[发明专利]一种带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池。

背景技术

现有技术中锂离子电池根据外壳材质主要分为三种类型，金属外壳、塑料外壳和铝塑复合膜外壳，塑料外壳虽然能够耐电解液腐蚀，但由于散热差，在大倍率充放电时容易发生变形，壳体密封性差且阻燃性差；而铝塑复合膜外壳制作的电池容易发生腐蚀及胀气，相对金属外壳而言，密封性较差；金属钢壳材料成本和生产成本较高，密封性优良，目前广泛用于锂离子电池领域，但随着电池使用轻量化及低成本的需求，铝材质的外壳在质量及价格上的竞争优势突显出来，但由于铝金属是两性金属，它会与酸碱反应，导致铝外壳出现腐蚀、胀气等缺陷，从而制约了其在锂离子电池上的应用。

在专利公开CN101345293A中提出一种铝壳锂离子电池，包括壳盖、壳体和容纳于壳体内的正、负极极片，所述壳盖上设有两个电极引出孔，分别连接有正极电极密封结构和负极电极密封结构，所述电极密封结构包括连接片、穿过电池壳盖上铆钉孔设置的铆钉以及位于电池壳盖与铆钉之间的凸形垫圈和套于铆钉上、位于壳盖与连接片之间的凹形垫圈，所述壳盖、壳体均为铝壳；所述正极电极密封结构的凹形垫圈和凸形垫圈中至少一个由导电塑料构成，导电塑料的电阻值为10²~10⁴欧姆。该发明实现了用铝壳制作锂离子电池，并能有效阻止铝壳被电解液腐蚀，而且不会出现打火现象。但是采用该发明制作的电池由于采用导电塑料及其含有填料的复合材料作为密封的凹形垫圈或凸形垫圈，该复合材料在电解液中容易发生溶胀，从而使得电池盖板的密封性降低，电池存在胀气隐患，从而无法实现规模化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不存在胀气隐患、密封性好、耐蚀性优良并改善安全性能的带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池。

为达到上述目的，本发明提供了一种带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池，其包括一电池极芯及一电池壳身，将电池极芯置入电池壳身中，电池壳身内注入电解液，并采用铝壳盖板组件密封，其中，所述铝壳盖板组件含有一耐蚀保护装置，该装置由导电金属胶与铝金属粘结制成，将盖板顶盖与盖板上的正极极耳连接片连接在一起。

上述的带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池，其中，所述的耐蚀保护装置包含：

采用导电金属胶粘结的两根铝金属条，其中，铝金属条采用聚丙烯胶带包覆处理；

密封该粘结的铝金属条的铝塑复合膜，该铝塑复合膜耐电解液腐蚀；及

铝塑复合膜密封铝金属条形成的密封腔。

上述的带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池，其中，所述的耐蚀保护装置的密封腔内充有惰性气体。

上述的带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池，其中，所述耐蚀保护装置的制备方法为：把带有聚丙烯胶带的两根铝金属条之间采用导电金属胶粘结，然后用耐电解液腐蚀的铝塑复合膜密封，并在密封腔中充入惰性气体。

上述的带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池，其中，所述的导电金属胶选择导电银胶或导电铝胶。

上述的带有耐蚀保护装置的铝壳锂离子电池，其中，所述耐蚀保护装置通过一耐腐蚀的卡扣卡在盖板顶盖上，避免电池在振动测试中脱落。

铝及其合金为两性金属，在大气中铝的外表面覆盖了一层氧化物，这有效的减缓了铝金属的腐蚀速率。但在pH值小于4及大于8的环境中，铝及铝合金容易发生点腐蚀及缝隙腐蚀，造成铝金属的失效。

锂离子电池的铝壳壳盖包括正极铝连接片及负极铜、镍或铜镀镍连接片，铝的标准电极电位为-1.66V，铜的标准电极电位为0.337V，由于电极电位越负，金属越容易失去电子转化为离子状态进入溶液中，金属越不耐腐蚀，在电解液LiPF₆存在条件下，游离态的锂离子可嵌入铝离子结合形成锂铝合金，从而引起铝金属的电化学腐蚀。

为了同时满足铝壳锂离子电池安全性及耐腐蚀性的需求，铝壳电池壳盖顶盖与正极金属连接片之间采用耐蚀保护装置连接，这样一方面使铝壳外壳带正电，铝外壳的电极电位提高，铝金属进入稳定的钝化区，避免了铝外壳金属的腐蚀，从而达到阳极保护的作用。另一方面当电池发生针刺、短路及过充等安全隐患时，设置在盖板顶盖上的耐蚀保护装置由于瞬间通过了很大的电流，从而粘结在两铝金属条之间的导电金属胶会直接熔断，从而及时的保证电池外壳处于绝缘状态，由于耐蚀保护装置采用充了惰性气体的铝塑复合膜密封，从而避免了在熔断的瞬间出现打火现象，从而有效的保证了电池的安全性，使铝壳锂离子电池达到耐腐蚀及提高安全性的目的。