一种无负极电子烟电池的制作方法

本发明涉及电子烟电池，尤其涉及一种无负极电子烟电池。

背景技术：

1、传统的电子烟电池由锂离子电池设计，要求倍率高，一般都是10c-15c的放电要求，反应在电子烟成品上面就是容量对应口数要求，如果倍率不高则口数相应降低。而且传统的电子烟电芯也与消费类数码电芯类似要求高能量密度，因此70%的正极都是采用小颗粒钴酸锂，即粒径d50要求小于10um，才能满足电子烟的需求，因此压实密度一般都是小于3.6g/cm3，在原理上也是减少电芯的阻抗相符合的，利于锂离子在放电状态下快速嵌入。但钴资源紧缺，导致电子烟生产成本很高。

技术实现思路

1、为解决上述现有电子烟电池采用小颗粒钴酸锂来提高容量生产成本很高，而钴资源紧缺的问题，本发明提供了一种无负极电子烟电池，采用负极导电金属片上不涂布负极活性材料的无负极结构设计，节约出来的空间，采用锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等其它正极体系，可以达到同等能量密度，满足电子烟客户的倍率要求；同时在工艺上采用多极耳结构设计，大大减少阻抗，利于锂离子在放电状态下快速嵌入，提高了电子烟电池的倍率性能。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种无负极电子烟电池，其特征在于：包括负极导电金属片、正极片、隔膜和电解液，所述负极导电金属片为铜箔、多孔铜箔和泡沫铜箔中的一种，孔隙率设为0-95%，所述铜箔、多孔铜箔和泡沫铜箔表面设有氧化层，所述氧化层为氧化铜、氧化亚铜其中一种或两者的组合，氧化层厚度设为10～500nm；

3、所述正极片、隔膜、负极导电金属片依次层叠，然后卷绕成圆柱形电芯，层叠时正极片上端伸出层叠部，负极导电金属片下端伸出层叠部，使卷绕成形的圆柱形电芯上端为正极片，且上端正极片压扁并焊接成一体片状结构，该片状结构外端两侧剪角，再与正极耳焊接，形成正极多极耳结构，所述圆柱形电芯下端为负极导电金属片，且下端负极导电金属片压扁并焊接成一体片状结构，该一体片状结构外端两侧剪角，再与负极耳焊接，形成负极多极耳结构，所述电解液从圆柱形电芯两侧剪角处注入；

4、所述正极片采用斑马涂布，且正极片上端高出层叠部为空白部，不涂布正极活性材料。

5、作为本技术的进一步改进，所述氧化层的表面设有导电层，方便锂沉积，所述导电层为气相碳纤维、乙炔黑、碳纳米管或者石墨烯的一种或者几种，导电层的厚度设为0.5～2μm。

6、作为本技术的进一步改进，所述泡沫铜箔的孔隙率设为50-98%，厚度设为20-100um；所述多孔铜箔的孔隙率设为50-98%，厚度设为50-100um。

7、作为本技术的进一步改进，所述正极片包括正极集流体和涂布在正极集流体表面上的正极活性材料，所述正极集流体为铝箔，所述正极活性材料包括正极活性材料、导电剂和粘合剂。

8、作为本技术的进一步改进，所述正极活性材料为三元材料、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或者磷酸锰铁锂的一种或者几种；

9、所述导电剂为气相碳纤维、乙炔黑、碳纳米管或者石墨烯的一种或者几种，所述粘合剂为聚偏氟乙烯pvdf。

10、作为本技术的进一步改进，所述正极活性材料还包括补锂剂，补锂剂为富铁酸锂，富镍酸锂、草酸锂中的一种或者几种的组合。

11、作为本技术的进一步改进，所述电解液包括锂盐、销酸锂lino3、氟代碳酸乙烯酯fec和溶剂，所述锂盐为磷酸铁锂lifepo4、六氟磷酸锂lipf6、双氟磺酰亚胺锂lifsi的一种或者两种的组合，摩尔浓度为0.8-1.5mol，所述销酸锂lino3的浓度设为0.1-3%，所述氟代碳酸乙烯酯fec的浓度为0.5-7%，所述溶剂为ec、pc、emc、dmc、dec的一种或者几种的组合。

12、作为本技术的进一步改进，所述隔膜采用pe或者pp高孔隙率隔膜，孔隙率为34-60%。

13、作为本技术的进一步改进，所述圆柱形电芯两端极耳焊接方法包括如下步骤：

14、（1）将圆柱形电芯上端伸出的正极片向中间压扁在一起，并将压扁部焊接成一体片状结构，然后将该一体片状结构外端两侧剪角，形成正极多极耳部，剪角后剪角根部两侧与电芯圆柱部上端留有间隙，方便电解液注入；

15、（2）将步骤1得到的正极多极耳部向下折弯90度，与圆柱形电芯轴线垂直，将正极耳一端对折，对折后形成的卡槽与折弯后的正极多极耳部相卡接，对折的短边设于正极多极耳部的下面，长边设于正极多极耳部的上面，然后将长边向上折弯90度成竖直状；

