[發明專利]一種避免鋅枝晶短路的結構、制備和含有該結構的電池

有效

• 申請號: 202010190817.5
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111463502B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉孝偉;陳經寧;馬永泉;徐偉良;柯娃
• 申請（專利權）人: 山東合泰新能源有限公司
• 主分類號: H01M10/28
• 分類號: H01M10/28;H01M50/417;H01M10/30
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 李迎春

1.一種避免鋅枝晶短路的電池結構，其特征在于：包括由至少一個單元極群組；每個單元極群組均包括鋅負極片、正極片、隔離膜，吸液隔膜；所述的隔離膜包括第一隔離膜和第二隔離膜，所述的吸液隔膜包括第一吸液隔膜和第二吸液隔膜；所述的第一吸液隔膜、鋅負極片、第一隔離膜、第二吸液隔膜、正極片和第二隔離膜順次疊合構成單元極群組；所述的鋅負極片上設置有若干通孔，所述的第一隔離膜上也設置有若干通孔，且疊合后所述的鋅負極片上設置的若干通孔與第一隔離膜上設置的若干通孔的圓心重疊，且鋅負極片上設置的若干通孔的孔徑大于第一隔離膜上設置的若干通孔的孔徑。

2.根據權利要求1所述的避免鋅枝晶短路的電池結構，其特征在于：所述鋅負極片上設置的若干通孔的孔徑為2-50mm，分布于鋅極片的整個面，形成一種帶大孔的鋅極片。

3.根據權利要求1所述的避免鋅枝晶短路的電池結構，其特征在于：所述的第一隔離膜和第二隔離膜為PP塑料、PE塑料、PTFE塑料中的一種。

4.根據權利要求3所述的避免鋅枝晶短路的電池結構，其特征在于：所述的第一隔離膜和第二隔離膜的膜材料能通過OH^-離子而不能通過Zn^2＋離子的微孔材料，或者為致密薄膜材料。

5.根據權利要求1所述的避免鋅枝晶短路的電池結構，其特征在于：所述第一隔離膜上設置的若干通孔的孔直徑為0.2-45mm，且隔離膜上的通孔的直徑應小于鋅負極孔直徑。

6.根據權利要求1所述的避免鋅枝晶短路的電池結構，其特征在于：所述的單元極群組至少為兩個，所有單元極群組進行疊加。

7.一種含有權利要求1-6任一權利要求所述的避免鋅枝晶短路的電池結構的電池。

8.一種避免鋅枝晶短路的電池結構的制備方法，其特征在于：具體包括：

（1）帶孔鋅負極片制備：首先將按照常規工藝制作的鋅電極進行沖孔，在鋅電極厚度方向形成若干通孔，通孔的孔徑為2-50mm，形成一種帶大孔的鋅極片；或者預先在用于制作鋅極片的基材上沖直徑為2-50mm的通孔，然后在極片拉漿或者涂布鋅活性物質時制作成為帶孔的鋅負極片，需要將鋅負極片孔邊緣殘余的鋅料清除干凈；

（2）帶孔負極片隔離膜制備：根據步驟(1)帶孔的鋅負極片，設計對應的第一隔離膜，在第一隔離膜上沿其厚度方向制作通孔，通孔直徑為0.2-45mm，且該通孔的直徑小于鋅負極通孔直徑；

（3）不帶孔正極片隔離膜：根據鋅負極片尺寸設計第二隔離膜，第二隔離膜不帶孔；

（4）正極片、吸液隔膜制備：根據鋅負極片尺寸設計正極片、吸液隔膜，且吸液隔膜包括第一吸液隔膜和第二吸液隔膜；

（5）單元極群組組裝：按照第一吸液隔膜、鋅負極片、第一隔離膜、第二吸液隔膜、正極片和第二隔離膜的順序順次疊合構成單元極群組；疊合后所述的鋅負極片上設置的若干通孔與第一隔離膜上設置的若干通孔的圓心重疊。

9.根據權利要求8所述的避免鋅枝晶短路的電池結構的制備方法，其特征在于：所述的第一隔離膜和第二隔離膜為PP塑料、PE塑料、PTFE塑料中的一種。

10.根據權利要求8所述的避免鋅枝晶短路的電池結構的制備方法，其特征在于：所述的單元極群組至少為兩個，且按照單元極群組為單元進行疊合。