专利名称：一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池的制作方法
技术领域：
一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池本实用新型涉及到电池领域，特别是指一种锂/亚硫酰氯(Li/S0Cl2)电池。
背景技术：
锂/亚硫酰氯(Li/S0Cl2)电池是一种以锂为阳极，碳作阴极载体，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯(SOCl2)溶液作电解液的锂电池。锂/亚硫酰氯电池具有比能量高、比功率大、放电电压平稳、温度适用范围广、储存寿命长等特性，在航空航天、水中兵器、导航设备、 地质勘探、仪器仪表等军事和民用工业中都有广泛的应用。锂/亚硫酰氯电池是目前电池领域中比能量和比功率最高的一种电池。正是有着以上的优异特性，近年来，锂/亚硫酰氯电池在石油开采、地质勘探中得到广泛使用。在石油开采、地质勘探工程中，需要对拟开采或勘察区域实施钻孔，一方面对钻进的这一长度内的轨迹进行测量，另一方面对钻进的这一长度内的环境状况进行测量， 以采集和记录各种工况数据。而充当采集和记录各种工况数据的动力，便是锂/亚硫酰氯电池。锂/亚硫酰氯电池随着井下测量仪在钻头、钻杆带动下逐步进入地下，不仅要承受越来越高的温度考验，同时还要承受钻头、钻杆的冲击和震动。根据相关标准要求，随钻下井的电池筒要能够承受-40°C 175°C温度的环境考验，同时还能够承受振动加速度 196m/s2 (扫频范围20Hz 200Hz，扫描速率为loct/min)、冲击加速度455m/s2，半正弦波形 Ilms的严苛工况考验。目前，国内用于随钻井下测量仪下井的电池筒，大多使用国内生产的略加改进的锂/亚硫酰氯电池。现行的锂/亚硫酰氯电池的结构为包括一个壳体，壳体的内部从下至上依次放置有底部绝缘片、电池芯体、上部绝缘片和金属-玻璃封上盖，电池芯体中灌注有电解液，电池芯体为多层卷状结构，依次包括隔膜、阴极极片、隔膜和阳极极片，隔膜为非编织的玻璃纤维，阴极极片为碳和聚四氟乙烯粘结剂与镍拉网合膜，阳极极片为锂与镍拉网合膜，金属-玻璃封上盖的下部放置有顶部绝缘片，金属-玻璃封上盖的中心设置有中心柱，一只阴极极耳直接焊接在中心柱上，一只阳极极耳焊接在壳体的内壁上，或夹焊在金属-玻璃封上盖与壳体的夹缝中。现行结构的锂/亚硫酰氯电池，不仅耐高温性能难以满足井下较高温度的环境考验，其内在结构也难以满足井下振动、冲击的严苛工况考验。这是因为，首先，作为单极耳的阴极极耳难以满足电池芯体的剧裂震动、冲击而有可能脱焊或折断；作为单极耳的阳极极耳在电池芯体的剧裂震动、冲击下也有能脱焊或折断；其次，一只阳极极耳焊接在电池壳体内壁上，不仅操作不便，还可能存在虚焊，而一只阳极极耳夹焊在金属-玻璃封上盖与壳体的夹缝中的生产工艺，又会导致金属-玻璃封上盖与壳体的不同心，使环缝焊接的一致性降低；第三，由于金属-玻璃封上盖通常为圆柱体结构，在将阳极极耳夹在金属-玻璃封上盖与壳体的夹缝中时，金属-玻璃封上盖的下端面边缘与电池壳体端口相切，容易将阳极极耳切断，从而导致虚焊。另外，一些电池生产企业为了克服井下较高温度对电池的影响，采用减少电池内部活性物质和隔膜的加入量，以增大电池内部的冗余空间，减缓电解液在高温环境下分解、 气化而导致电池的肿胀，又加大了电池芯体松动的可能性。现行结构的锂/亚硫酰氯电池，当减少电池内部活性物质和隔膜的加入量，必然产生电池芯体的松动，而单阴极极耳和单阳极耳及其焊接方式，又无法抑制电池芯体的松动，这种电池芯体的松动对电池的性能、尤其是电池的安全性能危害更大。电池芯体的松动，无法满足井下振动、冲击对电池的要求，轻者导致电池内部断路，重者导致电池内部短路，甚至导致电池爆裂。这些都可能造成钻井作业中断而被迫起钻，严量影响石油开采、地质勘探作业进度和钻井施工队伍的经济效益。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不仅能承受_40°C 175°C的温度考验，同时还能承受钻头、钻杆的冲击和震动，抑制电池芯体出现松动的耐冲击、振动的锂/ 亚硫酰氯电池。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池，包括一个壳体，壳体的内部从下至上依次设置有底部绝缘片、电池芯体、上部绝缘片、顶部绝缘片和金属-玻璃封上盖，电池芯体中灌注有电解液，电池芯体为层卷状结构， 依次包括隔膜、阴极极片、隔膜和阳极极片，隔膜为非编织的玻璃纤维，阴极极片为碳和聚四氟乙烯粘结剂与镍拉网合膜，阳极极片为锂与镍拉网合膜，金属-玻璃封上盖的中心设置有中心柱，阴极极耳与中心柱相连接，所述金属-玻璃封上盖的下端面边缘处设置有圆弧过渡，阳极极耳夹焊于金属-玻璃封上盖与壳体之间，所述的阳极极耳至少设置两只，阳极极耳沿电池壳体内壁环形均勻分布。