16、（3）将步骤2中正极多极耳部与正极耳相卡接部位焊接固定，形成正极多极耳；

17、（4）将圆柱形电芯下端伸出的负极导电金属片和负极耳重复步骤1、2、3，形成负极多极耳。

18、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

19、1、本发明采用负极导电金属片上不涂布负极活性材料的无负极结构设计，现有技术中负极活性材料层厚度一般为120μm左右，因此可以节省出大量的负极空间，采用锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等正极体系，可以达到同等能量密度，满足电子烟客户的倍率要求，同时节省了负极活性材料和正极活性材料的成本；或者采用现有钴酸锂正极体系，可以大大提高能量密度，同时节省了负极活性材料的成本；2、本发明负极导电金属片采用多孔铜箔或泡沫铜箔，比表面积大，沉积锂的面积大幅增加，从而大幅提高电池克容量；多孔铜箔和泡沫铜箔用铜量是普通铜箔的1/7，大大节省了用铜量成本；3、本发明负极导电金属片表面设有导电层，可以增加锂沉积量，进一步提高电池克容量；4、本发明正、负极均采用多极耳结构，大大降低了电池内部阻抗，利于锂离子在放电状态下快速嵌入，提高了电池倍率性能和安全性能。

技术特征：

1.一种无负极电子烟电池，其特征在于：包括负极导电金属片、正极片、隔膜和电解液，所述负极导电金属片为铜箔、多孔铜箔和泡沫铜箔中的一种，孔隙率设为0-95%，所述铜箔、多孔铜箔和泡沫铜箔表面设有氧化层，所述氧化层为氧化铜、氧化亚铜其中一种或两者的组合，氧化层厚度设为10～500nm；

2.根据权利要求1所述的一种无负极电子烟电池，其特征在于：所述氧化层的表面设有导电层，方便锂沉积，所述导电层为气相碳纤维、乙炔黑、碳纳米管或者石墨烯的一种或者几种，导电层的厚度设为0.5～2μm。

3.根据权利要求1所述的一种无负极电子烟电池，其特征在于：所述泡沫铜箔的孔隙率设为50-98%，厚度设为20-100um；所述多孔铜箔的孔隙率设为50-98%，厚度设为50-100um。

4.根据权利要求1所述的一种无负极电子烟电池，其特征在于：所述正极片包括正极集流体和涂布在正极集流体表面上的正极活性材料，所述正极集流体为铝箔，所述正极活性材料包括正极活性材料、导电剂和粘合剂。

5.根据权利要求4所述的一种无负极电子烟电池，其特征在于：所述正极活性材料为钴酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂或者磷酸锰铁锂的一种或者几种；所述导电剂为气相碳纤维、乙炔黑、碳纳米管或者石墨烯的一种或者几种；所述粘合剂为聚偏氟乙烯pvdf。

6.根据权利要求5所述的一种无负极电子烟电池，其特征在于：所述正极活性材料还包括补锂剂，补锂剂为富铁酸锂，富镍酸锂、草酸锂中的一种或者几种的组合。

7.根据权利要求1所述的一种无负极电子烟电池，其特征在于：所述电解液包括锂盐、销酸锂lino3、氟代碳酸乙烯酯fec和溶剂，所述锂盐为磷酸铁锂lifepo4、六氟磷酸锂lipf6、双氟磺酰亚胺锂lifsi的一种或者两种的组合，摩尔浓度为0.8-1.5mol，所述销酸锂lino3的浓度设为0.1-3%，所述氟代碳酸乙烯酯fec的浓度为0.5-7%，所述溶剂为ec、pc、emc、dmc、dec的一种或者几种的组合。

8.根据权利要求1所述的一种无负极电子烟电池，其特征在于：所述隔膜采用pe或者pp高孔隙率隔膜，孔隙率为34-60%。

9.根据权利要求1所述的一种无负极电子烟电池，其特征在于，所述圆柱形电芯两端极耳焊接方法包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种无负极电子烟电池，包括负极导电金属片、正极片、隔膜和电解液，负极导电金属片为铜箔、多孔铜箔和泡沫铜箔中的一种，孔隙率设为0‑95%，铜箔、多孔铜箔和泡沫铜箔表面设有氧化层，氧化层为氧化铜、氧化亚铜其中一种或两者的组合，氧化层厚度设为10～500nm；本发明采用负极导电金属片上不涂布负极活性材料的无负极结构设计，节约出原负极活性材料空间，采用锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等正极体系，可以达到同等能量密度，满足电子烟客户的倍率要求，同时大大节省了正、负极活性材料的成本；或者采用现有钴酸锂正极体系，可以大大提高能量密度；采用多极耳结构，大大减小了电池内部阻抗，提高了电池倍率性能。技术研发人员：陈兰芳受保护的技术使用者：深圳市中麟时代科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21