壳包括有箱体和盖板，缺口开在盖板上，缺口还包括有防爆口 ，防 爆口上贴有安全防爆膜，盖板下面装有电子安装板，电子安装板上与缺口相对应的位置上 开有下缺口 ，下缺口包括有定位安装口 、注液通口和防爆通孔。 进一步，所述的安全防爆膜为铜膜。 采用上述技术方案后，本实用新型叠层电芯的负极片、正极片和绝缘隔膜夹持在 两块侧面夹板之间，定位柱穿过负极片、正极片和绝缘隔膜上的连接孔，与两端的侧面夹板 在定位孔处相固接，特别再加上侧面夹板与外壳在定位孔处相固接，使得本实用新型的叠 层电芯与外壳融为一体，这就带来了下列好处(1)、抗震和耐挤压能力好。由于有定位柱 的支撑，有侧面夹板的固定保护，这就使得本实用新型的叠层电芯的抗震和耐挤压能力好， 叠层电芯在外壳内不会窜动，使本实用新型的抗震和耐挤压能力更强。因此本实用新型保 护性好，循环使用寿命长；(2)、不易膨胀，安全性好。采用本实用新型的使得方形外壳锂 离子动力电池性能完全接近圆形外壳电池，使方形外壳四周的压强均匀一致，解决了现有 技术中鼓包的难题，而圆形外壳电池采用本方法也将它鼓包的风险降至更低，几乎为零风 险。而外壳中间不产生鼓包，因此不会造成本实用新型发热，保持本实用新型的容量不会发 生早期衰减，从而使其循环寿命大大延长，而且也避免了因发热带来的电池损坏或其它不 安全现象的发生，安全性好；(3)、防护性好。本实用新型侧面夹板在定位孔处相固接，侧面 夹板与外壳也在定位孔处相固接，固接处的结合点变薄，本实用新型安全性能好，使得一旦 锂离子动力电池因短路万一出现问题，那么在爆炸前产生的高压气体会使侧面夹板与外壳 结合点受膨胀气压的作用，首先将定位柱拉断，露出结合点处的定位孔泄气，避免爆炸的发 生。因此侧面夹板与外壳结合点处的定位孔起到了安全阀的作用，因此本实用新型防护性 能好，安全性更高。
图1为本实用新型的主视结构示意图； 图2为图1的俯视图； 图3为图1的左视图； 图4为图1的A-A剖面图； 图5为图1的B-B剖面图； 图6为图1的C-C剖视图； 图7为图6的D部放大图； 图8为去掉件1外壳和件4电子安装板等的内部结构示意图； 图9为件5侧面夹板结构示意图； 图10为件9负极片结构示意图； 图11为件10正极片结构示意图； 图12为件7绝缘隔膜结构示意图； 图13为图10的J-J剖视图； 图14为图11的K-K剖视图； 图15为图12的L-L剖面图； 图16为件21负极极耳接头和件22正极极耳接头的结构示意图； 图17为件11定位柱的结构示意图； 图18为件12绝缘套管的结构示意图； 图19为件26电池壳绝缘套的结构示意图； 图20为件1外壳上面部分件3盖板的结构示意图； 图21为件4电子安装板的结构示意图； 图22为件1外壳下面部分件2箱体的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。 如图1至图22所示，一种锂离子动力电池，包括外壳1、电子安装板4和叠层电芯16，还包括有铜材制作的负极极耳接头21和铝材制作的正极极耳接头22，还包括有与叠层电芯16的负极片9、正极片10和绝缘隔膜7之间绝缘的定位柱ll，定位柱11由穿芯铆钉做成，穿芯铆钉中间外径大两端外径小，定位柱11设置有三个，还包括有三个绝缘套管12，定位柱11为不锈钢材料，还包括有两块侧面夹板5，外壳1与侧面夹板5均为不锈钢材料制作，使用不锈钢材料的外壳1和侧面夹板5，更有利于散热，而且耐腐蚀效果更好。外壳1封装在电子安装板4和叠层电芯16的外面，外壳1包括有箱体2和盖板3，盖板3下面装有电子安装板4，电子安装板4由绝缘材料制作。外壳l上设置有缺口 17，缺口 17开在盖板3上，缺口 17包括有两个安装口 17-1和一个注液口 17-2以及一个防爆口 17-3，防爆口
17- 3上贴有铜膜制作的安全防爆膜19，电子安装板4上与缺口 17相对应的位置上开有下缺口 18，下缺口 18包括有两个定位安装口 18-1和一个注液通口 18-2以及一个防爆通孔
