聚合物锂离子电池及装置转让专利
申请号 : CN202010494006.4
文献号 : CN111600037B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 刘城 , 靳玲玲
申请人 : 珠海冠宇动力电池有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种聚合物锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括间隔设置为叠层结构的多个正极极片和多个负极极片,其中,当形成所述叠层结构时,至少有部分相邻的正极极片上设置有一个以上的第一通孔,各正极极片上对应区域的第一通孔的中轴线重合;
所述设置有一个以上第一通孔的相邻正极极片上,对应区域的第一通孔之间满足:沿厚度方向自中部朝两侧延伸,靠近中部的正极极片上的第一通孔沿中轴线方向的投影能覆盖其外侧相邻正极极片上的第一通孔;
该叠层结构最外侧为未设置通孔的负极极片。
2.根据权利要求1所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,所述叠层结构中,所有所述负极极片上不设置通孔,或,位于设置有一个以上第一通孔的正极极片之间的负极极片上对应区域设置有第二通孔,且满足:
该第二通孔与所对应的第一通孔具有相重合的中轴线;
所述第二通孔的面积不大于与之相邻且对应区域的第一通孔的面积;
沿中轴线方向,每个第一通孔向相邻负极极片上的投影均能覆盖相邻的第二通孔。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,位于中间位置的所述正极极片上的第一通孔的面积向两侧的所述第一通孔的面积逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,所述正极极片对应区域的第一通孔在垂直于叠层结构厚度方向的正投影轮廓呈基本封闭的弧形或阶梯状。
5.根据权利要求2所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,所述第二通孔的面积为与之相邻的所述第一通孔面积的1‑99%。
6.根据权利要求5所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,所述第二通孔的面积为与之相邻的所述第一通孔面积的85‑99%。
7.根据权利要求1、2、4、5、6任一项所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,当每个设置有第一通孔的正极极片上的第一通孔为一个时,该第一通孔位于所述正极极片中间位置;
当每个设置有第一通孔的正极极片上的第一通孔为二个以上时,所述第一通孔阵列分布或随机分布在所述正极极片上,且相邻的所述第一通孔的间距不小于10mm。
8.根据权利要求3所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,当每个设置有第一通孔的正极极片上的第一通孔为一个时,该第一通孔位于所述正极极片中间位置;当每个设置有第一通孔的正极极片上的第一通孔为二个以上时,所述第一通孔阵列分布或随机分布在所述正极极片上,且相邻的所述第一通孔的间距不小于10mm。
9.根据权利要求7所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,每个所述正极极片上的第一通孔的孔面积之和为每个所述正极极片的面积的0.01‑10%。
10.根据权利要求2、5、6任一项所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,每个所述第一通孔和每个所述第二通孔的形状独立地选自圆形、椭圆形、规则多边形和不规则多边形中的一种。
11.根据权利要求1所述的聚合物锂离子电池,其特征在于,对应区域上设置有第一通孔的相邻的所述正极极片为多组,多组所述正极极片的第一通孔的中轴线重合或不重合。
12.一种装置,所述装置包括权利要求1‑11任一项所述的聚合物锂离子电池,所述锂离子电池为所述装置的驱动电源。
说明书 :
聚合物锂离子电池及装置
技术领域
背景技术
的需求也不断提高,不仅对能量密度、安全性能提出了更高的要求,对锂离子电池的循环寿
命也提出了更高地需求。
聚合物软包装外部约束力较低,在使用过程中,电极会不断膨胀变形,从而造成单位面积电
解液不足,同时大尺寸的聚合物软包锂离子电池在不断循环过程中也会导致电解液的消
耗,尤其是电池中部的极片产热多且散热慢,电解液消耗更快,严重影响了聚合物软包锂离
子电池的长期循环性能。
导致的循环失效,从而实现长循环高能量密度的聚合物锂离子电池。但是,由于锂离子电池
在制备完成后进行封装前,需要经过抽真空操作,在对锂离子电池抽真空时,很容易将通孔
