[發明專利]一種三極耳疊片式復合型電池

有效

• 申請號: 202010615092.X
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111916842B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 伍鵬;李素麗
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0585
• 分類號: H01M10/0585;H01G11/28;H01M10/0525;H01M16/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明實施例提出一種三極耳疊片式復合型電池，包括正極片、負極片、隔膜和電解液，正極片和負極片交替堆疊，相鄰的正極片和負極片之間以隔膜相隔；所述正極片包括第一正極片、第二正極片；所述第一正極片包括第一正極集流體和在第一正極集流體的兩側表面上設置的超級電容器正極材料；所述第二正極片包括第二正極集流體和在第二正極集流體的兩個表面上設置的鋰離子電池正極材料；所述第一正極片連接第一正極極耳，所述第二正極片連接第二正極極耳，第一正極極耳和第二正極極耳相互獨立，所述負極片連接負極極耳。該復合型電池兼具鋰離子電池和超級電容器的優點，能夠避免自放電效應。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種三極耳疊片式復合型電池。

背景技術

近年來，隨著電動汽車、電動自行車、大功率啟停設備等領域的興起和發展，對于兼具高能量密度和高功率密度電源的需求越來越大。鋰離子電池具有比能量大、工作電壓高、環境友好、無記憶效應等優點，但其功率密度往往只有超級電容器電池的幾分之一甚至十分之一不到，以及較低溫度下容量發揮率較低的問題。

與此相反，超級電容器電池，具有充放電時間短，充電1秒～10分鐘可達到其額定容量的95％以上；超低溫特性好，正常使用溫度范圍寬-40℃～+70℃；大電流放電能力強，功率密度高達300-10000W/Kg相當于鋰離子電池的數倍甚至數十倍等特點。現在，超級電容廣泛地應用在大電流、數據備份、混合動力汽車等領域。但同時其存在能量密度不高，只有鋰離子電池幾分之一甚至十分之一不到的能量密度，嚴重地限制了其在諸多對能量密度有較高要求的領域的應用。

因此，發展一種兼具鋰離子電池和超級電容器優點，同時具有功率和能量密度高、倍率特性好、循環效率高、使用壽命長、單位功率成本低等優點的復合型電池，對工業的應用和發展有著至關重要的作用。

發明內容

本發明的目的是制備兼具鋰離子電池和超級電容器優點的新型電池。

發明人經過研究發現，利用鋰離子電池用正極片與超級電容器用正極片的組合，并分別引出兩個正極極耳作為復合型電池的正極，再與負極片組合使用，以形成可提供不同鋰離子電池性質和超級電容器性質的預定組合的三極耳復合型電池。鋰離子電池用正極片和超級電容器用正極片的這種組合可以通過簡單的鋰離子電池用正極片和超級電容器用正極片數量的變換進行調整，以實現在復合型電池中產生不同質量能量密度(Wh/kg)和質量功率密度(W/kg)，這種復合型電池能更好地適應不同環境的使用，兼具了鋰離子電池的高能量密度和超級電容器的高功率密度特點，同時采用三極耳的獨特設置使復合型電池擁有比超級電容器以及現有技術中的鋰離子電池與超級電容器的復合型電池小得多的自放電效應，且本發明實施例的復合型電池能夠實現對鋰離子電池和超級電容器進行不同模式的電源管理，從而更好地發揮各自的優勢。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

本發明實施例提供一種三極耳疊片式復合型電池，包括正極片、負極片、隔膜和電解液，正極片和負極片交替堆疊，相鄰的正極片和負極片之間以隔膜相隔；所述正極片包括第一正極片、第二正極片；所述第一正極片包括第一正極集流體和在第一正極集流體的兩側表面上設置的超級電容器正極材料；所述第二正極片包括第二正極集流體和在第二正極集流體的兩個表面上設置的鋰離子電池正極材料；所述第一正極片連接第一正極極耳，所述第二正極片連接第二正極極耳，第一正極極耳和第二正極極耳相互獨立，所述負極片連接負極極耳。

根據本發明，所述正極片還包括第三正極片，所述第三正極片包括第三正極集流體，在第三正極集流體的第一表面設置的鋰離子電池正極材料，以及在第三正極集流體的與第一表面相對的第二表面設置的超級電容器正極材料，所述第三正極片連接第一正極極耳或第二正極極耳。

根據本發明，所述正極片還包括第四正極片，所述第四正極片包括第四正極集流體和在第四正極集流體的一側表面上設置的超級電容器正極材料，所述第四正極片設置在所述復合型電池的最外層，所述第四正極片連接第一正極極耳。