[實用新型]一種大孔徑金屬氣凝膠基鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721572729.1
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN207558938U
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳治國;張海林;張勍;鄒美靚;計結(jié)勝;李艷
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌卡耐新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/80
• 分類號: H01M4/80;H01M4/13;H01M4/139;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

本實用新型公開了一種大孔徑金屬氣凝膠基鋰離子電池，該鋰離子電池的電極以大孔徑的金屬氣凝膠作為集流體；鋰離子電池的正負極活性物質(zhì)填充在金屬氣凝膠的孔隙中。本方案據(jù)此構(gòu)成的鋰離子電池具有出色的高倍率放電性能、循環(huán)性能和機械安全性能，可以較大幅度地提升鋰離子蓄電池的綜合技術(shù)指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電池技術(shù)，具體涉及鋰離子電池技術(shù)。

背景技術(shù)

鋰離子電池因具有容量高，循環(huán)壽命長等優(yōu)點，已大量在電子產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用，例如智能手機、平板電腦、數(shù)碼相機、電動玩具、電子導(dǎo)航儀等。

近年來，鋰離子電池在新能源汽車、通信基站、軍事、航空航天等領(lǐng)域也得到了較為廣泛的應(yīng)用。

目前傳統(tǒng)的鋰離子電池正負極集流體使用的是平面鋁箔和平面銅箔，正負極材料涂覆在6-20um厚的箔材表面，經(jīng)烘干后制得電極，再進行組裝制成鋰離子電池。

傳統(tǒng)鋰離子電池所使用的平面箔材制作的極片，由于電子運動到箔材的行程較長，收集電子的能力較弱，所以極片厚度一般不能超過200um；并且平面箔材制作的極片，無法有效應(yīng)對活性物質(zhì)的體積變化，制約了電池循環(huán)性能的進一步提升。

氣凝膠是一種新型的固體材料，是一種使用氣體代替凝膠中的液體而本質(zhì)上不改變凝膠本身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特殊凝膠，是凝膠干燥后的產(chǎn)物。它具有納米級的多孔結(jié)構(gòu)和高孔隙率等特點，是目前所知密度最小的固體材料之一，密度最低可至0.001g/cm3，孔隙率可以達到90.0％-99.5％。這種連續(xù)三維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使其具有獨特的性能，如高孔隙率，高比表面積，超低的密度，低光折射率，低聲速等。目前氣凝膠在電池中的應(yīng)用尚處于研究初期，更多的是用于存儲凝膠電解質(zhì)，或者是作為添加劑用于電極中，且都處于探索階段。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有鋰離子電池所存在的問題，需要一種新的鋰離子電池技術(shù)。

為此，本實用新型的目的在于提供一種大孔徑金屬氣凝膠基鋰離子電池，該鋰離子電池具有出色的高倍率放電性能，循環(huán)性能和機械安全性能。

為了達到上述目的，本實用新型提供的大孔徑金屬氣凝膠基鋰離子電池，所述鋰離子電池的電極以大孔徑的金屬氣凝膠作為集流體；鋰離子電池的正負極活性物質(zhì)填充在金屬氣凝膠的孔隙中。

進一步的，所述金屬氣凝膠的孔徑在30-500um之間。

進一步的，所述鋰離子電池包括電芯以及包裝膜，所述電芯由若干金屬氣凝膠負極片，隔膜以及金屬氣凝膠正極片疊加組裝而成；所述包裝膜包覆在電芯上。

進一步的，以金屬氣凝膠作為集流體的電極的兩面設(shè)有涂層。

進一步的，鋰離子電池的正負極活性物質(zhì)均勻分布在金屬氣凝膠的孔隙中。

本實用新型提供的金屬氣凝膠基鋰離子電池，在高倍率放電，循環(huán)和機械安全性能上都得到較大幅度的提高。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施方式來進一步說明本實用新型。

圖1是本實用新型實例1中大孔徑金屬氣凝膠制備過程示意圖；

圖2是本實用新型實例1中干粉填充示意圖；

圖3是本實用新型實例2中濕法填充示意圖；

圖4是本實用新型實例1中電池裝配示意圖。

圖中：1.含金屬鹽前驅(qū)體，2.溶膠，3.凝膠，4.高溫后金屬單質(zhì)氣凝膠，5.定量送料，6.壓輥裝置，7.電極，8.PET膜，9.干燥，10.涂輥，11.氣凝膠負極片，12.隔膜，13.氣凝膠正極片，14.疊片后電芯，15.極耳焊接，16.電池鋁塑膜。

具體實施方式