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一種高能量密度的安全型18650電池的制作方法

文檔序號:11054568閱讀:1249來源:國知局
一種高能量密度的安全型18650電池的制造方法與工藝

本實用新型涉及鋰電池領域,尤其涉及一種高能量密度的安全型18650電池。



背景技術:

18650是目前最常見的鋰電封裝方式,無論是當下最流行的三元材料,還是國家力推的磷酸鐵鋰,以及尚未普及的鈦酸鋰,均有18650的規(guī)格。18650型電芯,采用Cylindrical圓柱形封裝方式,這種電芯直徑18mm,長度65mm,廣泛應用于充電寶、電動車、筆記本、強光手電筒等領域,這類封裝的好處是規(guī)格統(tǒng)一,方便自動化、規(guī)?;a(chǎn),具有機械強度高、耐沖擊性強、良品率高等特點;此外還有Prismatic方形軟包封裝,常見于手機和平板電腦,這類封裝最直接的好處是輕薄,體積小,便攜。

但是18650鋰電池也存在一些缺陷,比如在過充情況下,或者是在長時間使用情況下,會發(fā)生電池膨脹,甚至是電池起火、爆炸的現(xiàn)象。在近年來的各大媒體的報道中,此類新聞也是屢見不鮮。因此,亟需對現(xiàn)有的18650電池的安全性能進行提升。此外,現(xiàn)有的18650電池,用作動力電池時,其能量密度還不夠高,有待改進。



技術實現(xiàn)要素:

為了解決上述技術問題,本實用新型提供了一種高能量密度的安全型18650電池。本實用新型的18650電池能量密度高,且安全性高,在電池過熱情況下能夠及時防止電池起火、爆炸。

本實用新型的具體技術方案為:一種高能量密度的安全型18650電池,包括電芯1和外殼2,所述電芯中含有卷繞的正極片10和負極片11。所述正極片和/或負極片上設有孔;所述電芯的外表面設有受熱膨脹阻燃層,所述外殼罩設于所述受熱膨脹阻燃層的外部,所述外殼的內(nèi)壁與所述受熱膨脹阻燃層的外壁之間隔有空氣層,所述外殼的內(nèi)壁上設有凸出的支撐塊,所述支撐塊與所述受熱膨脹阻燃層的外壁抵接。

在本實用新型的電池中,正極片或/負極片上設有孔,能夠增加單位體積極片的其表面積,便于電解液的浸潤以提高電池的能量密度。同時電池中設有受熱膨脹阻燃層,受熱膨脹阻燃層主要采用聚氨酯材料,并且還含有受熱能夠發(fā)生膨脹的阻燃粉體,均為可直接市購的現(xiàn)有材料。受熱膨脹阻燃層在受熱后能夠發(fā)生膨脹??諝鈱拥淖饔靡环矫媸菫槭軣崤蛎涀枞紝拥呐蛎浱峁╊A留空間,另一方面,還能在電池受到擠壓后起到緩沖作用,防止電芯被破壞。

當電池發(fā)生過熱情況時,受熱膨脹阻燃層受熱發(fā)生膨脹,侵占空氣層的空間,并將電芯緊密地包裹。由于受熱膨脹阻燃層內(nèi)含有阻燃材料,將電芯與電池外界隔離,能夠起到阻燃效果,防止電池起火而引起外部的安全事故。另一方面,受熱膨脹阻燃層緊密地將電芯包裹,防止電池爆炸;或者在電池爆炸后能夠起到緩沖作用,削弱爆炸的能量。

作為優(yōu)選,所述支撐塊的數(shù)量為多塊,且所述支撐塊在所述外殼的內(nèi)壁的圓周面上均勻分布。

作為優(yōu)選,所述外殼的外壁上設有臺階式開口,所述臺階式開口在外殼內(nèi)壁上的內(nèi)開口寬度小于在外殼外壁上的外開口的寬度;所述臺階式開口內(nèi)設有密封件,所述密封件由密封帽和連接件連接而成,所述密封帽蓋設于臺階式開口的外開口上,所述連接件的外端與密封帽連接,所述連接件的內(nèi)端與所述受熱膨脹阻燃層的外壁連接。

作為優(yōu)選,所述密封帽的寬度與臺階式開口的外開口寬度相等;所述連接件的寬度小于臺階式開口的內(nèi)開口寬度。

作為優(yōu)選,所述臺階式開口與密封件在所述外殼的內(nèi)壁的圓周面上均勻分布。

當電池發(fā)生過熱情況時,受熱膨脹阻燃層受熱發(fā)生膨脹,侵占空氣層的空間,此時密封件被向外頂出,密封帽脫離外殼,從而空氣層與電池外部相通,起到散熱作用,防止電池進一步受熱爆炸。當電池過熱情況非常嚴重時,受熱膨脹阻燃層的膨脹程度更大,完全將空氣層擠占,并將電芯緊密地包裹。由于受熱膨脹阻燃層內(nèi)含有阻燃材料,將電芯與電池外界隔離,能夠起到阻燃效果,防止電池起火。另一方面,緊密地將電芯包裹,能夠防止電池爆炸。