所述的阳极极片设置有2飞个阳极极耳。本实用新型的有益效果是上述的一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池，采用多阳极极耳，不仅能增强金属-玻璃封上盖与壳体同心度，从而使环缝焊接的质量得到有效改善，增加了电池的投入产出率；更重要的是，可将电池芯体与电池壳体紧密连成一体，控制了电池芯体的松动，有效地保护了电池内部阴极极耳与阳极极耳免受损伤，杜绝了电池因井下冲击、振动而导致内部断路、内部短路的现象发生，有效的确保了石油开采、地质勘探作业的进度，极大的提升了钻井施工队伍的经济效益。
图1是本实用新型一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池的结构示意图；图2是图1中A-A方向的剖视结构示意图；图3是本实用新型另一种实施例的图1中A-A方向的剖视结构示意图；图4是本实用新型另一种实施例的图1中A-A方向的剖视结构示意图；图5是图1中B部的放大结构示意图；图6是集流体的结构示意图；图中1、壳体，2、底部绝缘片，3、电池芯体，31、隔膜，32、阴极极片，33、阳极极片， 4、上部绝缘片，5、金属-玻璃封上盖，51、圆弧过渡，6、电解液，7、顶部绝缘片，8、玻璃体，9、 中心柱，10、空腔，11、阳极极耳，12、集流体，121、金属集流网。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池作进一步的详细描述。实施例1如图1所示，一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池，包括一个壳体1，壳体1的内部从下至上依次设置有底部绝缘片2、电池芯体3、上部绝缘片4和金属-玻璃封上盖5，电池芯体3中设置有电解液6，电池芯体3为多层卷状结构，包括隔膜31、阴极极片32和阳极极片33，所述的隔膜31为非编织的玻璃纤维，阴极极片32为碳和聚四氟乙烯粘结剂与镍拉网合膜，阳极极片33为锂与镍拉网合膜，金属-玻璃封上盖5的下部设置有顶部绝缘片7， 金属-玻璃封上盖5的中心通过玻璃体8设置有中心柱9，阴极极耳与中心柱9相连接，如图2、图5所示，所述的阳极极片33中设置4个阳极极耳11，阳极极耳11沿电池壳体1内壁环形均勻分布，所述金属-玻璃封上盖5的下端面边缘处设置有圆弧过渡51，阳极极耳 11的上端夹焊于金属-玻璃封上盖5侧壁与壳体1之间。上述的耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池的阳极层33在制作时，首先制作带4个阳极极耳11的集流体12，如图6所示，集流体12包括金属集流网121和阳极极耳11，金属集流网121可以是镍拉网或不锈钢拉网、也可以是镍冲孔网或不锈钢冲孔网；阳极极耳 11可以是镍极耳、也可以是不锈钢极耳。然后将锂箔与集流体12滚压成一体，成为阳极极片33，可单面滚压锂箔，也可双面滚压锂箔。在固定阳极极耳11时，将阳极极耳11纳入金属-玻璃封上盖5与壳体1之间，实施压封和夹缝环焊，使阳极极耳11与壳体1之间的连接更加紧密牢靠，其中金属-玻璃封上盖5的下端面边缘处设置的圆弧过渡51，从而可以防止金属-玻璃封上盖5的下端面边缘将阳极极耳11切断。实施例2如图1所示，一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池，包括一个壳体1，壳体1的内部从下至上依次设置有底部绝缘片2、电池芯体3、上部绝缘片4和金属-玻璃封上盖5，电池芯体3中设置有电解液6，电池芯体3为多层卷状结构，包括隔膜31、阴极极片32和阳极极片33，所述的隔膜31为非编织的玻璃纤维，阴极极片32为碳和聚四氟乙烯粘结剂与镍拉网合膜，阳极极片33为锂与镍拉网合膜，金属-玻璃封上盖5的下部设置有顶部绝缘片7， 金属-玻璃封上盖5的中心通过玻璃体8设置有中心柱9，阴极极耳与中心柱9相连接，如图3、图5所示，所述的阳极层33中设置2个阳极极耳11，阳极极耳11沿电池壳体1内壁环形均勻分布，所述金属-玻璃封上盖5的下端面边缘处设置有圆弧过渡51，阳极极耳11 的上端夹焊于金属-玻璃封上盖5侧壁与壳体1之间。上述的耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池的阳极层33在制作时，首先制作带2个阳极极耳11的集流体12，如图6所示，集流体12包括金属集流网121和阳极极耳11，金属集流网121可以是镍拉网或不锈钢拉网、也可以是镍冲孔网或不锈钢冲孔网；阳极极耳11 可以是镍极耳、也可以是不锈钢极耳。