[發明專利]一種高能量密度鋰一次電池負極板及其制備方法

有效

• 申請號: 202110587007.8
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113328211B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 張紅梅;肖鵬;林甘紅;姚德明;王京亮;楊中發;王慶杰;吳曉琪;石斌;文璞山
• 申請（專利權）人: 貴州梅嶺電源有限公司;重慶大學
• 主分類號: H01M50/533
• 分類號: H01M50/533;H01M50/528;H01M50/536;H01M4/06;H01M4/04;H01M4/12;H01M4/38;H01M6/14
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 左康艷

本方案公開了鋰一次電池技術領域的一種高能量密度鋰一次電池負極板，所述負極板為極耳?鋰帶?極耳依次疊加后于一定壓力下壓制而成，在兩層所述極耳的表面存在凹凸壓痕。本方案中極耳作為集流體，極耳表面的凹凸壓痕是采用具有凹凸紋路的壓條壓制而形成的，而本方案采用具有凹凸紋路的壓條壓制負極板的目的是，可采用薄型材質的極耳，根據減小受力面積會使得壓力增大的原理，壓條凸出位置的極耳與鋰帶接觸更加緊密，這樣避免了在制作負極板過程中，極耳和鋰帶整體承受的壓力過大而導致鋰帶延展變形、或壓力不足極耳和鋰帶又存在接觸不良的問題。

技術領域

本發明屬于鋰一次電池技術領域，特別涉及一種高能量密度鋰一次電池負極板及其制備方法。

背景技術

現有的鋰一次電池負極板采用金屬鋰或其合金為活性物質制備的，放電過程中，金屬鋰在作為集流體的同時又作為負極被氧化成鋰離子與正極反應從而被消耗。因此，在放電后期，鋰帶因消耗而變薄易產生斷裂造成集流中斷致使正極容量不能完全發揮，且通常先發生在負極極耳與鋰帶壓接邊緣處，同時造成放電后期放電電壓出現明顯的波動，為了解決該問題，目前也有一些通過增加負極極耳或鋰帶厚度來防止斷裂的技術，但是這些技術又帶來了新的問題。

如公開號為CN105655534的一種卷繞式鋰一次電池負極結構，包括極耳和鋰帶；還包括鋰條；所述鋰條的寬度為極耳寬度的N倍；4＜N＜5；所述鋰條、極耳、鋰帶依次疊加后卷繞而成鋰一次電池負極結構；其中，鋰帶位于外側；所述鋰條和極耳的厚度相同。電池放電時，極耳處雙面均有鋰帶，金屬鋰厚度增加一倍，因此當其他位置鋰帶消耗變薄幾近斷裂時極耳處的鋰帶仍有100％的冗余，因此仍具有一定的厚度，可有效起到集流作用從而防止極耳與鋰帶壓接邊緣處斷裂；采用極耳處鋰帶增厚的辦法，未對放電過程產生任何影響，放電反應更加均勻，防止了局部反應過度而造成的鋰帶斷裂。該專利只是公開了一種卷繞式鋰一次電池負極結構，并沒有明確負極板的制備方法。而且該種結構很顯然地造成了負極板的厚度明顯增厚，導致電池負極邊的厚度明顯大于正極邊，尤其是對于大容量多電芯的電池來說，對電池的外形影響非常大。

再如公開號為CN109546068A一種鋰電池負極和鋰電池負極集流方法。所述鋰電池負極包括極耳、金屬負極；所述鋰電池負極集流的步驟包括：將所述極耳放置于所述金屬負極的一側，其中所述極耳被所述金屬負極包裹，使用壓力機在一定壓力下將所述極耳被所述金屬負極包裹的部分壓平，以得到所述負極，所述極耳厚度為0.05mm～0.15mm。該專利極耳厚度較厚，其中的金屬負極采用的材料是金屬鋰或含鋰合金(統稱鋰帶)，同時極耳處鋰帶的厚度增加了一倍，同樣存在正、負極厚度差異大的問題，對電池的外形影響非常大。此外，該專利單純采用壓機在一定的壓力下進行壓制，為了使極耳和鋰帶緊密接觸，所以壓力要足夠大，即方案中的2MPa～15MPa，而在該壓力下采用該專利方法易造成鋰帶延展變形，壓力不足又會使得極耳與鋰帶接觸不良，造成放電過程中電壓出現波動，尤其是放電后期電壓波動明顯。

發明內容

本發明意在提供一種在不增加負極極耳處厚度的情況下，還能夠防止鋰帶消耗變薄而斷裂的高能量密度鋰一次電池負極板。

本方案中的一種高能量密度鋰一次電池負極板，所述負極板為極耳-鋰帶-極耳依次疊加后于一定壓力下壓制而成，在兩層所述極耳的表面存在凹凸壓痕。

本方案的工作原理是：本方案中極耳作為集流體，極耳表面的凹凸壓痕是采用具有凹凸紋路的壓條壓制而形成的，而本方案采用具有凹凸紋路的壓條壓制負極板的目的是：在這樣的情況下，可采用薄型材質的極耳，根據減小受力面積會使得壓力增大的原理，壓條凸出位置的極耳與鋰帶接觸更加緊密，這樣避免了在制作負極板過程中，極耳和鋰帶整體承受的壓力過大而導致鋰帶延展變形、或壓力不足極耳和鋰帶又存在接觸不良的問題。

本方案的有益技術效果有：