[發明專利]一種輕量化貧液結構的鹽水電池

有效

• 申請號: 202010770982.8
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111916777B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 侯肖瑞;劉宇;田劍莉亞;曾詩蒙;賀詩陽
• 申請（專利權）人: 太倉中科賽諾新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M6/04
• 分類號: H01M6/04;H01M50/463;H01M50/116;H01M4/66
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 盧艷民

本發明公開了一種輕量化貧液結構的鹽水電池，包括封裝膜和密封在其內的電芯；所述電芯由浸潤過電解液的一體化電極片和隔膜按照Z字型疊加組裝而成，所述一體化電極片由集流體基體和負載在其上下表面的電極活性物質層組成；所述集流體基體采用金屬集流體基體或非金屬集流體基體，所述金屬集流體基體的厚度為0.01～2.0mm；所述非金屬集流體基體的厚度為0.5～5.0mm；所述電極活性物質層的厚度為0～3mm；所述隔膜的厚度為0.2～5mm；所述電解液中添加降低固液界面的表面張力的表面活性劑。本發明的輕量化貧液結構的鹽水電池，可以有效減輕電池的重量。

技術領域

本發明涉及一種輕量化貧液結構的鹽水電池。

背景技術

規模儲能技術是新能源推廣和能源革命的基礎，是國家能源戰略需求布局的重要組成部分，對國家能源結構優化和電網安全穩定運行具有重要作用。電化學儲能電池由于高轉化效率、組裝靈活、不受地理環境約束等優點，成為儲能技術的研究熱點，應用逐漸從示范開始商業化運營。規模儲能技術面臨“低成本、長壽命、高安全、易回收”的研發應用目標，加快技術瓶頸突破和新技術探索尤為必要?；谟袡C電解液的鋰離子電池發展已相當成熟，廣泛地應用到便攜式移動電子設備、電動汽車、以及各類高比能用途場景中。但作為規模集成儲能應用(1MWh級以上規模)，受到單體電池一致性和集成控制難度等影響，近年在全球發生一系列儲能系統和電站安全(燃燒)事故。規模儲能由于投資較大、運維周期長等特點，電池本質的安全性受到越來越多的重視，也是目前儲能電池規模推廣急需解決的難題。采用水性電解液的儲能電池一般具有較高的安全性。如鉛酸電池，其發展已經有150年的歷史，但存在環境污染、壽命短等問題。近幾年，基于水性電解液(pH呈中性)的鹽水儲能電池引起了研究者的廣泛關注，該技術的一個主要特征為電解質體系偏中性，較為環保，此外，其正負極通過離子嵌脫電化學反應或者混合反應儲存電量，存在較少的不可逆反應。根據電解質中遷移離子的種類分為鋰離子、鈉離子、鉀離子、鋅離子、鈣離子和鋁離子等或者混合離子體系，匹配相應的正負極材料組成不同體系的鹽水電池，如水系鈉離子電池、水系鋅離子電池或水系鈣離子電池等。

常規的鹽水電池的結構由正負極活性物質和隔膜組成的電池單元、密封的電池殼和充斥在殼體中的電解液組成。電解液一般為無機鹽水溶液，由于受到無機鹽溶解度和電池隔膜吸液率的限制，電解液為富液狀態，過量的電解液負載增加了電池的質量和體積使得非活性物質的質量占比較高，在同樣輸出能量的情況下，電池的質量較重。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種輕量化貧液結構的鹽水電池，可以有效減輕電池的重量，提升電池的質量比能量和體積比能量。

實現上述目的的技術方案是：一種輕量化貧液結構的鹽水電池，包括封裝膜和密封在其內的電芯；所述電芯由浸潤過電解液的一體化電極片和隔膜按照Z字型疊加組裝而成，所述一體化電極片由集流體基體和負載在其上下表面的電極活性物質層組成；

所述集流體基體采用金屬集流體基體或非金屬集流體基體，所述金屬集流體基體的厚度為0.01～2.0mm；所述非金屬集流體基體的厚度為0.5～5.0mm；

所述電極活性物質層的厚度為0～3mm；

所述隔膜的厚度為0.2～5mm。

上述的一種輕量化貧液結構的鹽水電池，其中，所述電極活性物質層通過拉漿、流延、涂布或模壓工藝負載在所述集流體基體上，并通過多次磙壓增加所述活性物質層和集流體基體的接觸。

上述的一種輕量化貧液結構的鹽水電池，其中，其特征在于，所述一體化電極片包括一體化正極電極片和一體化負極電極片，所述電極活性物質層包括正極活性物質層和負極活性物質層；

所述一體化正極電極片由集流體基體和負載在其上下表面的正極活性物質層組成；

所述一體化負極電極片由集流體基體和負載在其上下表面的負極活性物質層組成；