中的电解液抽出,从而又减少了游离电解液的含量,由于聚合物软包装铝塑膜刚性差,通孔
区域会因为抽真空导致的内外压强差产生凹陷,从而影响了锂离子电池的外观。
合物软包上产生凹陷的问题。
发明内容
技术中由于通孔造成的电池外部凹陷的问题。
影能覆盖其外侧相邻正极极片上的第一通孔;
构中,避免将游离电解液抽出,起到了锁液的效果,在保证长循环寿命且高能量密度前提
下,也解决了现有技术中由于通孔造成的电池外部凹陷的问题。
问题。
相重合的中轴线;所述第二通孔的面积不大于与之相邻且对应区域的第一通孔的面积;沿
中轴线方向,每个第一通孔向相邻负极极片上的投影均能覆盖相邻的第二通孔。从而可以
保证在充/放电过程中,从正极脱出的锂离子,都能够嵌入到负极极片的空位中,在减轻锂
离子电池重量的同时,还避免了析锂问题。另外,还可以使对应的第一通孔和第二通孔形成
一个空腔,容纳更多游离电解液,进一步延长了循环寿命。
垂直于叠层结构厚度方向的正投影轮廓呈基本封闭的弧形或阶梯状。中间位置两侧的所述
第一通孔的面积不大于靠近中间位置的所述第一通孔的面积,可以是位于设置有第一通孔
的最内层(在本发明中,“内”、“外”所指示的方位或者位置关系为基于附图的方位和位置关
系)的正极极片上的第一通孔面积和与其相邻的几个第一通孔的面积一样,然后再设置面
积逐渐减小的通孔;也可以是由内而外呈阶梯形递减。通过两侧第一通孔的面积比中间第
一通孔的面积小的结构设计,最终形成一个闭合的锁液空腔结构,既可以减轻电芯的重量,
避免损失过多正极极片的能量密度,又可以避免由于设置通孔而导致的电池凹陷的问题。
避免了析锂问题,又减轻了电池的重量,同时,由于负极设置了足够的通孔容纳了更多的电
解液,可以在正极少设置一些通孔,可以降低由于正极设置过多通孔而导致的正极极片能
量密度的损失。
正极极片中间位置;当每个设置有第一通孔的正极极片上的第一通孔为二个以上时,所述
第一通孔阵列分布或随机分布在所述正极极片上。
极片上时,相邻的所述第一通孔的间距不小于10mm。
分别为圆形、正方形、长方形、三角形等。
积之和做了限定。当每个所述正极极片上的第一通孔的孔面积之和为每个所述正极极片的
面积的0.01‑10%,例如1‑5%时,可以在保证拥有足够的游离电解液含量的前提下,降低由
于正极开孔面积过大对正极极片的能量密度的影响。
有第一通孔,三组正极极片的第一通孔的中轴线可以完全重合,也可以有两组正极极片的
第一通孔的中轴线重合,另外一组正极极片的第一通孔的中轴线不与之重合,或者三组均
不重合。
抽真空时,将电解液保留在通孔结构中,避免将游离电解液抽出,起到了锁液的效果,在保
证长循环寿命且高能量密度前提下,也解决了现有技术中由于通孔造成的电池外部凹陷的
问题。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
性物质浆料,浆料中固体含量为75wt%。将该浆料均匀地涂在铝箔两面,经过干燥、辊压机
压实,得到没有通孔的正极极片。
活性物质的混合物。使用水做溶剂,制成负极活性物质浆料,浆料中固含量为42wt%。将该
浆料均匀地涂敷在铜箔两面,经过干燥、辊压机压实,得到没有通孔的负极极片。
镍极耳,再将裸电芯置于85℃高温真空烘烤24h,再用铝塑膜封装。其中,电解液采用含有
1mol/L的六氟磷酸锂电解液,溶剂为按照碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和1,2‑丙二醇碳酸酯的
体积比为1:1:1混合,注入初步封装后的电芯中,称重得到m1,再对电池进行化成、老化二封
并称重得到m2,得到长宽厚为300mm×100mm×11mm的方形软包电池。
则外侧的正极极片上不再设置通孔。
同理,由中心到两侧的正极极片上的通孔半径按照2mm依次衰减,最外侧的极片上不再设置
通孔。
通孔半径按照2mm依次衰减,同时,中心到两侧的负极极片上的通孔半径按照2mm依次衰减,
最外侧的极片上不再设置通孔。
片上设置有孔径为12mm的圆形第一通孔41”1,与之相邻的负极极片上设置有边长为8mm的
圆角矩形第二通孔42’1(如图9所示)。
二通孔。孔的参数设置与实施例2均相同。
一组正极极片间的负极极片上均不设置第二通孔;还有一组正极极片间的负极极片上或设
置第二通孔或不设置通孔。
为半径为8mm的圆形,设置此第二通孔的负极极片有10个,最外侧的极片上不再设置通孔。
证在对聚合物软包锂离子电池进行封装抽真空时,将电解液保留在通孔结构中,避免将游
离电解液抽出,起到了锁液的效果,在保证长循环寿命且高能量密度前提下,也解决了现有
技术中由于通孔造成的电池外部凹陷的问题。
具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的
描述中,“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
实施例进行变化、修改、替换和变型。