專利名稱：一種含有密閉卷繞管的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電器裝置中的一種電池?？梢宰鳛楦鞣N武器裝備和交通工具的儲(chǔ)能裝置，以及各類變電站所、醫(yī)院手術(shù)室、核反應(yīng)堆控制、防護(hù)設(shè)施、航天通訊設(shè)施、無線電通訊的不間斷電源、應(yīng)急電源等。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的卷繞式電池制備過程是以卷針為卷繞軸，在按正極、隔膜、負(fù)極的順序卷繞構(gòu)成電池后，再以卷針抽出。這會(huì)致使電池中心處的正極、隔膜、負(fù)極松動(dòng)，電池的松緊度發(fā)生變化，從而使電池內(nèi)阻增大，安全性變差，使用受到很大限制，不適合在天基武器、電動(dòng)車等設(shè)備上使用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有電池的上述缺陷而重新設(shè)計(jì)的一種含有密閉卷繞管的電池，該卷繞管用聚丙烯、聚四氟乙烯、不銹鋼、陶瓷材料制成。以該卷繞管為軸卷繞正極、隔膜、負(fù)極構(gòu)成電池后，把該管的兩端用密封材料封閉，當(dāng)電池內(nèi)壓較大時(shí)，密封材料破裂，高壓氣體進(jìn)入管內(nèi)，使電池內(nèi)壓降低，達(dá)到提高電池安全性之目的。該卷繞管的使用具有保持電池卷繞松緊度不變化、降低內(nèi)阻、提高安全性等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型是依靠下述技術(shù)實(shí)現(xiàn)的使用金屬鋰、金屬鈉、金屬鎂、鋅、鎘、金屬合金、碳材料、鈦酸鋰(Li4Ti5O12)、碳-金屬?gòu)?fù)合材料作負(fù)極3，鈷酸鋰、鈷鎳錳酸鋰、錳酸鋰、 磷酸亞鐵鋰能脫/嵌鋰離子的化合物或其它氧化物、硫化物、氫氧化物作正極1，每個(gè)負(fù)極3 和正極1的兩面緊貼可通過離子的絕緣隔膜2，以聚丙烯、聚四氟乙烯、不銹鋼、陶瓷材料制成的卷繞管為卷繞軸，按正極1、隔膜2、負(fù)極3的順序卷繞構(gòu)成電池后，該卷繞管保留在電池中，之后用密封材料5封閉該管的兩端，用外殼6將電解液密封在電池之內(nèi)。電解液有兩類一類是六氟磷酸鋰(LiPF6)為溶質(zhì)，碳酸丙烯酯(PC)和碳酸乙烯酯(EC)及碳酸二乙酯 (DEC)的混合液為溶劑配制而成的0. 5 1. 5M溶液；第二類是25 45%氫氧化鉀溶液。 所制成的電池的放電電壓大于1. 5V，比能量達(dá)65Wh/kg以上，比功率達(dá)2500W/kg以上，在過充、過放、短路等濫用條件不燃燒、不爆炸。本實(shí)用新型所述的電池的負(fù)極可以為中間相碳微球、改性天然石墨、硬碳、碳納米管、碳納米纖維，或金屬鋰、金屬鈉、金屬鎂、鋅、鎘、金屬合金、鈦酸鋰(Li4Ti5O12)、碳-金屬?gòu)?fù)合材料。正極為鈷酸鋰、鈷鎳錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰能脫/嵌鋰離子的化合物或其它氧化物、硫化物、氫氧化物。電極的制造可以是涂制法，也可以是燒結(jié)法。這種電池具有較高的比能量和比功率，具有安全性好、壽命長(zhǎng)、成本低、免維護(hù)等特點(diǎn)。
圖1含有密閉卷繞管的電池示意圖1.正極，2.隔膜，3.負(fù)極，4.卷繞管，5.密封材料，6.外殼。[0010]圖2密閉的卷繞管示意圖4.卷繞管，5.密封材料圖3卷繞管與密封材料4.卷繞管，5.密封材料具體實(shí)施方式
實(shí)施例 把中間相碳微球、導(dǎo)電乙炔黑、PVDF按一定比例混合制成漿料，涂覆在負(fù)極集流體銅箔上，經(jīng)干燥、輥壓等工序制成厚140 μ m，寬100mm，長(zhǎng)800mm的負(fù)極；把鈷鎳錳酸鋰、SuperP、KS6、PVDF按一定比例混合制成漿料，涂覆在正極集流體鋁箔上，經(jīng)干燥、輥壓等工序制成厚160 μ m，寬100mm，長(zhǎng)950mm的正極，以聚四氟乙烯管為卷繞軸，按正極、隔膜、 負(fù)極的順序卷繞成電芯，將聚四氟乙烯管的兩端密封，裝入電池殼體，之后加入1. OMLiPF6/ PC+EC+DEC電解液，組裝成電池。電池比能量達(dá)到80Wh/kg，比功率達(dá)到3000W/kg，電池在過充、過放、短路等安全測(cè)試過程中，不燃燒、不爆炸。
權(quán)利要求1.一種含有密閉卷繞管的電池，其特征是該電池的中心有一種卷繞管G)，該卷繞管用聚丙烯、聚四氟乙烯、不銹鋼或陶瓷材料制成，金屬鋰、金屬鈉、金屬鎂、鋅、鎘、金屬合金、 碳材料、鈦酸鋰或碳-金屬?gòu)?fù)合材料作電池負(fù)極(3)；鈷酸鋰、鈷鎳錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰能脫/嵌鋰離子的化合物，或其它氧化物，硫化物，氫氧化物作電池正極(1)；每個(gè)負(fù)極 (3)和正極(1)的兩面緊貼可通過離子的絕緣隔膜O)，以該卷繞管(4)為卷繞軸，按正極 (1)、隔膜O)、負(fù)極(3)的順序卷繞，構(gòu)成電池后，用密封材料( 將卷繞管的兩端封閉，之后用外殼(6)將電解液密封在電池之內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于作為負(fù)極(3)的碳材料為中間相碳微球、 改性天然石墨、硬碳、碳納米管或碳納米纖維。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電器裝置領(lǐng)域，特別涉及一種含有密閉卷繞管的電池，該電池的中心有一種卷繞管(4)，該卷繞管用聚丙烯、聚四氟乙烯、不銹鋼或陶瓷材料制成，金屬鋰、金屬鈉、金屬鎂、鋅、鎘、金屬合金、碳材料、鈦酸鋰或碳-金屬?gòu)?fù)合材料作電池負(fù)極(3)；鈷酸鋰、鈷鎳錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰能脫/嵌鋰離子的化合物，或其它氧化物，硫化物，氫氧化物作電池正極(1)；每個(gè)負(fù)極(3)和正極(1)的兩面緊貼可通過離子的絕緣隔膜(2)，以該卷繞管(4)為卷繞軸，按正極(1)、隔膜(2)、負(fù)極(3)的順序卷繞，構(gòu)成電池后，用密封材料(5)將卷繞管的兩端封閉，之后用外殼(6)將電解液密封在電池之內(nèi)。這種電池具有較高的比功率、好的安全性，可作為各種武器裝備和交通工具的儲(chǔ)能裝置，變電站所、核反應(yīng)堆控制、航天通訊設(shè)施的應(yīng)急電源等，具有壽命長(zhǎng)、成本低、免維護(hù)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M4/133GK202094237SQ20102026280
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者余仲寶, 楊裕生, 王安邦, 王維坤, 苑克國(guó), 邱景義 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍63971部隊(duì)