本發(fā)明涉及一種鋰離子電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種安全大容量鋰離子電池。

背景技術(shù)：

鋰離子電池廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。這些應(yīng)用領(lǐng)域需要鋰離子電池具有安全、大能量和高功率性能，且電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

通常采用多個(gè)小容量鋰離子電池單體并聯(lián)成大容量鋰離子電池塊的外并聯(lián)，后串聯(lián)的方法，或采用先鋰離子電池單體串聯(lián)成簇，后多簇并聯(lián)的方法，來(lái)滿足大能量電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能等系統(tǒng)的需要。多個(gè)鋰離子電池外并聯(lián)，由于各個(gè)鋰離子電池性能不一致和只有一個(gè)電壓測(cè)量位等問(wèn)題，系統(tǒng)使用時(shí)，容易引起其中鋰離子電池的過(guò)充電或過(guò)放電，鋰離子電池提前損壞；而多簇并聯(lián)使電池系統(tǒng)連接線路復(fù)雜，成本高。大容量的單體鋰離子電池，可以減少或避免鋰離子電池系統(tǒng)中單體電池成組的并聯(lián)。

大容量鋰離子電池需要大容量、大尺寸的芯包。由于電池充、放電時(shí)產(chǎn)生熱量，而電池愈厚電池散熱愈難，因而電池芯包的厚度不能過(guò)大。制造大長(zhǎng)度和/或?qū)挾瘸叽绲男景枰獜?fù)雜的大型芯包制造設(shè)備，且電池芯包容易損壞變形。另外，單一大尺寸大容量電池芯包做成的電池，由于電池容量高，外短路時(shí)電池可能發(fā)生燃燒等嚴(yán)重安全問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，在本發(fā)明，希望提供采用多個(gè)小尺寸小容量的電池小芯包通過(guò)限流連接件并聯(lián)成電池芯包，用導(dǎo)熱隔板分隔每個(gè)電池小芯包，解決大容量鋰離子電池單一大尺寸芯包難以制造、散熱和安全問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施方案，包括小芯包、芯包、導(dǎo)熱隔板、正極端蓋板、負(fù)極端蓋板、限流連接件、電池殼蓋板和凹形電池殼底板。所述鋰離子電池是先由負(fù)極片、隔膜、正極片、隔膜4層卷繞或多層疊片制成小芯包，n個(gè)小芯包的正、負(fù)極耳分別與正、負(fù)極端的限流連接件連接，并聯(lián)成芯包，而后把正、負(fù)極端的限流連接件分別連接到正、負(fù)極端蓋板的正、負(fù)極極柱，n-1塊導(dǎo)熱隔板垂直電池端面焊接在凹形電池殼底板上，再把帶限流連接件和正、負(fù)極端蓋板的芯包放置在焊接導(dǎo)熱隔板的凹形電池殼底板，而后把電池殼蓋板、凹形電池殼底板和導(dǎo)熱隔板與正、負(fù)極端蓋板焊接在一起，注液，封注液孔而成，其特征在于：芯包含多個(gè)小芯包，各小芯包通過(guò)限流連接件并聯(lián)成芯包，各小芯包間用導(dǎo)熱隔板隔開(kāi)。

進(jìn)一步地，上述安全大容量鋰離子電池的小芯包數(shù)量n是2個(gè)或2個(gè)以上。

進(jìn)一步地，上述安全大容量鋰離子電池的小芯包為疊片式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，或卷繞式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，上述安全大容量鋰離子電池的限流連接件安裝在電池殼體內(nèi)部或外部。

進(jìn)一步地，上述安全大容量鋰離子電池的限流連接件材質(zhì)選自鋁、鋁合金、銅、鎳。

進(jìn)一步地，上述安全大容量鋰離子電池的導(dǎo)熱隔板帶有通孔，通孔數(shù)為1個(gè)或1個(gè)以上。

進(jìn)一步地，上述安全大容量鋰離子電池的導(dǎo)熱隔板材質(zhì)選自鋁、鋁合金、不銹鋼。

本發(fā)明的特點(diǎn)是：采用小芯包，通過(guò)限流連接件把多個(gè)小芯包并聯(lián)接成電池芯包，各個(gè)小芯包由導(dǎo)熱隔板隔開(kāi)；采用小芯包使芯包制造簡(jiǎn)單，導(dǎo)熱隔板把電池內(nèi)部熱量導(dǎo)出并加固電池結(jié)構(gòu)，限流連接件防止各個(gè)小芯包過(guò)電流充電或放電，影響電池安全性，從而使采用本發(fā)明制造的單體鋰離子電池具有安全、大容量和高功率的電性能，使其組成的電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全、可靠、成本低。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)在下述描述中更為充分呈現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1安全大容量鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖

