[发明专利]导电胶、圆柱锂离子二次电池及其制备方法

说明书

本发明属于储能电池领域，具体涉及一种导电胶、圆柱锂离子二次电池及其制备方法。所述导电胶由包括硅橡胶、聚偏氟乙烯、无机导电剂和引发剂的原料制成，其中，所述硅橡胶、聚偏氟乙烯、无机导电剂与所述引发剂的质量比为20‑40:20‑40:25‑50：0.01‑1。所述圆柱锂离子二次电池，包括上端开口的壳体，设置于所述壳体内的极组，密闭设置于所述壳体上端开口处的盖帽，设置于所述极组的正极端与盖帽之间的集流盘，所述极组的负极端与所述壳体的下端通过所述导电胶粘接，所述极组的正极端与所述集流盘通过所述导电胶粘接。本发明提供的电池具有优异的功率性能及散热性能，同时电池结构可靠，短路率低。

技术领域

本发明属于储能电池领域，具体涉及一种导电胶、圆柱锂离子二次电池及其制备方法。

背景技术

21世纪，电动汽车取代燃油汽车已成为趋势，而锂离子二次电池是电动车的重要组成部分。电动车可分为纯电动车、插电混合电动车、48V微混电动车等。其中插电混合电动车，特别是48V微混电动车对电池的脉冲充放电倍率要求甚高，脉冲充电倍率要求在20-35C，脉冲放电倍率要求在30-50C，单体电池容量要求在8Ah-20Ah。

锂离子二次电池按照封装工艺可分为圆柱形电池、方形电池与软包电池。

迄今为止，能较好满足上述要求的为多极耳设计的叠片软包电池，但是软包电池生产工艺复杂；使用过程中，铝塑膜外壳易漏液，存在安全隐患。除此之外，软包电池单体之间一致性较差，成组效率低，使用寿命短，成本居高不下。

方形电池也有上述软包电池的优缺点，并且方形电池另一个缺点是散热性能比软包差。

圆柱电池是由松下18650小电池发展而来，即电池的外径为18mm、高度为65mm。普通小圆柱电池正负极制片时采用间隙涂布，目的是为了焊接条状极耳，需贴绝缘胶带、一般正负极片最多可引出极耳数量为3-4个，可满足一定倍率下的充放电要求，但无法满足微混电动车大倍率充放电要求，并且容量也无法满足要求，通常最大容量只有2-2.5Ah。但圆柱电池有生产效率高、电池一致性高、成组效率高、寿命长、成本较低等特点。

如果将圆柱小电池的工艺引入到圆柱大电池中，为了保证电流的输入，极耳数量必然成倍数增加，极耳焊接在一起难度加大，易出现虚焊问题，导致电池内阻波动大，成组后电池易失效；为此，人们提出了解决方法：电池极组端面整形，即对极组端面的箔形体进行高频振荡揉平，再进行集流盘激光焊接。该方法存在以下缺陷：一是正极集流体铝箔与负极集流体铜箔揉平过程中，易产生一定量的金属粉尘，轻则导致电池微短路自放电，严重的粉尘刺破隔膜，正负极短接，电池起火爆炸；二是集流盘与极组端面焊接时，因为激光焊接特点，集流盘与极组端面的焊接只能是局部的点焊接，导致电流在集流盘上分布不均，影响电池的功率性能、散热性能；三是因为端面集流体空箔面积大，降低了活性物质的涂覆面积，降低了电池能量密度；四是采用钢壳封装，负极集流盘一般通过点焊工艺与钢壳壳底相连，接触电阻较大，对于50A以上充放电电流，瞬间产生较大热量，局部温度远远高于80℃的电池安全温度，会出现电池负极SEI膜分解、电解液分解、正极活性物质分解等副反应发生，电池温度会进一步升高，易引发热失控等安全问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种导电胶、圆柱锂离子二次电池及其制备方法。

具体来说，本发明提供了如下技术方案：

一种导电胶，由包括硅橡胶、聚偏氟乙烯、无机导电剂和引发剂的原料制成，其中，所述硅橡胶、聚偏氟乙烯、无机导电剂与所述引发剂的质量比为20-40:20-40:25-50：0.01-1。其中硅橡胶基体作用是提供流动性，可使导电胶均匀涂于极组两端，并且加热后交联提供一定的粘结强度，聚偏氟乙烯颗粒加热熔融与无机导电剂一起形成高分子导电网络，并且聚偏氟乙烯可以与铜箔、铝箔、集流体等产生强力粘合，引发剂促进硅橡胶热聚合。