[實(shí)用新型]一種倍率型鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220516425.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202839842U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高洪森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 彩虹集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): H01M4/13
• 分類號(hào): H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種倍率型鋰離子電池。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)的鉛酸、鎳鎘、鎳氫等二次電池相比，鋰離子電池具有高比能量，自放電少等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)等電子器具。最近，隨著電動(dòng)助力車和電動(dòng)工具的高要求化，亟需一種能用于上述系統(tǒng)的高功率電池。能滿足上述要求的具有代表性的電池是鋰離子動(dòng)力電池。

鋰離子電池由正極板，負(fù)極板，電解液以及介于正負(fù)極板的隔膜組成。例如、其負(fù)極板是被固定在集流體上的吸附/放出鋰離子的碳質(zhì)材料；正極板是被固定在集流體上的吸附/放出鋰離子的諸如磷酸鐵鋰、錳酸鋰和氧化鎳鈷鋰等材料；電解液是以LiPF₆等為電解質(zhì)鹽的含有機(jī)溶劑的溶液。

前述正極板與負(fù)極板被制成薄板或箔狀、然后把電極板及介于其間的隔膜按順序?qū)盈B而形成電芯。把這一電芯裝入不銹鋼、鋁金屬外殼、或者鋁塑膜軟包裝電池容器內(nèi)，再注入電解液、密封而制成電池。其中，電芯與外部電導(dǎo)通是通過(guò)與極板連接的極耳和/或極柱實(shí)現(xiàn)的。

在使用合適厚度的電極及合理的電極配方和參數(shù)以及采用高離子電導(dǎo)率的電解液可提高電池的倍率放電性能，同時(shí)電池正負(fù)極層數(shù)的多少又是影響電池容量、電池合格率進(jìn)而影響電池成本的一個(gè)重要因素。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種倍率型鋰離子電池，能夠提高鋰離子電池的容量發(fā)揮、降低內(nèi)阻和提高電池成品率。

一種倍率型鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜和非水電解液，其中正極由鋁箔集流體和涂覆在其兩面的涂層構(gòu)成，負(fù)極由銅箔集流體和涂覆在其兩面的涂層構(gòu)成，其特別之處在于：所述正極和負(fù)極上的涂層均為間歇涂層，而在鋁箔集流體或銅箔集流體空白處均安裝有極耳。

其中單片正極片的長(zhǎng)度為H，寬度為W，表面積為S，組成的疊片鋰離子電池電芯厚度為T(mén)，并且滿足0.3≤W/H≤0.8并且0.1/mm≤T/S≤0.2/mm。

組成的疊片鋰離子電池按照隔膜、負(fù)極極片、隔膜、正極極片、隔膜、負(fù)極極片的循環(huán)順序依次疊放而成，其中正極和負(fù)極的極耳均由5-150層鋁箔組成，并且正極和負(fù)極的極耳數(shù)量遵循負(fù)極極耳數(shù)等于正極極耳數(shù)加1的關(guān)系。

其中隔膜采用陶瓷隔膜、編織物隔膜或微孔合成樹(shù)脂隔膜。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)涂層或/和極片的尺寸選擇方案，以及電池正負(fù)極層數(shù)的選擇，可以實(shí)現(xiàn)一種經(jīng)濟(jì)、安全可靠的功率型鋰離子電池。本實(shí)用新型著眼于選擇合適的正極電極片的寬長(zhǎng)比、厚和表面積比及疊片層數(shù)來(lái)達(dá)到提高電池容量性能、降低電池的內(nèi)阻和預(yù)測(cè)電池成品率的目的。設(shè)計(jì)方法經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便，在規(guī)模生產(chǎn)上也易于實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)鋰離子電池高容量化和提高電池成品率進(jìn)而降低電池成本等方面具有廣泛前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中帶有間歇涂層的正極極片示意圖，其中陰影代表涂層(1)，空白代表箔材；

圖2為本實(shí)用新型中正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型是一種倍率型鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜和非水電解液，其中正極由鋁箔集流體和涂覆在其兩面的涂層1構(gòu)成，負(fù)極由銅箔集流體和涂覆在其兩面的涂層1構(gòu)成，所述正極和負(fù)極上的涂層1均為間歇涂層，詳見(jiàn)圖1所示，而在鋁箔集流體或銅箔集流體空白處均安裝有極耳2，圖2是單片疊片電池正、負(fù)極極片的示意圖。空白處的極耳2位置如圖2所示，2mm≤d’≤0.25W，2mm≤P≤0.25H，2mm≤W’≤0.3W。

其中疊片電池單片正極片的長(zhǎng)度為H，寬度為W，單個(gè)疊片電池正極片表面積為S=H*W，疊片電池電芯厚度為T(mén)，如圖2所示，并且滿足下式0.3≤W/H≤0.8并且0.1/mm≤T/S≤0.2/mm。疊片的電池按照隔膜、負(fù)極極片、隔膜、正極極片、隔膜、負(fù)極極片……依次疊放而成的。其中正極和負(fù)極的極耳2由5-150層鋁箔組成，正、負(fù)極極耳2數(shù)遵循：負(fù)極極耳2數(shù)=正極極耳2數(shù)+1。隔膜采用陶瓷隔膜、編織物、非編織物、微孔合成樹(shù)脂膜等。

申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)：電極涂層1的涂布厚度、極片的尺寸選擇方案及技術(shù)參數(shù)和電池正負(fù)極層數(shù)的多少是影響電池正極發(fā)揮容量、電池內(nèi)阻及電池成品率的重要因素。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)是選用間歇涂膜電極，側(cè)面出極耳2的電極結(jié)構(gòu)，保證電池的活性材料利用率高、大倍率放電性能良好。

本實(shí)用新型的正極活性材料采用磷酸鐵鋰活性材料；負(fù)極包含導(dǎo)電碳和至少?gòu)那蛐问[片狀石墨和硬碳材料中選出的一種活性材料，其中導(dǎo)電碳的含量大于1wt％，小于15wt％；