[实用新型]一种含有密闭卷绕管的电池

说明书

技术领域

本实用新型属于电器装置中的一种电池。可以作为各种武器装备和交通工具的储能装置，以及各类变电站所、医院手术室、核反应堆控制、防护设施、航天通讯设施、无线电通讯的不间断电源、应急电源等。 

背景技术

现有的卷绕式电池制备过程是以卷针为卷绕轴，在按正极、隔膜、负极的顺序卷绕构成电池后，再以卷针抽出。这会致使电池中心处的正极、隔膜、负极松动，电池的松紧度发生变化，从而使电池内阻增大，安全性变差，使用受到很大限制，不适合在天基武器、电动车等设备上使用。 

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有电池的上述缺陷而重新设计的一种含有密闭卷绕管的电池，该卷绕管用聚丙烯、聚四氟乙烯、不锈钢、陶瓷材料制成。以该卷绕管为轴卷绕正极、隔膜、负极构成电池后，把该管的两端用密封材料封闭，当电池内压较大时，密封材料破裂，高压气体进入管内，使电池内压降低，达到提高电池安全性之目的。该卷绕管的使用具有保持电池卷绕松紧度不变化、降低内阻、提高安全性等优点。 

本实用新型是依靠下述技术实现的：使用金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、碳材料、钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)、碳-金属复合材料作负极3，钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂能脱/嵌锂离子的化合物或其它氧化物、硫化物、氢氧化物作正极1，每个负极3和正极1的两面紧贴可通过离子的绝缘隔膜2，以聚丙烯、聚四氟乙烯、不锈钢、陶瓷材料制成的卷绕管为卷绕轴，按正极1、隔膜2、负极3的顺序卷绕构成电池后，该卷绕管保留在电池中，之后用密封材料5封闭该管的两端，用外壳6将电解液密封在电池之内。电解液有两类：一类是六氟磷酸锂(LiPF₆)为溶质，碳酸丙烯酯(PC)和碳酸乙烯酯(EC)及碳酸二乙酯(DEC)的混合液为溶剂配制而成的0.5～1.5M溶液；第二类是25～45％氢氧化钾溶液。所制成的电池的放电电压大于1.5V，比能量达65Wh/kg以上，比功率达2500W/kg以上，在过充、过放、短路等滥用条件不燃烧、不爆炸。 

本实用新型所述的电池的负极可以为中间相碳微球、改性天然石墨、硬碳、碳纳米管、碳纳米纤维，或金属锂、金属钠、金属镁、锌、镉、金属合金、钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)、碳-金属复合材料。正极为钴酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂能脱/嵌锂离子的化合物或其它氧化物、硫化物、氢氧化物。电极的制造可以是涂制法，也可以是烧结法。

这种电池具有较高的比能量和比功率，具有安全性好、寿命长、成本低、免维护等特点。 

附图说明

图1含有密闭卷绕管的电池示意图 

1.正极，2.隔膜，3.负极，4.卷绕管，5.密封材料，6.外壳。 

图2密闭的卷绕管示意图 

4.卷绕管，5.密封材料 

图3卷绕管与密封材料 

4.卷绕管，5.密封材料 

具体实施方式

实施例 

[0010] 把中间相碳微球、导电乙炔黑、PVDF按一定比例混合制成浆料，涂覆在负极集流体铜箔上，经干燥、辊压等工序制成厚140μm，宽100mm，长800mm的负极；把钴镍锰酸锂、SuperP、KS6、PVDF按一定比例混合制成浆料，涂覆在正极集流体铝箔上，经干燥、辊压等工序制成厚160μm，宽100mm，长950mm的正极，以聚四氟乙烯管为卷绕轴，按正极、隔膜、负极的顺序卷绕成电芯，将聚四氟乙烯管的两端密封，装入电池壳体，之后加入1.0MLiPF₆/PC+EC+DEC电解液，组装成电池。电池比能量达到80Wh/kg，比功率达到3000W/kg，电池在过充、过放、短路等安全测试过程中，不燃烧、不爆炸。