[實用新型]鋰電池

有效

• 申請號: 201420047652.6
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN203707250U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 呂正中;劉范芬;劉金成
• 申請（專利權）人: 湖北金泉新材料有限責任公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/70
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

技術領域

本實用新型涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種高功率、高能量和低自放電率的鋰電池。

背景技術

鋰電池具有工作溫度范圍寬，放電電壓平穩，自放電率低，使用壽命長等優點，已被廣泛應用于各種領域，特別是航天航空、軍事、長壽命儀器儀表、物流追蹤、汽車電子、移動數碼產品等領域。近年來，隨著科技不斷發展，電子設備的功能不斷升級，因此對鋰電池的能量及倍率性能提出了更高的要求，高能量電池已成為電池行業的重點研究方向。

鋰電池分為鋰原電池（一次電池）和鋰離子電池（二次電池）。相對而言，鋰原電池具有更高的能量密度，主要因其采用鋰金屬負極比鋰離子電池采用碳基負極的理論克容量大，鋰金屬負極的理論克容量為3860mAh/g，而碳基負極的理論克容量為372mAh/g，但由于薄的鋰金屬負極難以制得，因此鋰原電池的輸出功率較低，而可充電鋰離子電池通常能夠滿足電子設備對于高功率的要求，主要是因為其負極為強導電性的碳質材料，且利用涂覆的方式在負極集流體上粘附一層厚度可調的活性材料，并通過卷繞或者疊片的方式增加正負極接觸的面積，從而提高電池的功率密度。但可充電鋰離子電池其負極碳材料的理論克容量較低，且常規鋰離子電池的結構中，利用卷繞或疊片的方式雖然提高電池的功率密度，但降低了電池的能量密度，因此常規可充電鋰離子電池的結構不利于提高電池的能量密度。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：提供一種鋰電池，其具有輸出功率高、能量密度高以及低自放電率的優點。

為達上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種鋰電池，包括電芯，所述電芯包括正極片、負極片以及介于所述正極片與所述負極片之間的隔離膜，所述正極片包括正極集流體和焊接于所述正極集流體上的正極極耳，所述正極集流體的兩面設置有正極活性材料，所述負極片包括負極集流體和焊接于所述負極集流體上的負極極耳，所述負極集流體的表面電鍍有金屬鋰層。

通過在負極片的負極集流體的表面電鍍金屬鋰層，使負極集流體上不再需要涂覆負極活性材料，大大節省了鋰電池的空間，簡化了操作工序，提高了鋰電池的能量密度。

作為鋰電池的一種優選方案，所述負極集流體采用金屬箔材或金屬網制成；和/或，所述正極集流體采用鋁箔。

通過將負極集流體采用金屬箔材或金屬網制成，然后采用電鍍方式于金屬箔材或金屬網上鍍鋰，可以薄化負極鋰層，增加鋰層的抗拉強度，實現電池的大電流放電，提高了電池的功率密度。

優選的，所述負極集流體采用鋁箔、錫箔、鎳箔、銅箔中的任意一種。

優選的，所述負極集流體采用鋁網、錫網、鎳網、銅網中的任意一種。

作為鋰電池的一種優選方案，所述負極集流體采用厚度為6～25μｍ的金屬箔材或金屬網制成；和/或，所述負極集流體的表面電鍍有厚度為8～80μm金屬鋰層。

更優選的，所述負極集流體的表面電鍍有厚度為2～54μm金屬鋰層。

本實用新型的電芯結構中負極集流體厚度為6～25μm的金屬箔材或金屬網制成，這給鋰電池節省了空間，能夠增加正極的裝載量，提高鋰電池的能量密度。

可選的，所述負極集流體電鍍鋰層的方式可以采用常規的化學電鍍方式。

優選的，所述鋰電池首次化成流程為0.05～0.2C電流充電至4.0V后，用0.2～1C電流充電至4.2V，在對鋰電池充電過程中，較小的充電電流使得從正極材料中脫出的Li+緩慢沉積在負極集流體上形成均勻致密的鋰層，提高了電池的安全性，且通過化成使正極活性材料中可逆的鋰脫出，形成脫鋰態正極活性材料，正極脫出的Li+電鍍沉積在負極集流基體表面，形成金屬鋰負極活性材料；電池在放電過程中，由負極脫出的Li+游離到正極并嵌入脫鋰態正極活性材料中。

基于金屬箔材或金屬網作為集流體和上述的鋰沉積方式，不僅提高了極片的抗拉強度,而且提高鋰離子的快速遷移能力，從而提高功率密度。

作為鋰電池的一種優選方案，所述正極片還包括設置于所述正極集流體兩面的正極膜片，所述正極活性材料設置于所述正極膜片上，所述正極極耳焊接于所述正極集流體的第一端，所述正極集流體還具有與所述第一端相對的第二端，靠近所述第二端的所述正極集流體的兩側面設置有不同尺寸的裸露部分，在所述第一端設置有正極絕緣膠紙，所述正極絕緣膠紙包裹所述正極集流體的第一端和所述正極極耳；和/或，

所述負極集流體靠近所述負極極耳的一端設置有負極絕緣膠紙，所述負極絕緣膠紙包裹所述負極集流體靠近所述負極極耳的端部和所述負極極耳。

優選的，所述正極絕緣膠紙與所述正極集流體以及所述正極極耳粘接；