一种锂离子电池芯包及锂离子电池及锂离子电池的制备方法与流程

1.本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种锂离子电池芯包及锂离子电池及锂离子电池的制备方法。


背景技术：

2.锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液和隔膜4个部分组成，图1为锂离子电池的工作原理以及结构示意图。该隔膜是一种具有微孔结构的功能膜材料，厚度一般为8～40μm，在电池体系中起着分隔正负极、阻隔充放电时电路中电子通过、允许电解液中锂离子自由通过的作用，可在电池充放电或温度升高的情况下有选择地闭合微孔，以限制过大电流、防止短路，其性能的优劣直接决定了电池的整体性能。
3.现有的锂离子电池在使用的过程中且不具备高温预警和防爆功能，导致其在使用过程中频频发生电池高温导致的爆炸，造成不可估量的损失，且现有的锂离子电池在使用过程中其具有一定的局限，其散热问题始终得不到较好的解决，进而影响设备的使用性能，现有的锂离子电池在制备的过程中，其制备工艺较为单一，且制备的电池耗电较快，导致其设备的使用时间较短，为此本发明推出一种锂离子电池芯包及锂离子电池及锂离子电池的制备方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂离子电池芯包及锂离子电池及锂离子电池的制备方法，具备散热效果较好，且具有高温预警和应急处理防止设备爆炸，制备方式能够提高电池的使用时间的优点，解决了现有的锂离子电池在使用的过程中且不具备高温预警和防爆功能，导致其在使用过程中频频发生电池高温导致的爆炸，造成不可估量的损失，且现有的锂离子电池在使用过程中其具有一定的局限，其散热问题始终得不到较好的解决，进而影响设备的使用性能，现有的锂离子电池在制备的过程中，其制备工艺较为单一，且制备的电池耗电较快，导致其设备的使用时间较短的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池芯包及锂离子电池，包括电池箱和电池芯，所述电池箱的顶部固定安装有散热箱，所述散热箱的外壁开设有散热孔，所述散热箱内腔对的顶部固定安装有冷却液存放箱，所述冷却液存放箱的底部与电池箱的顶部固定连接，
6.所述电池芯的顶部和底部均固定安装有第二连接块，所述第二连接块的另一侧开设有弧形槽，所述弧形槽的内壁固定安装有密封圈，所述密封圈的内部贴合有封堵球，所述电池芯顶部和底部的边缘固定安装有第一导热块，所述第一导热块的另一侧固定安装有第一导热柱，所述第一导热柱的另一端贯穿电池箱的外壁并延伸至电池箱的内部，所述电池芯上表面两侧的中心处开设有排热孔，所述电池芯的外沿固定安装有第二导热块和第一连接块，所述第二导热块位于第一连接块的两侧，所述第一连接块的另一端与电池箱的外壁固定连接，所述第二导热块的另一端固定连接有第二导热柱，所述电池芯的外壁设有纳米
保护层、有机隔膜层和锡纸层，所述电池芯的边缘固定安装有卡块，所述电池芯的背面设有接电口。
7.更进一步的，所述第一导热块的数量有八个，八个所述第一导热块分别位于电池芯的顶部和底部，且八个所述第一导热块以电池芯的中心点形成对称。
8.更进一步的，所述第二导热块的数量有八个，八个所述第二导热块分别位于电池芯的外沿，八个所述第二导热块以电池芯的中心点形成对称。
9.更进一步的，所述散热箱为t型设计，且其为等腰梯形，所述散热箱的长度值小于电池箱的长度值。
10.更进一步的，所述电池箱外壁的内腔为中空设计，且其内部设有冷凝液。
11.更进一步的，所述电池箱的内腔设有槽室，所述电池芯位于槽室的内部。
12.更进一步的，所述第二导热块和第二导热柱均由铝柱制备而成，且其第二导热块的直径值大于第二导热柱的直径值。
13.一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
14.第一步
‑‑
电极浆料制备：
15.将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起，充分搅拌分散后，形成浆料，制浆用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质，
16.第二步
‑‑
涂布：
17.将第一步制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体(铝箔或铜箔等)上，并烘干溶剂，涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片，
18.第三步
‑‑
极片冲切：
19.将上一步制作出来的极片冲切成指定的尺寸形状，通过辊压机、对辊机压实极片来提高能量密度，最低可以压到0.1-0.5mm，
20.第四步
‑‑
叠片：
21.将正负极片、隔膜装配到一起，完成贴胶后，形成极芯，
22.第五步
‑‑
组装软包电池：
23.将上一步生产的极芯装入已经冲好坑的铝塑膜，并完成顶封、侧封等，形成未注液的软包电池，
24.第六步
‑‑
注液：
25.将指定量的电解液注入软包电芯内部。当然电芯要经过烘烤，并且在低湿度环境下进行注液操作，
