[發(fā)明專利]達(dá)到單體電池高壓高能量方法及制備和板式電池組制法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810037059.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107994268A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華動(dòng)智慧信息技術(shù)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0587
• 分類號(hào): H01M10/0587;H01M10/0525;H01M4/62;H01M4/66
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池制作領(lǐng)域，具體是一種能實(shí)現(xiàn)高壓高能量的單體電池及其制備方法、以及板式電池組的制造方法。

背景技術(shù)

自從1991年推出首個(gè)商用鋰電池，其應(yīng)用至今已成為主流的電子設(shè)備核心技術(shù)。隨著石油資源的日益枯竭和環(huán)境問(wèn)題的日趨嚴(yán)峻，替代煤炭發(fā)電站、發(fā)展清潔的新能源純電動(dòng)交通工具成為全球面臨的迫切需求；但目前傳統(tǒng)思路之下的電池能量又難以滿足快速高增長(zhǎng)的純電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、分布式發(fā)電站儲(chǔ)能、智能手機(jī)等各類科技產(chǎn)品的需求。

目前已有公開(kāi)的技術(shù)是：?jiǎn)误w電池都是單芯，即在單體電池內(nèi)是由正極片-隔膜-負(fù)極片這三片組成的一個(gè)單芯成型的，由正極片向單體電池外引出正極耳，由負(fù)極片向單體電池外引出負(fù)極耳；因此鈦酸鋰類單體電池的電壓是2.4伏，其能量約80wh/kg；磷酸鐵鋰類單體電池的電壓是3.2伏，其能量約130wh/kg；三元類單體電池的電壓是3.7伏，其能量約180wh/kg；多元聚合物類單體電池的電壓是4.3伏，其能量其約190wh/kg。所以在需要高壓高能量時(shí)，就把大量的單體電池進(jìn)行串聯(lián)；這就造成了電池組的體積非常龐大。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在短板及其巨大的改進(jìn)空間，可以很好地改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服背景技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，達(dá)到單體電池高壓高能量方法及制備和板式電池組制法。

本發(fā)明的達(dá)到單體電池高壓高能量方法及制備和板式電池組制法主要采用了采用單體電池內(nèi)多個(gè)電芯串聯(lián)及并聯(lián)工藝和卷繞疊片工藝的構(gòu)思，從而大大增高了單體電池的電壓，也同時(shí)大大降低了電池組、電池包的體積。

高壓高能量單體電池的技術(shù)方案如下：是采用單體電池內(nèi)多個(gè)電芯串聯(lián)及并聯(lián)工藝和卷繞疊片工藝制作而成：依圖一所示順序包括把①:正極片(3)-隔膜(4)-負(fù)極片(6)-絕緣膜(5)-… …正極片(3)-隔膜(4)-負(fù)極片(6)-絕緣膜(5)和單體電池軟包裝膜(8)；其中，隔膜(4)依次間隔于正極片(3)和負(fù)極片(6)之間，絕緣膜(5)依次間隔于負(fù)極片(6)和正極片(3)之間；②:首先將第一個(gè)正極片(3)和最后一個(gè)負(fù)極片(6)預(yù)留，還有最中間的一個(gè)負(fù)極片(6)和一個(gè)正極片(3)預(yù)留；③:接著第②步，依圖一所示順序?qū)⒇?fù)極片(6)和正極片(3)用導(dǎo)體連接件(9)串聯(lián)焊接… …負(fù)極片(6)和正極片(3)用導(dǎo)體連接件(9)串聯(lián)焊接，且按照所需的單體電池電壓值和現(xiàn)有要用的材料體系在傳統(tǒng)方法下所能達(dá)到的單體電壓值來(lái)計(jì)算確定需要有多少個(gè)：這樣的負(fù)極片(6)和正極片(3)的串聯(lián)焊接，再把預(yù)留在最中間的那一個(gè)負(fù)極片(6)用導(dǎo)體連接線(10)與第②步預(yù)留的最后一個(gè)負(fù)極片(6)并聯(lián)焊接，再把預(yù)留在最中間的那一個(gè)正極片(3)用導(dǎo)體連接線(10)與第②步預(yù)留的第一個(gè)正極片(3)并聯(lián)焊接,；在導(dǎo)體連接件(9)、導(dǎo)體連接線(10)和所有極片之間的非焊接部位用絕緣板(7)間隔；④:正極由預(yù)留的第一個(gè)正極鋁箔集流體和鋁極耳(1)焊接在一起，負(fù)極由預(yù)留的最后一個(gè)負(fù)極銅箔集流體和鎳極耳(2)焊接在一起；⑤:將焊接好正極耳(1)、負(fù)極耳(2)和③中串聯(lián)焊接好的多組負(fù)極片(6)和正極片(3)按照①中的總順序采用卷繞疊片的方式，裝配成規(guī)定層數(shù)的卷繞多電芯單體；⑥:并且將⑤中所裝配的卷繞多電芯單體用鋁塑膜(8)進(jìn)行包裝；⑦:加注電解質(zhì)并封裝后對(duì)電池進(jìn)行化成、老化，制成所需尺寸的單體電池。正極包括正極集流體和活性物質(zhì)甲層，活性物質(zhì)甲層由以下質(zhì)量百分比的原料組成：活性物質(zhì)甲：95.0%-99.0%，導(dǎo)電劑：0.5%-3.0%，粘結(jié)劑 ：0.5%-2.0%，其中，活性物質(zhì)甲層的面密度為15-27mg/cm2，厚度為109-177μm。負(fù)極包括負(fù)極集流體和活性物質(zhì)乙層，活性物質(zhì)乙層由以下質(zhì)量百分比的原料組成：活性物質(zhì)乙：95.0%-99.0%，導(dǎo)電劑：0.5%-2.0%，增稠劑：0-1.0%，粘結(jié)劑：0.5-3.0%，其中，活性物質(zhì)乙層的面密度7-15mg/cm2，厚度115-188μm。

應(yīng)用于上述技術(shù)方案，所述的單體電池中，活性物質(zhì)甲為L(zhǎng)iNixCoyMn(1-x-y)O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物質(zhì)甲的克能量≥150mAh/g，導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳、碳納米管、石墨烯和VGCF中的任意一種或幾種的混合物；粘結(jié)劑為PVDF。