[發明專利]一種電堆式鋰離子電池及鋰離子電池包

在審

• 申請號: 202010172882.5
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111477972A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 毛煥宇;徐曉磊
• 申請（專利權）人: 蘇州宇量電池有限公司
• 主分類號: H01M10/0585
• 分類號: H01M10/0585;H01M10/0525;H01M2/20
• 代理公司: 蘇州瑞光知識產權代理事務所(普通合伙) 32359
• 代理人: 羅磊

本發明提供了一種電堆式鋰離子電池，其由正極集電體、負極集電體、電解質層、正極活性物質層和負極活性物質層所組成，電解質層設置于正極集電體和負極集電體之間，正極活性物質層設置于正極集電體和電解質層之間，負極活性物質層設置于負極集電體和電解質層之間，密封膠設置于正極集電體和負極集電體之間。本發明還提供了一種基于該電堆式鋰離子電池的鋰離子電池包。本發明所提供的鋰離子電池是下一代鋰電池的發展方向，將大大提高電池的能量密度和降低成本。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體而言，涉及一種電堆式鋰離子電池及鋰離子電池包。

背景技術

傳統的鋰離子電池都是先制作成某個固定尺寸的單體和單體的殼體。在殼體內，正極負極之間用多孔隔膜隔開。為了達到設計的電池容量(Ah)，正、負極和隔膜通過卷繞、或多層疊片來達到。在注入液體電解液以后將這個殼體永久密封。殼體可以是圓柱形，也可以是方形。殼體材料可以是鋼殼、鋁殼或軟包裝。圖1至1A所示是傳統鋰離子電池的卷繞結構，其主要由正極集電體11、正極活性物質三元材料或磷酸鐵鋰21、隔膜和電解液31、負極活性物質石墨41以及負極集電體51所構成。

傳統的鋰離子動力電池生產是分為單體電芯生產和pack生產兩部分，即先生產出硬殼或軟包裝的單體電池，其電壓是磷酸鐵鋰3.2V或三元材料3.6V，而動力電池需要數百伏才能驅動電機工作，典型的需要如320V，360V或更高。因此必須要將這些單體電池進行串并聯，組成模組，再將模組組合成合適電壓(V)和容量(Ah)的電池包(PACK)；即在組成電池包時，要把這些單體一個個組合起來，進行并聯以提高電池容量(Ah)，進行串聯以提高電壓(V)。因此，會有很多的連接銅牌或連接線，這些銅牌或連接線一般都有電阻而產生一定的發熱，并且大部分的電池包都只能夠集中裝置在汽車的底部。

發明內容

鑒于此，本發明提供了一種電堆式鋰離子電池及鋰離子電池包，其在單體堆疊完成后即可以達到電池包的電壓值，從正、負極片與固態或半固態電解質組裝開始，實現電芯生產與電池包生產的統一。任意形成需要的電壓和容量的電堆，可以直接放入箱體，從而實現從電極片開始直接組裝成電池包的新流程，大大簡化生產流程，降低生產成本；且電池結構更為緊湊，體積能量密度大幅提升；由于省去了連接和電池殼體，重量能量密度也可以提升；且串聯電池之間沒有連接線，靠集電體自行聯通，節省了所有的連接和線束，成本得到下降。

為此，一方面，本發明提供了一種電堆式鋰離子電池，其包括：

正極集電體；

負極集電體；

電解質層，其設置于正極集電體和負極集電體之間；

正極活性物質層，其設置于正極集電體和電解質層之間；

負極活性物質層，其設置于負極集電體和電解質層之間。

進一步地，上述電解質層為固態電解質或者半固態電解質，或者是具有離子導電功能的電解液/隔膜體系。

進一步地，上述固態電解質為有機聚合物類PEO類固態電解質、以硫為基本材料的固態電解質、無機氧化物或者硫化物固態電解質材料。

進一步地，上述半固態電解質為凝膠半固態電解質。

進一步地，上述正極活性物質層為三元正極材料、磷酸鐵鋰正極材料、錳酸鋰類正極材料，或者以上幾種正極材料的混合材料；正極活性物質層還包括導電添加劑、離子導電成分、粘結劑等。

進一步地，上述負極活性物質層為石墨負極材料、金屬鋰、硬碳負極材料、鈦酸鋰負極材料，或者以上幾種負極材料的混合材料；負極活性物質層還包括導電添加劑、離子導電成分、粘結劑等。

進一步地，還包括單體密封膠，其至少從電解質層、正極活性物質層和負極活性物質層的邊沿密封住電解質層、正極活性物質層和負極活性物質層。