26.第七步
‑‑
电池密封：
27.在真空环境中将电芯内部的气体抽出并完成密封，
28.第八步
‑‑
分容：
29.测试电池电性能指标并进行分级。电池容量的一致性是最重要的指标，但不同的电池电芯因为材质、做工不可能完全一致，同一批次电池也有偏差，分容环节就是为了在测试后把偏差在可容忍区间电池进行分组，
30.第九步
‑‑
检测：
31.专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，其测试分为外观检测、内部
结构检测，检查电池之前工序有没有出现问题，如出现外壳破损、电芯漏液、虚焊、脱焊等情况，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，即可完成制作。
32.与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
33.1、该锂离子电池芯包及锂离子电池及锂离子电池的制备方法，通过利用第二连接块、封堵球、密封圈以及冷却液存放箱的组织结构配合第一导热柱和第一导热块使用，该装置能够在锂离子电池内部温度升高时通过第一导热柱和第一导热块对电池箱外壁的内腔中进行导热，进而使内部液体的温度升高至临界高度或超过临界高度时，进而带动封堵球进行膨胀，使其脱离原有的弧形槽内，使电池箱外壁内腔中的冷却液流入至第二连接块的内部，对电池芯的外壁进行急降温，进而防止其发生爆炸，该装置有效地提高了其使用的效果，有效地防止其内部电池温度过高导致的锂离子电池发生爆炸，且并未采用直接将冷却液放置在锂离子电池的外壁，防止其急冷造成电池亏电，达不到使用效果。
34.2、该锂离子电池芯包及锂离子电池及锂离子电池的制备方法，通过对其制备工艺的限定，能够有效地保障其设备在制备过程中的效果，且采用锡纸层17、有机隔膜层19、纳米保护层20的配合使用，该装置能够有效地对内部正负离子进行封锁，进而提高其在使用过程中的效果，提高其使用的时间，通过有机材料的配合互补提高锂离子电池的安全性和大功率快速充放电的性能，既具有有机材料柔韧及有效的闭孔功能，防止电池短路；延长电池使用寿命的功能。
附图说明
35.图1为本发明内部结构示意图；
36.图2为本发明主体结构示意图；
37.图3为本发明局部剖视结构示意图；
38.图4为本发明散热箱俯视结构示意图；
39.图5为本发明剖视结构示意图；
40.图6为本发明图2中a处放大结构示意图；
41.图7为本发明电池芯背面结构示意图；
42.图8为本发明图3中b处放大结构示意图。
43.图中：1、电池箱；2、散热箱；3、散热孔；4、电池芯；5、槽室；6、第一连接块；7、排热孔；8、第二连接块；9、封堵球；10、第一导热柱；11、第一导热块；12、第二导热块；13、第二导热柱；14、密封圈；15、弧形槽；16、冷却液存放箱；17、锡纸层；18、接电口；19、有机隔膜层；20、纳米保护层；21、卡块。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.请参阅图1-8，一种锂离子电池芯包及锂离子电池，包括电池箱1和电池芯4，电池箱1的顶部固定安装有散热箱2，散热箱2的外壁开设有散热孔3，散热箱2内腔对的顶部固定
安装有冷却液存放箱16，冷却液存放箱16的底部与电池箱1的顶部固定连接，
46.电池芯4的顶部和底部均固定安装有第二连接块8，第二连接块8的另一侧开设有弧形槽15，弧形槽15的内壁固定安装有密封圈14，密封圈14的内部贴合有封堵球9，电池芯4顶部和底部的边缘固定安装有第一导热块11，第一导热块11的另一侧固定安装有第一导热柱10，第一导热柱10的另一端贯穿电池箱1的外壁并延伸至电池箱1的内部，电池芯4上表面两侧的中心处开设有排热孔7，电池芯4的外沿固定安装有第二导热块12和第一连接块6，第二导热块12位于第一连接块6的两侧，第一连接块6的另一端与电池箱1的外壁固定连接，第二导热块12的另一端固定连接有第二导热柱13，电池芯4的外壁设有纳米保护层20、有机隔膜层19和锡纸层17，电池芯4的边缘固定安装有卡块21，电池芯4的背面设有接电口18。
47.其中，第一导热块11的数量有八个，八个第一导热块11分别位于电池芯4的顶部和底部，且八个第一导热块11以电池芯4的中心点形成对称。
48.其中，第二导热块12的数量有八个，八个第二导热块12分别位于电池芯4的外沿，八个第二导热块12以电池芯4的中心点形成对称。
49.其中，散热箱2为t型设计，且其为等腰梯形，散热箱2的长度值小于电池箱1的长度值。
50.其中，电池箱1外壁的内腔为中空设计，且其内部设有冷凝液。
51.其中，电池箱1的内腔设有槽室5，电池芯4位于槽室5的内部。
52.其中第二导热块12和第二导热柱13均由铝柱制备而成，且其第二导热块12的直径值大于第二导热柱13的直径值。
