[实用新型]电芯内衬活性体的新颖圆体电池

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种电池，具体地指一种电芯内衬活性体的新颖圆体电池。

背景技术

目前圆体电池(镍镉、镍氢、锂离子等)的结构大体上由电池的外壳、电池的盖帽、电池的电芯组成；其中：外壳作电池的负极，外壳的盖帽作电池正极，由电池的正极片、电池的负极片和隔膜纸组成电池的管状电芯；电芯装入外壳、注入电解质、外壳封口，这在电化学原理上已构成电池。

传统圆体电池的管状电芯结构有如下特征和弊病：

①电池的极片制作无论是采用烧结式、涂膏式或电沉析式，最终经轧辊机压制到设计尺寸参数；电池的电芯装配过程是将正极片、隔膜纸与负极片依次叠加后卷绕成管状电芯(电芯的中央呈圆形、中空)，装配完的电池是需要通过反复充放电进行“活化”的，根据电化学材料工作特征，伴随着反复充放电过程，正、负极片本身会反复膨胀、收缩，其变化量Δ达到23％～30％；所以，电池工作时管状电芯的体积会随之不断地变化，结果是：卷绕时正、负极片间设定的“面间距”会不断地变化；

其次，电池工作时电芯里极片本身会反复膨胀、收缩加剧了极片卷绕时原有裂纹的扩展，极片上裂纹阻碍了电流通道，通道“阻抗”随之变大，电池传输特性变坏；

再其次，鉴于管状电芯是中空的，所以在膨胀力的作用下，管状电芯的极片初始“端部”会向圆心方向伸展：一方面进一步改变了正、负二极片面间距，又加剧了极片上原有裂纹的扩展以至完全断裂。

②电池作为一个能量变换器，无论是充电时电能变换成化学能，还是用电时化学能变换成电能，其转换效率都会打折，这就是所谓的功耗；一般的说功耗大都以热能的形式出现，热能使电池温升，不恰当的温升反过来又降低能量转换率；

由于管状电芯在电池的外壳内占主要空间，当电池工作时管状电芯会发热，其内外层是有温度梯度的；根据热传导和热辐射理论，管状电芯最外层紧贴电池壳体(壳体一般是金属材料)区域温度相对地低些，电芯最内层部分温度最高；尤其是功率型及超功率型电池长期工作在大电流状态，“温升”更为特出；

圆体电池的电芯传统设计是管状、中空的(极片卷绕时卷针留下的位子)，该区域由空气占据着，空气的的热传导系数又很低(0.024W/m.K)，极片、隔膜纸又非良导热体，所以，电芯不断地积累热能且很难被传导出去，这又加剧了电池的温升。

③当电芯自身温度偏低时也无法将环境温度快速地传入，电池工作环境得不到满足。

发明内容

为了解决圆体电池在工作中电芯内“极片面间距位移”、“极片上裂纹扩大”、电池的“温升”、一种电池不能兼顾高低温环境条件下工作四大缺陷，本发明了一种电芯内衬活性体的新颖圆体电池。

具体技术方案是：

电芯内衬活性体的新颖圆体电池，包括电池的外壳(1)作负极，电池的盖帽(2)作正极，由正极片(3)、负极片(4)、隔膜纸(5)、电芯内衬活性体(6)组成的电池的电芯；

其特征在于：外壳系圆形金属桶，盖帽与外壳之间由绝缘的密封圈垫开，正极片由正极活性材料及其金属载体组成，负极片由负极活性材料及其金属载体组成，隔膜纸系接枝处理的PP材料，电芯内衬活性体系高导热体。

所述的电芯内衬活性体(6)是由绝缘环垫开的二个烧结式活性体零件组成，电芯内衬活性体零件材料系非金属晶型石墨。

所述的电芯内衬活性体(6)单个零件外形呈环柱状，其内外表面光滑，环柱状活性体周壁纵向上布有多条槽缝，槽缝缝宽不得小于0.5mm，槽缝长度不得大于零件纵向高度的3/4。

所述的活性体(6)单个零件纵向上下两端面外侧圆周上倒角，倒角圆弧与相邻边交界圆滑。

电芯内衬活性体的新颖圆体电池有益效果是：

①管状电芯的中央设置电芯内衬活性体(6)后抑制了正负极片端部的自由伸展，从而阻碍了“极片面间距”不断的位移，确保电池性能的稳定性。

②电芯内衬活性体(6)限止了电池的电芯工作时其体积大小来回变化，从而使正、负极片上制作中产生的裂纹不能进一步扩展，保证极片上电流传输通道的畅通，即控制了电池内阻的增加。

③电芯内衬活性体(6)本身具有“焓矢量的双向性”；如此，当电芯温升了其热量被电芯内衬活性体快速“吸收”并通过金属壳体直接传出电池体外，改善了电池的“温升”效应。

④特色效果是：由于电芯内衬活性体(6)本身具有“焓矢量的双向性”，所以当电芯温度低于外界环境，则外界环境热能通过金属壳体被电芯内衬活性体(6)“吸收”并迅速传给电池的电芯，和有益效果③的功能结合在一起，传统的圆体电池不能兼顾高、低温工作环境的瓶颈得于解决。