[發(fā)明專利]一種新型液態(tài)聚合物鋰離子電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210193363.2
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102709594A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張娜;李敬
• 申請（專利權(quán)）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M2/16
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型液態(tài)聚合物鋰離子電池。

背景技術(shù)

目前，鑒于鋰離子電池與鉛酸、鎘鎳等其他類型的電池相比較具有比容量大、工作電壓高、充電速度快、工作溫度范圍寬、循環(huán)壽命長、體積小和重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于移動電話、筆記本電腦、電動工具等領(lǐng)域，并且其應(yīng)用范圍越來越廣泛。

隨著鋰離子電池使用范圍的擴(kuò)大，人們習(xí)慣上把應(yīng)用于動力電源系統(tǒng)的化學(xué)電源稱為動力電池，如應(yīng)用于電動工具、電動車等領(lǐng)域，動力電池使用條件復(fù)雜，同時(shí)也要求電池具有更高的容量性能和功率性能，以及優(yōu)良的安全性能。

目前傳統(tǒng)意義上的動力電池較多的采用鉛酸電池和鎘鎳電池，這兩種電池可以提供較大的輸出電流以適用電動工具和電動車經(jīng)常需要大功率輸出時(shí)的使用要求，但是采用鋰離子電池作為動力電池，必須在目前的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高單體電池的容量和功率性能以滿足動力電池應(yīng)用領(lǐng)域的特殊使用要求。

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域和二次儲能領(lǐng)域中，往往對電源系統(tǒng)的能量輸出有著較大的要求，由于目前的鋰離子電池單體能量較低，循環(huán)充電壽命低，為了滿足交通運(yùn)輸領(lǐng)域和二次儲能領(lǐng)域的特殊要求，需要過多的單體電池進(jìn)行并聯(lián)使用，并要對電池的材料加以技術(shù)改善。

現(xiàn)有鋰離子動力電池電芯極組均采用方形結(jié)構(gòu)，方形結(jié)構(gòu)極組又分為卷繞式和疊片式兩種結(jié)構(gòu)，卷繞式結(jié)構(gòu)空間利用率低，且卷繞式方形極組結(jié)構(gòu)厚度很難控制一致，在內(nèi)部微量產(chǎn)氣時(shí)很容易造成褶皺和空氣帶，導(dǎo)致極片出現(xiàn)析鋰，影響電池使用壽命和安全性能，疊片式極組結(jié)構(gòu)由于極組厚度均勻，可以很好的解決這些問題，可以有效的避免極組內(nèi)部的褶皺和析鋰現(xiàn)象，但目前的疊片式結(jié)構(gòu)不能對極組進(jìn)行有效定位，在電池使用過程中如果出現(xiàn)振動情況，很容易出現(xiàn)極片錯(cuò)位，因而出現(xiàn)安全隱患。

另外，現(xiàn)有鋰離子動力電池外部封裝采用鋁塑復(fù)合膜封裝，這種封裝材料可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和空間的最優(yōu)利用，提高電池能量密度，并可對極組進(jìn)行真空緊湊封裝，通過外部封裝對極組進(jìn)行固定，減少了復(fù)雜裝配結(jié)構(gòu)帶來的外部阻抗對電極體系的影響，但由于鋁塑膜封裝結(jié)構(gòu)為軟性材質(zhì)，散熱性能較金屬殼體差，因此將極組設(shè)計(jì)成薄片形以增加電池在大電流放電時(shí)的散熱能力，如果面積較大，薄片型電池在大面積承受壓力時(shí)容易發(fā)生整體形變。

電池隔膜在電池中是一關(guān)鍵性部件，作用之一是隔開電池中正極和負(fù)極，避免彼此短路。在電池中正極、負(fù)極和電解液條件都相同的情況下，隔膜對于電池的質(zhì)量和性能，能起到了一個(gè)重要的作用。具體說，隔膜可以影響到電池的內(nèi)阻，隔膜的孔隙率和厚度直接影響電池內(nèi)阻。用高孔隙和薄的隔膜電池內(nèi)阻小功率高，反之，電池內(nèi)阻大，電池功率小，循環(huán)壽命短。尤其是動力鋰電池如果內(nèi)阻大，不僅電池的功率上不去，電池的壽命受到極大的影響，行車速度慢、行程短；最嚴(yán)重的是安全隱患大，當(dāng)大電流使用時(shí)電池溫度急劇升高而發(fā)生爆炸。

目前的動力電池隔膜一般采用干濕法制成，這樣的隔膜用在電池中后會造成電池的內(nèi)阻大，從而導(dǎo)致電池的功率變小，且電池的電容量比較低，不能適應(yīng)人們對動力鋰電池的高功率、高電容量的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種具有大電容量的新型液態(tài)聚合物鋰離子電池。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種新型液態(tài)聚合物鋰離子電池，包括鋁縮膜，在所述的鋁縮膜內(nèi)設(shè)置有極組，所述的極組由正極極片與負(fù)極極片組成；所述的正極極片與所述的負(fù)極極片的集流體的雙表面均勻涂覆有電極漿料；在所述的正極片的電極漿料雙表面設(shè)有?PVDF/XB隔膜。

所述PVDF/XB隔膜的厚度為30±2μm。

所述的正極片與負(fù)極片通過疊合方式組合在一起。

所述的正極極片的片數(shù)為偶數(shù)，所述的負(fù)極極片的片數(shù)為奇數(shù)。

所述正極極片的集流體為鋁箔，所述負(fù)極極片的集流體為銅箔；電池正極極耳及負(fù)極極耳通過超聲焊分別焊接在電池的正極集流體與負(fù)極集流體上。

所述的PVDF/XB隔膜由于厚度小、孔隙率高、離子電阻小、高溫下不收縮，透氣性極好；具有優(yōu)越的抗氧化、抗污染性，與電液有良好的親和性，吸液量大，包液能力強(qiáng)，有較優(yōu)的電化學(xué)性能，而且效率高，容量大，有良好的循環(huán)性能，是純動力電池、大型儲能電池等大容量、高倍率放電鋰電池隔膜的最佳選擇，有利于提高鋰離子電池的整體性能。

因此，本發(fā)明通過采用新型PVDF/XB隔膜替代傳統(tǒng)的干濕法隔膜制作電池，可以使得動力電池的容量成倍數(shù)的增長，且電池電阻值小，由于電池容量成倍數(shù)增長的同時(shí)，電池的電阻值變小，從而大大提高了鋰離子動力電池的整體電性能。?