[實用新型]一種長壽命電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202021014608.7
• 申請日: 2020-06-05
• 公開（公告）號: CN212323114U
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 婁豫皖;許祎凡;孟祎凡;李紫璇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海比耐信息科技有限公司
• 主分類號: H01M50/204
• 分類號: H01M50/204;H01M4/66;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京展翅星辰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11693
• 代理人: 王文生

本申請涉及一種長壽命電池,屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。該電池包括鋁鋰合金管、金屬外殼、卷芯、底板、蓋板、正極匯流片、負(fù)極匯流片和固定支架。將鋁鋰合金通過壓延方式制造成所需厚度鋁鋰合金箔。將鋁鋰合金通過壓延方式制造成所需厚度鋁鋰合金片，然后裁切成所需尺寸作為正極匯流片。將正極漿料涂覆于鋁鋰合金箔，經(jīng)碾壓分條形成正極片。將鋁鋰合金通過擠壓、拉伸或鑄造成所需尺寸的鋁鋰合金管；將多個鋁鋰合金管通過焊接、粘接或一體成型等方式連接并形成一個鋁管組；鋁鋰合金管除了可提供鋰源外，還可抑制卷芯膨脹。本申請有助于提高電池的比能量,提高電池的首效及延長電池壽命,使用時不需對生產(chǎn)設(shè)備或環(huán)境做任何更改，生產(chǎn)成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種長壽命電池,屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

新能源汽車的推廣應(yīng)用對鋰離子電池的比能量和使用壽命提出了越來越高的要求。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，當(dāng)前普遍采用高比容量的正、負(fù)極材料來實現(xiàn)電池的高比能量，如NCM811或NCA正極材料，和硅基、錫基或金屬鋰負(fù)極材料。然而，在電池的首次充電過程中，負(fù)極形成的SEI膜會消耗部分從正極遷移過來的鋰離子，造成正極材料中鋰離子的損失，降低了電池首次效率(簡稱首效)，電池容量也隨之降低；特別是當(dāng)負(fù)極活性物質(zhì)為硅基材料時，因其在充電過程中體積膨脹大，不斷破壞SEI膜而消耗了電池中的活性鋰離子，首效問題尤為嚴(yán)重，電池容量衰降快，循環(huán)壽命短。

為了提高鋰離子電池的首效和循環(huán)壽命，除了對電池材料和電化學(xué)體系的選擇匹配外，當(dāng)前主要通過補鋰技術(shù)來提高電池的首效和循環(huán)壽命。目前最為常見的補鋰技術(shù)有正極補鋰和負(fù)極補鋰，也有少量采用隔膜補鋰和電解液補鋰等。其中正極補鋰主要是將惰性富鋰材料添加在正極活性材料中或噴撒在正極集流體或正極片表面，如在CN107706351A專利中，將富鋰材料和正極活性材料一起混漿后涂覆于集流體上，提高電池容量和循環(huán)壽命；在CN105702913A專利中，在正極集流體和活性材料間先涂覆一層LixA化合物補鋰層；在CN106384808A專利中，在正極集流體和活性材料間涂覆一層有機(jī)或無機(jī)鋰化合物補鋰層；在CN108682894A專利中，采用富鋰金屬氧化物(如Li₅FeO₄)與正極活性材料一起和漿后涂覆于正極集流體，得到補鋰正極片；在CN102916164B專利中，采用有機(jī)鋰鹽溶液噴灑在正極片表面，得補鋰正極片。正極補鋰無需改變電池制作工藝設(shè)備和設(shè)施，但受補鋰材料本身特性的影響，如部分材料在NMP或空氣中不夠穩(wěn)定(如Li₂S、Li₅FePO₄)、導(dǎo)電性差(如Li₃N、Li₅FePO₄)或有非活性的殘留(如LiF/Co),補鋰材料普遍存在循環(huán)不穩(wěn)定及倍率性能差的缺點，還需對補鋰材料進(jìn)行特別處理，如在CN109786746A專利中，采用碳包覆Li₂NiO₂來制備正極補鋰材料。負(fù)極補鋰技術(shù)主要采用鋰粉和鋰箔等材料添加在負(fù)極片中，如在CN102779975B、CN102779978B和CN103208612A專利中，公布了通過補鋰裝置，使鋰粉在電場的作用下吸附于負(fù)極片表面，實現(xiàn)對負(fù)極活性材料的直接補鋰。但金屬鋰粉很輕，容易漂浮在空氣中，且與空氣中的H₂O、氧氣和CO₂都會發(fā)生反應(yīng)，很容易被氧化甚至燃燒，因此該方法對生產(chǎn)條件要求非常嚴(yán)格，且不容易控制補鋰量和補鋰的均勻性，這就需要對生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備進(jìn)行改造，采用特制的補鋰設(shè)備，生產(chǎn)工藝條件嚴(yán)苛。為了降低金屬鋰粉的活性，在CN107225251A和CN107159898A專利中采用專用裝置，通過對液態(tài)鋰霧化后，用鈍化氣流將金屬鋰微球表面鈍化，制備得到惰性鋰粉，方便作為補鋰材料用于鋰離子電池的正、負(fù)極，以降低補鋰設(shè)備和環(huán)境的要求。

其他補鋰技術(shù)還有電解液補鋰、隔膜補鋰和電化學(xué)補鋰等技術(shù)，如CN106684291A專利在隔膜上涂覆補鋰層；CN108649231A專利在鋁箔表面涂覆補鋰層。以上專利的補鋰材料來源及也跟正負(fù)極補鋰一樣困難，制備的補鋰材料在空氣中仍不夠穩(wěn)定，或容易進(jìn)一步氧化，難于儲存。

實用新型內(nèi)容