[发明专利]一种方形锂离子电池及加工方法

权利要求书

1.一种方形锂离子电池，是由壳体、盖板和卷芯组成，盖板是由正极集流柱、负极集流柱、防爆阀和绝缘片组成；卷芯置于壳体内，卷芯的正极耳、负极耳分别通过正极集流体、负极集流体与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接，其特征在于：壳体呈长方体空腔结构；卷芯为多个同规格的卷芯单元组成，多个卷芯单元外部由卷芯辅助模块夹持排列固定后置于壳体内。

2.根据权利要求1所述的方形锂离子电池，其特征在于：所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的轴向对合组成的长方体结构，其外部与长方体的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的柱形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽。

3.根据权利要求1所述的方形锂离子电池，其特征在于：所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合组成的长方体结构，其外部与长方体的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的弧形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽；两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合方式包括上、下对合结构和左、右对合结构。

4.根据权利要求2或3所述的方形锂离子电池，其特征在于：对合后的卷芯辅助模块在与圆柱形卷芯两端的正极耳、负极耳的结合部分别设置正极集流体、负极集流体，每个卷芯单元的正极耳、负极耳均对应连接在正极集流体、负极集流体上，正极集流体、负极集流体分别插接固定在卷芯辅助模块对应的端部；正极集流体、负极集流体分别与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接，并在其连接部位之间设置集流体隔离模块；集流体隔离模块是中间带孔的卡槽结构。

5.根据权利要求4所述的方形锂离子电池，其特征在于：所述的卷芯中的隔膜的组成如下：以聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜为基体，在基体表面涂敷由聚合物胶体材料和无机填料组成的涂层；所述的聚合物胶体材料是由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物；所述的无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化二铝、二氧化硅的一种或其混合物组成。

6.根据权利要求5所述的方形锂离子电池的加工方法，其特征是：所述的聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜基体选用聚丙烯微孔薄膜或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔隔膜；所述的无机填料粒度是50nm-200nm；所述隔膜涂层厚度为1-5μm；经过涂聚合物胶体材料和无机填料处理的隔膜孔隙率在30%-50%之间。

7.根据权利要求6所述的方形锂离子电池的加工方法，其特征是：无机填料的重量占涂层聚合物胶体材料重量的30%-100%。

8.根据权利要求7所述的方形锂离子电池的加工方法，其特征是：聚合物胶体材料中的聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物占总体聚合物胶体材料重量的40%-70%；聚丙烯腈占总体聚合物胶体材料重量的5%-20%；聚甲基丙烯酸甲酯占总体聚合物胶体材料重量的10%-40%。

9.根据权利要求8所述的方形锂离子电池的加工方法，其特征是：聚合物胶体材料所用溶剂选自下列溶剂的一种或几种：丁酮、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙醇、碳酸二乙酯、丁醇。

10.按照4-9任一权利要求所述的方形锂离子电池的加工方法，其特征在于包括如下步骤：

将卷芯单元的正、负极耳采用超声波焊接的形式焊接到正、负极集流体上，其中正极集流体为铝带，负极集流体为铜带或镍带；

将卷芯与正、负极集流体置入两块卷芯辅助模块内，正、负极集流体从卷芯辅助模块卡槽内引出；

将两块卷芯辅助模块的凸柱和凹槽对位后连接，将卷芯、卷芯辅助模块装配到一起；

再将卷芯辅助模块的集流体隔离模块卡入卷芯辅助模块对应的开口处，保护正负极集流体不与卷芯接触；

将装配好的卷芯置入壳体内；

将正负极集流体采取激光焊接或超声波焊接的形式焊接到盖板上的正极集流柱和负极集流柱上；

将盖板与壳体用激光焊接进行封闭；

最后对电池进行注液、化成。