53.其中；利用第二连接块8、封堵球9、密封圈14以及冷却液存放箱16的组织结构配合第一导热柱10和第一导热块11使用，该装置能够在锂离子电池内部温度升高时通过第一导热柱10和第一导热块11对电池箱1外壁的内腔中进行导热，进而使内部液体的温度升高至临界高度或超过临界高度时，进而带动封堵球9进行膨胀，使其脱离原有的弧形槽15内，使电池箱1外壁内腔中的冷却液流入至第二连接块8的内部，对电池芯4的外壁进行急降温，进而防止其发生爆炸，该装置有效地提高了其使用的效果，有效地防止其内部电池温度过高导致的锂离子电池发生爆炸，且并未采用直接将冷却液放置在锂离子电池的外壁，防止其急冷造成电池亏电，达不到使用效果。
54.其中；其封堵球9为膨胀材料制备而成，且其具备热胀冷缩效果，且与电池箱1内部的液体的温度相适配。
55.其中；对其制备工艺的限定，能够有效地保障其设备在制备过程中的效果，且采用锡纸层17、有机隔膜层19、纳米保护层20的配合使用，该装置能够有效地对内部正负离子进行封锁，进而提高其在使用过程中的效果，提高其使用的时间，通过有机材料的配合互补提高锂离子电池的安全性和大功率快速充放电的性能，既具有有机材料柔韧及有效的闭孔功能，防止电池短路；延长电池使用寿命的功能。
56.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
57.第一步
‑‑
电极浆料制备：
58.将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起，充分搅拌分散后，形成浆料，制浆用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质，
59.第二步
‑‑
涂布：
60.将第一步制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体铝箔或铜箔等上，并烘干溶剂，涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片，
61.第三步
‑‑
极片冲切：
62.将上一步制作出来的极片冲切成指定的尺寸形状，通过辊压机、对辊机压实极片来提高能量密度，最低可以压到0.1-0.5mm，
63.第四步
‑‑
叠片：
64.将正负极片、隔膜装配到一起，完成贴胶后，形成极芯，
65.第五步
‑‑
组装软包电池：
66.将上一步生产的极芯装入已经冲好坑的铝塑膜，并完成顶封、侧封等，形成未注液的软包电池，
67.第六步
‑‑
注液：
68.将指定量的电解液注入软包电芯内部。当然电芯要经过烘烤，并且在低湿度环境下进行注液操作，
69.第七步
‑‑
电池密封：
70.在真空环境中将电芯内部的气体抽出并完成密封，
71.第八步
‑‑
分容：
72.测试电池电性能指标并进行分级，电池容量的一致性是最重要的指标，但不同的电池电芯因为材质、做工不可能完全一致，同一批次电池也有偏差，分容环节就是为了在测试后把偏差在可容忍区间电池进行分组，
73.第九步
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检测：
74.专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，其测试分为外观检测、内部结构检测，检查电池之前工序有没有出现问题，如出现外壳破损、电芯漏液、虚焊、脱焊等情况，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，即可完成制作。
75.工作原理，该装置能够在锂离子电池内部温度升高时通过第一导热柱10和第一导热块11对电池箱1外壁的内腔中进行导热，进而使内部液体的温度升高至临界高度或超过临界高度时，进而带动封堵球进行膨胀，使其脱离原有的弧形槽内，使电池箱1外壁内腔中的冷却液流入至第二连接块8的内部，对电池芯4的外壁进行急降温。
76.首先将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起，充分搅拌分散后，形成浆料，制浆用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质，将第一步制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体铝箔或铜箔等上，并烘干溶剂，涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片，将上一步制作出来的极片冲切成指定的尺寸形状，通过辊压机、对辊机压实极片来提高能量密度，最低可以压到0.1-0.5mm，将正负极片、隔膜装配到一起，完成贴胶后，形成极芯，将上一步生产的极芯装入已经冲好坑的铝塑膜，并完成顶封、侧封等，形成未注液的软包电池，将指定量的电解液注入软包电芯内部。当然电芯要经过烘烤，并且在低湿度环境下进行注液操作，在真空环境中将电芯内部的气体抽出并完成密封，专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，其测试分为外观检测、内部结构检测，检查电池之前工序有没有出现问题，如出现外壳破损、电芯漏液、虚焊、脱焊等情况，对每一只电池都进行检测，筛选出
合格的成品电池，即可完成制作。
77.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。