圖2安全大容量鋰離子電池俯視圖

圖3疊片式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)小芯包

圖4卷繞式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)小芯包

圖5導(dǎo)熱隔板結(jié)構(gòu)圖

圖6限流連接件安裝在電池殼體外部的電池

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，同時(shí)通過(guò)對(duì)比說(shuō)明本發(fā)明的效果。下面的實(shí)施例只是符合本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的實(shí)例，并不說(shuō)明本發(fā)明僅限于下述實(shí)例所述的內(nèi)容，依照該權(quán)利要求項(xiàng)制造的產(chǎn)品均屬本發(fā)明內(nèi)容。

圖1描述安全大容量鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖，鋰離子電池101示意圖可見(jiàn)電池殼蓋板102、凹形電池殼底板103、小芯包104、限流連接件105、裝有正極柱107、注液孔109和密封件110的正極端蓋板106、導(dǎo)熱隔板108、由小芯包104通過(guò)限流連接件105并聯(lián)成的芯包111，裝有負(fù)極柱113的負(fù)極端蓋板112。圖2描述安全大容量鋰離子電池俯視圖，鋰離子電池101外形可見(jiàn)電池殼蓋板102、凹形電池殼底板103、小芯包104、限流連接件105、導(dǎo)熱隔板108、注液孔密封件110、正極柱107。圖3表述疊片式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)小芯包，小芯包104由隔膜、外側(cè)邊帶光邊的負(fù)極片、隔膜、外側(cè)邊帶光邊的正極片順序疊片而后。圖4表述卷繞式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)小芯包，小芯包104由隔膜、外側(cè)邊帶光邊的負(fù)極片、隔膜和外側(cè)邊帶光邊的正極片卷繞而成。圖5描述導(dǎo)熱隔板結(jié)構(gòu)圖，導(dǎo)熱隔板108成片狀，且含有通孔501，便于電解液在多個(gè)小芯包104間流動(dòng)。圖6描述限流連接件安裝在電池殼體外部的電池，在鋰離子電池101的電池殼體外安裝限流連接件105，并把限流連接件連接到正極極柱107，負(fù)極柱113安裝在對(duì)側(cè)。

實(shí)施例1

為了說(shuō)明本發(fā)明，本實(shí)施例制作450ah鋰離子電池，外形如圖1所示。鋰離子電池正極材料通常采用lifepo4、linicomno2、linicoalo2、limn2o4、licoo2、或其中兩種混合物，負(fù)極材料采用c、li4ti5o12、si或其化合物、sn或其化合物，電解液采用1.2mlipf6+ec+emc，隔膜采用pe膜、pp膜、pp/pe膜、涂有sio2或ai2o3的pe復(fù)合膜。

預(yù)先制作帶的注液孔109，裝有鋁正極柱107的鋁正極端蓋板106；裝有銅負(fù)極柱113的鋁負(fù)極端蓋板112；用厚度2mm鋁片和1mm銅片分別制作鋁和銅質(zhì)限流連接件105；用厚度2mm鋁片制作48×405mm，帶2個(gè)通孔501的導(dǎo)熱隔板108；用厚度0.8mm鋁片分別制作225×410mm電池殼蓋板102和225×410mm深48mm的凹形電池殼底板103；把2塊導(dǎo)熱隔板108垂直電池端面焊接到凹形電池殼底板103，均分凹形電池殼底板103成三部分空間，備用。