然后将锂箔与集流体12滚压成一体，成为阳极层33， 可单面滚压锂箔，也可双面滚压锂箔。在固定阳极极耳11时，将阳极极耳11纳入上盖5与壳体1之间，实施压封和夹缝环焊，使阳极极耳11与壳体1之间的连接更加紧密牢靠，其中金属-玻璃封上盖5的下端面边缘处设置的圆弧过渡51，从而可以防止金属-玻璃封上盖 5的下端面边缘将阳极极耳11切断。[0027]实施例3如图1所示，一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池，包括一个壳体1，壳体1的内部从下至上依次设置有底部绝缘片2、电池芯体3、上部绝缘片4和金属-玻璃封上盖5，电池芯体3中设置有电解液6，电池芯体3为多层卷状结构，包括隔膜31、阴极极片32和阳极极片33，所述的隔膜31为非编织的玻璃纤维，阴极极片32为碳和聚四氟乙烯粘结剂与镍拉网合膜，阳极极片33为锂与镍拉网合膜，金属-玻璃封上盖5的下部设置有顶部绝缘片7， 金属-玻璃封上盖5的中心通过玻璃体8设置有中心柱9，阴极极耳与中心柱9相连接，如图4、图5所示，所述的阳极极片33中设置6个阳极极耳11，阳极极耳11沿电池壳体1内壁环形均勻分布，所述金属-玻璃封上盖5的下端面边缘处设置有圆弧过渡51，阳极极耳 11的上端夹焊于上盖5侧壁与壳体1之间。上述的耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池的阳极极片33在制作时，首先制作带6 个阳极极耳11的集流体12，如图6所示，集流体12包括金属集流网121和阳极极耳11，金属集流网121可以是镍拉网或不锈钢拉网、也可以是镍冲孔网或不锈钢冲孔网；阳极极耳 11可以是镍极耳、也可以是不锈钢极耳。然后将锂箔与集流体12滚压成一体，成为阳极极片33，可单面滚压锂箔，也可双面滚压锂箔。在固定阳极极耳11时，将阳极极耳11纳入金属-玻璃封上盖5与壳体1之间，实施压封和夹缝环焊，使阳极极耳11与壳体1之间的连接更加紧密牢靠，其中金属-玻璃封上盖5的下端面边缘处设置的圆弧过渡51，从而可以防止金属-玻璃封上盖5的下端面边缘将阳极极耳11切断。结合上述实施例，本实用新型的有益效果是上述的一种耐振动、冲击的锂/亚硫酰氯电池，采用多阳极极耳，不仅使环缝焊接的质量得到有效改善，增加了电池的投入产出率，更重要的是，可将电池芯体与电池壳体紧密连成一体，控制了电池芯体的松动，有效地保护了电池内部阴极极耳与阳极极耳免受损伤，杜绝了电池因井下振动、冲击而导致内部断路、内部短路的现象发生，有效的确保了石油开采、地质勘探作业的进度，极大的提升了钻井施工队伍的经济效益。上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池，包括一个壳体，壳体的内部从下至上依次设置有底部绝缘片、电池芯体、上部绝缘片、顶部绝缘片和金属-玻璃封上盖，电池芯体中灌注有电解液，电池芯体为层卷状结构，依次包括隔膜、阴极极片、隔膜和阳极极片，隔膜为非编织的玻璃纤维，阴极极片为碳和聚四氟乙烯粘结剂与镍拉网合膜，阳极极片为锂与镍拉网合膜，金属-玻璃封上盖的中心设置有中心柱，阴极极耳与中心柱相连接，其特征在于 所述金属-玻璃封上盖的下端面边缘处设置有圆弧过渡，阳极极耳夹焊于金属-玻璃封上盖与壳体之间，所述的阳极极耳至少设置两只，阳极极耳沿电池壳体内壁环形均勻分布。
2.根据权利要求1所述的一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池，其特征在于所述的阳极极片设置有2飞个阳极极耳。
专利摘要本实用新型涉及一种耐冲击、振动的锂/亚硫酰氯电池，包括一个壳体，壳体的内部从下至上依次设置有底部绝缘片、电池芯体、上部绝缘片、顶部绝缘片和金属-玻璃封上盖，电池芯体中灌注有电解液，电池芯体为层卷状结构，依次包括隔膜、阴极极片、隔膜和阳极极片，金属-玻璃封上盖的中心设置有中心柱，阴极极耳与中心柱相连接，所述金属-玻璃封上盖的下端面边缘处设置有圆弧过渡，阳极极耳夹焊于金属-玻璃封上盖与壳体之间，所述的阳极极耳至少设置两只，阳极极耳沿电池壳体内壁环形均匀分布。本实用新型适用于石油开采、地质勘探工程中，不仅能承受较高温度的环境考验，同时还能承受钻头、钻杆的冲击和震动，防止电池芯体出现松动。
文档编号H01M10/052GK202205851SQ20112029896
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者汪以道, 汪沣, 肖辉 申请人:苏州金科发锂电池有限公司