[发明专利]一种充氮式锂离子动力电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种充氮式锂离子动力电池。

背景技术

传统锂离子动力电池的制作工艺极易使正极微型颗粒材料吸附有害气体氧气和少量水气，并且在本身催化下，氧气和水与脂类电液生成不可逆的乙烯等有害气体，它不仅消耗电液而且这种气体集中后形成可怕干区，这种干区若在负极板上形成，造成局部过热，负极极易自燃，使电池发生爆炸。

发明内容

为克服传统锂离子电池正极微颗粒材料吸附有害气体而导致负极过热而极易自燃的缺陷，本发明提供一种充氮式锂离子动力电池。

本发明的充氮式锂离子动力电池，其特点是，所述的电池的盖板与塑壳密封连接；塑壳内上部1/5左右容量的内部空间作为氮气室用于填充氮气，装配比为0.88；盖板的中心位置设置有贯穿盖板的球阀，球阀的上端设置有压紧环；盖板的左右两边分别设置有贯穿盖板的负极柱和正极柱，负极柱和正极柱分别与负极板、正极板连接；负极板、正极板之间设置有隔膜，负极板、正极板分别插入电解液中，电解液填充在塑壳内部4/5左右容量的内部空间。

本发明的电池采用PP型厚隔膜叠片塑壳结构，电池内上部的氮气室内部空间的1/5，装配比为0.88，氮气室充填氮气利于电解液的充分吸收浸润，有利于废气排出，也可以防止电池在充放电中由于体积变化而挤出电液形成局部“干区”。本发明的电池采用薄电极结构，正极板厚度为0.15mm，负极板厚度为0.10mm，使极板在膨胀收缩中不致于掉粉而形成微短路，同时也兼顾了高倍率和容量型电池双重要求。

本发明的充氮式锂离子动力电池，可防止和清除锂电池中的氧气和水与脂类电解液生成不可逆的乙烯等有害气体，同时也避免形成局部“干区”；另外在极板制备的合浆设备中加磁环，可以防止LiFePO₄中Fe²⁺与氧气生成Fe³⁺使Li⁺失去活性，也能够消除Fe元素和金属粉末引起的极板短路和污染，延长极板使用寿命。

附图说明

图1　是本发明的充氮式锂离子动力电池的结构示意图。

图中，1.塑壳    2.盖板     3.负极柱     4.正极柱    5.球阀     6.压紧环     7.负极板     8.电解液   9.正极板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的充氮式锂离子动力电池的结构示意图，从图中可以看出，本发明的充氮式锂离子动力电池的盖板2与塑壳1密封连接；塑壳1内上部1/5左右容量的内部空间作为氮气室用于填充氮气，装配比为0.88，氮气室充填氮气；盖板2的中心位置设置有贯穿盖板2的球阀5，球阀5的上端设置有压紧环6；盖板2的左右两边分别设置有贯穿盖板2的负极柱3和正极柱4，负极柱3和正极柱4分别与负极板7、正极板9连接；负极板7、正极板9之间设置有隔膜，负极板7、正极板9分别插入电解液8中，电解液8填充在塑壳1内部4/5左右容量的内部空间。

所述的电池的正极板9厚度为0.15mm，负极板7厚度为0.10mm。

所述的电池的负极板7和正极板9制造的合浆设备中设置有磁环。

所述的电池的正极板9采用LiFePO₄、LiMn₂O₄、Li₂CO₃、石墨、导电炭黑五种材料混合制成。其中五种材料的重量百分比为：LiFePO₄84%，LiMn₂O₄6%，Li₂CO₃4%，石墨3%，导电炭黑3%。

装配锂离子电池时，锂电池先抽真空到0.09mpa，再用高纯N₂充至常压；在极板制备和组装电池过程中，及时补充氮气；在99.9%以上高纯氮密封保护状态下，进行电池的制备。

充氮式锂离子动力电池的正极板采用LiFePO₄、LiMn2O₄、Li₂CO₃、石墨、导电炭黑五种材料混合制备，弥补了LiFePO4电压低、导电差、颗粒太细等缺点，其中LiFePO₄重量比在80%左右，两种碳的比例不超过10%，不仅能够使单体平均工作电压和导电能力有所提高，而且也能够增大正极板颗粒度使之吸附气体的能力下降和排除被吸附气体的能力增强。