采用lifepo4和石墨c為正、負(fù)極材料。分別把lifepo4和石墨c按照一定的比例配料，勻漿，涂覆在設(shè)定的鋁箔和銅箔位置上，碾壓，沖切，制成68×377mm、寬度方向留有一條作集流體的11mm寬的未涂lifepo4的光邊的正極片，70×378mm、寬度方向留有一條作集流體的10mm寬的未涂石墨的光邊的負(fù)極極片，pe隔膜裁切成72×370mm隔膜片，而后按照隔膜片、負(fù)極極片、隔膜片和正極片順序疊成厚度48mm小芯包；用超聲波焊接，或激光焊接，或鉚接方法分別把小芯包的正、負(fù)極片光邊連為一體，完成疊片式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)小芯包104的制作。

把3個(gè)小芯包104正極耳分別與鋁質(zhì)限流連接件105用超聲波焊接，或激光焊接，或鉚接方法連接，形成3個(gè)小芯包104并聯(lián)的電池芯包111，而后用超聲波焊接，或激光焊接，或鉚接方法連接鋁質(zhì)限流連接件105和正極極柱107；同樣地，把3個(gè)小芯包104負(fù)極耳分別用超聲波焊接，或激光焊接，或鉚接方法連接銅質(zhì)限流連接件105，并連接到負(fù)極極柱113。

把帶正極端蓋板106和負(fù)極端蓋板112的芯包111放置到已經(jīng)焊接導(dǎo)熱隔板108的凹形電池殼底板103里，蓋上電池殼蓋板102，用激光焊接把正極端蓋板106、負(fù)極端蓋板112、電池殼蓋板102和凹形電池殼底板103焊接成一體，然后烘干，注入1.2mlipf6+ec+emc電解液，用注液孔密封件110封注液孔109，化成，制成鋰離子電池101。以cc+cv(110a，3.65v)充電，400a恒流放電至2.5v測(cè)試電池容量，測(cè)得電池容量為452ah。

實(shí)施例2

制作450ah鋰離子電池，外形如圖1所示。除小芯包采用卷繞式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)之外，其它與實(shí)施例1的制作電池材料、方法和尺寸相同。正、負(fù)極片涂敷寬度和光邊寬帶與實(shí)施例1相同；整卷的正、負(fù)極極片分別分切成377mm和378mm寬的正極片卷和負(fù)極極片卷，整卷隔膜切成368mm寬的隔膜片卷；用卷繞機(jī)卷成厚度8mm、長(zhǎng)度388mm、寬度72mm的卷芯，把6個(gè)卷芯用超聲波焊接，或激光焊接，或鉚接方法分別把卷芯的正、負(fù)極片光邊連為一體，制成卷繞式長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)小芯包104；用實(shí)施例1相同方法，把3個(gè)小芯包104通過(guò)限流連接件105并聯(lián)成芯包111，組裝電池101；以cc+cv(110a，3.65v)充電，400a恒流放電至2.5v測(cè)試電池容量，測(cè)得電池容量為451ah。。

實(shí)施例3

采用實(shí)施例1制作的電池，電池充滿電后，用導(dǎo)線進(jìn)行電池外部短路實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電池安全。拆開(kāi)電池后可見(jiàn)鋁質(zhì)限流連接件105熔斷，表明限流連接件105起到限流作用。。

實(shí)施例4

采用實(shí)施例1的制作電池，電池充滿電后，以1000a電流放電至2.5v，同時(shí)測(cè)量電池厚度和長(zhǎng)度的中點(diǎn)位置溫度，測(cè)得該處溫度比室溫高1℃。

對(duì)比例1

采用實(shí)施例1相同的小芯包104，把3個(gè)小芯包104疊層成電池的芯包，而后裝入壁厚0.8mm、厚146mm、寬73mm和長(zhǎng)410mm鋁電池殼內(nèi)，而后與實(shí)施例1相同方法把芯包集流體正、負(fù)極與正、負(fù)極端蓋上的電池正、負(fù)極極柱焊接一起，而后把正、負(fù)極端蓋分別與電池殼焊接一起，烘電芯，注入實(shí)施例1相同的電解液、用注液孔密封件封注液孔，化成，制成鋰離子電池。電池充滿電后，以1000a電流放電至2.5v，同時(shí)測(cè)量電池厚度和長(zhǎng)度的中點(diǎn)位置溫度，測(cè)得該處溫度比室溫高5℃。