[發(fā)明專利]一種卷繞式負(fù)極片以及設(shè)有該負(fù)極片的電芯及鋰漿料電池

有效

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• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN107305942B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永翀;張曉虎;張彬;張艷萍;張萍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京好風(fēng)光儲能技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/38;H01M10/0587
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種用于鋰漿料電池的負(fù)極片，其中負(fù)極片通過卷繞的方式形成多個(gè)直線部和彎曲部，該卷繞是以螺旋或弓形的方式卷繞，在各個(gè)直線部之間形成用以容納半固態(tài)鋰漿料電池的正極片的間隙，其中，所述負(fù)極片包括多孔結(jié)構(gòu)體和多個(gè)含鋰金屬體，含鋰金屬體以相互間隔的方式連接于所述多孔結(jié)構(gòu)體，使得當(dāng)負(fù)極片卷繞之后各個(gè)含鋰金屬體分別位于負(fù)極片的各個(gè)直線部中。采用本發(fā)明的卷繞式負(fù)極片，能夠有效提高半固態(tài)鋰漿料電池的制作效率，同時(shí)避免因?qū)瑢?dǎo)電漿料的夾心復(fù)合正極片進(jìn)行卷繞所導(dǎo)致的電極斷裂、導(dǎo)電漿料泄露等問題，有效提高電池的工作性能和安全性。另外，本發(fā)明還提供了設(shè)有這種卷繞負(fù)極片的電芯以及鋰漿料電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)動(dòng)力電池技術(shù)，具體涉及一種卷繞式半固態(tài)鋰漿料電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池是以嵌鋰化合物作為正負(fù)極材料的新型高能電池，與鉛酸電池、鎳氫電池相比具有比能量高、電壓高、自放電小、循環(huán)性能好和壽命長等一系列的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。近年來，鋰離子電池技術(shù)取得了快速發(fā)展，已開始應(yīng)用于電動(dòng)汽車中。

中國發(fā)明專利2016101285248提出了一種半固態(tài)鋰漿料電池，該電池正極內(nèi)部包含可流變的導(dǎo)電漿料，負(fù)極為金屬鋰片或其它含鋰負(fù)極片，能夠有效增大電池荷電容量，提高電池的安全性。但是，根據(jù)現(xiàn)有的電池組裝技術(shù)，電池組裝一般僅為卷繞式或者疊片式：(1)疊片式電池對電池加工設(shè)備的精度要求較高，尤其是隨著電芯夾心復(fù)合正極片和含鋰負(fù)極片沖切邊緣的周長成倍增加，導(dǎo)致制片和裝配過程中容易產(chǎn)生毛刺，進(jìn)一步會(huì)引發(fā)短路問題，增加電池的安全風(fēng)險(xiǎn)；(2)卷繞式電池的隔膜位于正極片、含鋰負(fù)極片之間將兩者隔開，隔膜、正極片和含鋰負(fù)極片一起卷繞，形成電芯，由于鋰漿料電池的正極層厚度較厚，因此目前電池的卷繞方式很難適用于鋰漿料電池；(3)目前卷繞式電池，正、負(fù)電極材料會(huì)經(jīng)過多次折疊卷繞，容易導(dǎo)致電極材料的脫落、卷繞面與平面的集流情況不一致、卷繞面發(fā)熱等情況，使得電池安全性降低。

此外，由于車輛用動(dòng)力電池需要串聯(lián)或者并聯(lián)使用以提供足夠的動(dòng)力，這就需要電池具有良好的充放電性能，同時(shí)電池之間便于連接，降低電池組的連接電阻。目前多數(shù)卷繞式鋰電池采用的一個(gè)正極端子和一個(gè)負(fù)極端子都位于電池的同側(cè)導(dǎo)流，容易造成：(1)對于電池內(nèi)部電極反應(yīng)面積較大的鋰漿料電池，采用一個(gè)正極端子和一個(gè)負(fù)極端子輸送電流，電流導(dǎo)通面積與電極反應(yīng)面積比例較小，電池的散熱性能和高倍率放電性能較差；(2)電池之間串、并聯(lián)的連接不方便，為后續(xù)的汽車電路整體裝配帶來不便，同時(shí)增加正、負(fù)端子直接接觸造成短路的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上存在的問題，本發(fā)明提供一種卷繞式鋰漿料電池，該電池包括若干個(gè)夾心復(fù)合正極片和呈卷繞結(jié)構(gòu)的含鋰負(fù)極片，含鋰負(fù)極片通過卷繞的方式形成多個(gè)直線部以及多個(gè)彎曲部，夾心復(fù)合正極片設(shè)于直線部之間，形成電芯。采用該卷繞方式，能夠有效提高鋰漿料電池的制作效率，同時(shí)避免因?qū)瑢?dǎo)電漿料的夾心復(fù)合正極片進(jìn)行卷繞所導(dǎo)致的電極斷裂、導(dǎo)電漿料泄露、電極材料層脫落等問題，有效提高電池的工作性能和安全性。

本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明提供一種用于鋰漿料電池的負(fù)極片，其中，所述負(fù)極片通過卷繞的方式形成多個(gè)直線部以及多個(gè)彎曲部，在各個(gè)直線部之間形成用以容納鋰漿料電池的正極片的間隙，所述間隙的寬度大于等于所述正極片的厚度，所述直線部的長度大于等于所述正極片的寬度，其中，所述負(fù)極片包括多孔結(jié)構(gòu)體和多個(gè)含鋰金屬體，所述含鋰金屬體以相互間隔的方式連接于多孔結(jié)構(gòu)體，使得當(dāng)所述負(fù)極片卷繞之后各個(gè)所述含鋰金屬體分別位于所述負(fù)極片的各個(gè)直線部中。含鋰金屬體作為電池反應(yīng)的負(fù)極材料，而多孔結(jié)構(gòu)體可以作為負(fù)極集流體和負(fù)極極耳，從而起到簡化電池結(jié)構(gòu)的效果。

所述負(fù)極片包括兩層多孔結(jié)構(gòu)體并且所述含鋰金屬體設(shè)置于兩層多孔結(jié)構(gòu)體之間，或者所述負(fù)極片包括一層多孔結(jié)構(gòu)體并且所述含鋰金屬體設(shè)置于所述多孔結(jié)構(gòu)體兩側(cè)的相對應(yīng)的位置，或者所述負(fù)極片包括一層多孔結(jié)構(gòu)體并且所述含鋰金屬體設(shè)置于所述多孔結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部。