18- 3。注液口 17-2开在盖板3的一侧，防爆口 17-3开在盖板3中央，注液口 17_2开在防爆口 17-3两侧，注液口 17-2与注液通口 18-2位置正好相对应，外壳1内充好电解液后，将铆钉23铆入注液通口 18-2上面的注液口 17-2内密封。两个定位安装口 18-1上面均具有凸台4-l，盖板3上的缺口 17的两个安装口 17-1套在凸台4-1外面。负极极耳接头21上部为负极接线端子21-1，正极极耳接头22上部为正极接线端子22-1，负极接线端子21-1和正极接线端子22-1上均具有外螺纹，负极极耳接头21下部开有连接负极耳9-1-1的一号连接孔21-2，正极极耳接头22下部开有连接正极耳10-1-1的二号连接孔22-2，负极接线端子21-1和正极接线端子22-1通过电子安装板4上的定位安装口 18-1伸出外壳1的安装口 17-1外部，在负极接线端子21-1和正极接线端子22-1上分别套上绝缘垫圈24，并旋上固定螺母25进行固定。负极极耳接头21和正极极耳接头22固定在电子安装板4上。叠层电芯16包括有负极片9、正极片10和绝缘隔膜7。负极片9和正极片10依次相间排列，负极片9和正极片10之间由绝缘隔膜7隔开，最外层极片的外侧也设置有绝缘隔膜7，左右两端均以负极片9做为最外层极片，即按照绝缘隔膜7、负极片9、绝缘隔膜7、正极片
10、绝缘隔膜7、负极片9、绝缘隔膜7、正极片10、绝缘隔膜7......绝缘隔膜7、负极片9、
绝缘隔膜7排列，所有的负极片9均通过固定件20与负极极耳接头21相固接，所有的正极片10均通过固定件20与正极极耳接头22相固接，所述的固定件20为固定螺栓。两块侧面夹板5夹持在按上述次序排列的负极片9、正极片10和绝缘隔膜7的外侧，在两块侧面夹板5上各开有三个定位孔5-l，定位孔5-1开在侧面夹板5中间容易鼓包位置处，在绝缘隔膜7、负极片9和正极片10上均开有与三个定位孔5-1位置相匹配的三个连接孔27，连接孔27为圆孔，连接孔27的大小和形状与绝缘套管12的外径相同。装有绝缘套管12的定位柱ll穿过负极片9、正极片10和绝缘隔膜7上的连接孔27，与两端的侧面夹板5在定位孔5-1处通过铆接相固接。所述的侧面夹板5与外壳1在定位孔5-1处通过外部点焊相固接。 如图4和图13所示，所述的负极片9由两片石墨材料制作的膜9-2和一片铜箔9-l组成，铜箔9-1夹持在两片石墨材料制作的膜9-2之间，铜箔9-1上端作为负极耳9-1-1，并在该负极耳9-1-1上开有让固定件20穿过的孔9-3。多个负极耳9-1-1叠在一起形成负极耳群，固定件20通过孔9-3和一号连接孔21-2将负极耳群与负极极耳接头21固接在一起。负极片9上的热量和电流通过负极耳群和固定件20固定螺栓直接传递给负极极耳接头21，热量通过负极极耳接头21及时地散发出去。 如图5和图14所示，所述的正极片10由两片磷酸铁锂材料制作的膜10-2和一片
铝箔10-1组成，铝箔10-1夹持在两片磷酸铁锂材料制作的膜10-2之间，铝箔10-1上端作
为正极耳10-1-1，并在该正极耳10-1-1上开有让固定件20穿过的孔10-3。多个正极耳
10-1-1叠在一起形成正极耳群，固定件20通过孔10-3和二号连接孔22-2将正极耳群与正
极极耳接头22固接在一起。正极片10上的热量和电流通过正极耳群和固定件20固定螺
栓直接传递给正极极耳接头22，热量通过正极极耳接头22及时地散发出去。 如图15所示，所述的绝缘隔膜7由两片PP材料制作的膜7-2和一片PE材料制作
的膜7-1组成，PE材料制作的膜7-1夹持在两片PP材料制作的膜7-2之间。 如图1、图2和图19所示，外壳1的上下两端卡装有电池壳绝缘套26，电池壳绝缘
套26由绝缘材料制作。电池壳绝缘套26为可拆卸式。 除上述实施例外，本实用新型外壳1和两块侧面夹板5还可采用塑料材料制作，定位柱11也可采用塑料材料制作，这时就不需要使用绝缘套管12。本实用新型中电子安装板
4除具有绝缘作用以外，还对外壳1具有支撑作用，使外壳1更加牢固，抗震抗压，使固定在
盖板3上的负极极耳接头21和正极极耳接头22更加稳固。本实用新型新型的电子安装板
4还可采用两个绝缘垫圈代替， 一个绝缘垫圈垫在盖板3安装口 17-1与负极极耳接头21之
间，另一个绝缘垫圈垫在盖板3安装口 17-1与正极极耳接头22之间。 可将多个本实用新型组合成锂离子动力电池组使用，以提高锂离子动力电池的功
率。当多个本实用新型组合成锂离子动力电池组使用时，电池壳绝缘套26既能起到绝缘的
作用，又可使多个本实用新型的外壳1之间始终保持有间隙，有利于散热，提高本实用新型
的循环使用寿命。单个本实用新型使用时，电池壳绝缘套26可拆去或不装。 本实用新型不限于上述实施例，凡采用等同替换或等效替换形成的技术方案均属
于本实用新型要求保护的范围。