與現(xiàn)有技術對比,本實用新型的有益效果是:本實用新型的18650電池能量密度高,且安全性高,在電池過熱情況下能夠及時防止電池起火、爆炸。

附圖說明

圖1是本實用新型中電池正極片/負極片的一種結(jié)構示意圖;

圖2是實施例1中電池的一種橫截面結(jié)構示意圖;

圖3是實施例2中電池的一種橫截面結(jié)構示意圖;

圖4是實施例2中密封件被頂出時的結(jié)構示意圖。

附圖標記為:電芯1、外殼2、受熱膨脹阻燃層3、空氣層4、支撐塊5、臺階式開口6、密封件7、密封帽8、連接件9、正極片10、負極片11、孔12。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的描述。在本實用新型中所涉及的裝置、連接結(jié)構和方法,若無特指,均為本領域公知的裝置、連接結(jié)構和方法。

實施例1

如圖2所示:一種高能量密度的安全型18650電池,包括電芯1和外殼2,所述電芯的外表面設有受熱膨脹阻燃層3,所述外殼罩設于所述受熱膨脹阻燃層的外部,所述外殼的內(nèi)壁與所述受熱膨脹阻燃層的外壁之間隔有空氣層4,所述外殼的內(nèi)壁上設有凸出的支撐塊5,所述支撐塊與所述受熱膨脹阻燃層的外壁抵接。其中所述支撐塊的數(shù)量為四塊,四塊支撐塊在所述外殼的內(nèi)壁的圓周面上均勻等距分布。

如圖1所示,所述電芯中含有卷繞的正極片10和負極片11。所述正極片和負極片上設有均勻分布的孔12。

實施例2

如圖3所示:一種高能量密度的安全型18650電池,包括電芯1和外殼2。所述電芯的外表面設有受熱膨脹阻燃層3,所述外殼罩設于所述受熱膨脹阻燃層的外部,所述外殼的內(nèi)壁與所述受熱膨脹阻燃層的外壁之間隔有空氣層4,所述外殼的內(nèi)壁上設有凸出的支撐塊5,所述支撐塊與所述受熱膨脹阻燃層的外壁抵接。其中所述支撐塊的數(shù)量為四塊,四塊支撐塊在所述外殼的內(nèi)壁的圓周面上均勻等距分布。

如圖1所示,所述電芯中含有卷繞的正極片10和負極片11。所述正極片和負極片上設有均勻分布的孔12。

此外,所述外殼的外壁上設有四個臺階式開口6,四個臺階式開口在所述外殼的內(nèi)壁的圓周面上均勻等距分布,并且與支撐塊相間設置。并且,所述臺階式開口在外殼內(nèi)壁上的內(nèi)開口寬度小于在外殼外壁上的外開口的寬度;所述臺階式開口內(nèi)設有密封件7,所述密封件由密封帽8和連接件9連接而成,所述密封帽蓋設于臺階式開口的外開口上,所述連接件的外端與密封帽連接,所述連接件的內(nèi)端與所述受熱膨脹阻燃層的外壁連接。所述密封帽的寬度與臺階式開口的外開口寬度相等;所述連接件的寬度小于臺階式開口的內(nèi)開口寬度。

如圖4所示,當電池發(fā)生過熱情況時,受熱膨脹阻燃層受熱發(fā)生膨脹,侵占空氣層的空間,此時密封件被向外頂出,密封帽脫離外殼,從而空氣層與電池外部相通,起到散熱作用,防止電池進一步受熱爆炸。當電池過熱情況非常嚴重時,受熱膨脹阻燃層的膨脹程度更大,完全將空氣層擠占,并將電芯緊密地包裹。由于受熱膨脹阻燃層內(nèi)含有阻燃材料,將電芯與電池外界隔離,能夠起到阻燃效果,防止電池起火。另一方面,緊密地將電芯包裹,能夠防止電池爆炸。

實施例3

實施例3與實施例2的不同之處在于,實施例3中支撐塊以及臺階式開口的數(shù)量為6個。且只有正極片上設有孔。

實施例4

實施例4與實施例2的不同之處在于,實施例4中支撐塊以及臺階式開口的數(shù)量為8個。

以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例,并非對本實用新型作任何限制,凡是根據(jù)本實用新型技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構變換,均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。

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