[發明專利]把單體電池實現高壓的方法和制備及其電池組制法

在審

• 申請號: 201810037081.0
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN107978800A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 華動智慧信息技術（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M10/0583
• 分類號: H01M10/0583;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電池制作領域，具體是一種能實現高電壓的單體電池及其制備方法、以及其電池組的制造方法。

背景技術

自從1991年推出首個商用鋰電池，其應用至今已成為主流的電子設備核心技術。隨著石油資源的日益枯竭和環境問題的日趨嚴峻，替代煤炭發電站、發展清潔的新能源純電動交通工具成為全球面臨的迫切需求；但目前傳統思路之下的電池能量又難以滿足快速高增長的純電動汽車、電動自行車、分布式發電站儲能、智能手機等各類科技產品的需求。

目前已有公開的技術是：單體電池都是單芯，即在單體電池內是由正極片-隔膜-負極片這三片組成的一個單芯成型的，由正極片向單體電池外引出正極耳，由負極片向單體電池外引出負極耳；因此鈦酸鋰類單體電池的電壓是2.4伏；磷酸鐵鋰類單體電池的電壓是3.2伏；三元類單體電池的電壓是3.7伏；多元聚合物類單體電池的電壓是4.3伏。所以在需要高電壓時，就把大量的單體電池進行串聯；這就造成了電池組的體積非常龐大。

因此，現有技術存在短板及其巨大的改進空間，可以很好地改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服背景技術的不足，提供一種結構簡單合理，把單體電池實現高壓的方法和制備及其電池組制法。

本發明的把單體電池實現高壓的方法和制備及其電池組制法主要采用了采用單體電池內多個電芯串聯工藝和卷繞工藝的構思，從而大大增高了單體電池的電壓，也同時大大降低了電池組、電池包的體積。高電壓單體電池的技術方案如下：是采用單體電池內多個電芯串聯工藝和卷繞疊片工藝制作而成：依圖1所示順序包括把①:正極片(3)-隔膜(4)-負極片(6)-隔膜(4)-… …正極片(3)-隔膜(4)-負極片(6)-隔膜(4)和單體電池軟包裝膜(8)；其中，隔膜(4)依次間隔于正極片(3)和負極片(6)之間，隔膜(4)依次間隔于負極片(6)和正極片(3)之間；②:首先將第一個正極片(3)和最后一個負極片(6)預留；③:接著第②步，依圖1所示順序將負極片(6)和正極片(3)用導體連接件(9)串聯焊接… …負極片(6)和正極片(3)用導體連接件(9)串聯焊接，且按照所需的單體電池電壓值和現有要用的材料體系在傳統方法下所能達到的單體電壓值來計算確定有多少個：這樣的負極片(6)和正極片(3)的串聯焊接；在導體連接件(9)和所有極片之間的非焊接部位用絕緣板(7)間隔；④:正極由預留的第一個正極鋁箔集流體和鋁極耳(1)焊接在一起，負極由預留的最后一個負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)、負極耳(2)和③中串聯焊接好的多組負極片(6)和正極片(3)按照①中的總順序采用卷繞疊片的方式，裝配成規定層數的卷繞多電芯單體；⑥:并且將⑤中所裝配的卷繞多電芯單體用鋁塑膜(8)進行包裝；⑦:加注電解質并封裝后對電池進行化成、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甲層，活性物質甲層由以下質量百分比的原料組成：活性物質甲：95.0%-99.0%，導電劑：0.5%-3.0%，粘結劑：0.5%-2.0%，其中，活性物質甲層的面密度為15-27mg/cm2，厚度為109-177μm。負極包括負極集流體和活性物質乙層，活性物質乙層由以下質量百分比的原料組成：活性物質乙：95.0%-99.0%，導電劑：0.5%-2.0%，增稠劑：0-1.0%，粘結劑：0.5-3.0%，其中，活性物質乙層的面密度7-15mg/cm2，厚度115-188μm。

應用于上述技術方案，所述的單體電池中，活性物質甲為LiNixCoyMn(1-x-y)O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物質甲的克容量≥150mAh/g，導電劑為導電碳、碳納米管、石墨烯和VGCF中的任意一種或幾種的混合物；粘結劑為PVDF。

應用于各個上述技術方案，所述的高壓單體電池中，活性物質乙可為石墨，活性物質乙的克容量≥330mAh/g；導電劑為導電碳、碳納米管、石墨烯和VGCF中的任意一種或幾種的混合物；增稠劑為羧甲基纖維素鈉；粘結劑丁苯乳膠。