权利要求一种锂离子动力电池，包括外壳(1)和叠层电芯(16)，外壳(1)封装在叠层电芯(16)的外面，外壳(1)上设置有缺口(17)，缺口(17)包括有安装口(17-1)和注液口(17-2)，负极极耳接头(21)和正极极耳接头(22)固定在外壳(1)上，负极极耳接头(21)上部为负极接线端子(21-1)，正极极耳接头(22)上部为正极接线端子(22-1)，负极接线端子(21-1)和正极接线端子(22-1)通过缺口(17)上的安装口(17-1)伸出外壳(1)外部，叠层电芯(16)包括有负极片(9)、正极片(10)和绝缘隔膜(7)，负极片(9)和正极片(10)依次相间排列，负极片(9)和正极片(10)之间由绝缘隔膜(7)隔开，最外层极片的外侧也设置有绝缘隔膜(7)，左右两端均以负极片(9)做为最外层极片，所有的负极片(9)均通过固定件(20)与负极极耳接头(21)相连接，所有的正极片(10)均通过固定件(20)与正极极耳接头(22)相连接，其特征在于还包括有夹持负极片(9)、正极片(10)和绝缘隔膜(7)的两块侧面夹板(5)，还包括有与叠层电芯(16)的负极片(9)、正极片(10)和绝缘隔膜(7)之间绝缘的定位柱(11)，侧面夹板(5)上开有定位孔(5-1)，在绝缘隔膜(7)、负极片(9)和正极片(10)上均开有与定位孔(5-1)位置相匹配的连接孔(27)，定位柱(11)穿过负极片(9)、正极片(10)和绝缘隔膜(7)上的连接孔(27)，与两端的侧面夹板(5)在定位孔(5-1)处相固接。
2. 根据权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于所述的侧面夹板(5)与外壳 (1)在定位孔(5-1)处相固接。
3. 根据权利要求l所述的锂离子动力电池，其特征在于所述的外壳(1)与侧面夹板 (5)均为不锈钢材料制作，定位柱(11)也为不锈钢材料，不锈钢材料的定位柱(11)外面装 有绝缘套管(12)。
4. 根据权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于所述的定位柱(11)为穿芯铆钉。
5. 根据权利要求l所述的锂离子动力电池，其特征在于所述的负极片(9)由两片石 墨材料制作的膜(9-2)和一片铜箔(9-1)组成，铜箔(9-1)夹持在两片石墨材料制作的膜 (9-2)之间，铜箔(9-1)上端作为负极耳(9-1-1)，并在该负极耳(9-1-1)上开有让固定件 (20)穿过的孔(9-3)。
6. 根据权利要求l所述的锂离子动力电池，其特征在于所述的正极片(10)由两片磷 酸铁锂材料制作的膜(10-2)和一片铝箔(10-1)组成，铝箔(10-1)夹持在两片磷酸铁锂材 料制作的膜(10-2)之间，铝箔(10-1)上端作为正极耳(10-1-1)，并在该正极耳(10-1-1) 上开有让固定件(20)穿过的孔(10-3)。
7. 根据权利要求l所述的锂离子动力电池，其特征在于所述的绝缘隔膜(7)由两片 PP材料制作的膜(7-2)和一片PE材料制作的膜(7-1)组成，PE材料制作的膜(7-1)夹持 在两片PP材料制作的膜(7-2)之间。
8. 根据权利要求l所述的锂离子动力电池，其特征在于所述外壳(1)的上下两端卡 装有电池壳绝缘套(26)。
9. 根据权利要求l所述的锂离子动力电池，其特征在于所述外壳(1)包括有箱体(2) 和盖板(3)，缺口 (17)开在盖板(3)上，缺口 (17)还包括有防爆口 (17-3)，防爆口 (17-3) 上贴有安全防爆膜(19)，盖板(3)下面装有电子安装板(4)，电子安装板(4)上与缺口 (17) 相对应的位置上开有下缺口 (18)，下缺口 (18)包括有定位安装口 (18-1)、注液通口 (18-2)和防爆通孔(18-3)。
10.根据权利要求9所述的锂离子动力电池，其特征在于所述的安全防爆膜(19)为 铜膜。
专利摘要本实用新型涉及一种锂离子动力电池，它包括叠层电芯(16)，叠层电芯(16)包括负极片(9)、正极片(10)和绝缘隔膜(7)，负极片(9)和正极片(10)依次相间排列，本实用新型还包括夹持负极片(9)、正极片(10)和绝缘隔膜(7)的两块侧面夹板(5)，还包括有定位柱(11)，侧面夹板(5)上开有定位孔(5-1)，在绝缘隔膜(7)、负极片(9)和正极片(10)上均开有与定位孔(5-1)位置相匹配的连接孔(27)，定位柱(11)穿过负极片(9)、正极片(10)和绝缘隔膜(7)上的连接孔(27)，与两端的侧面夹板(5)在定位孔(5-1)处相固接。本实用新型抗震和耐挤压能力好、不易鼓包、循环寿命长。
文档编号H01M10/36GK201450071SQ20092004451
公开日2010年5月5日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者周金平 申请人:周金平