CN106848378A - 一种高能量密度软包叠片电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高能量密度软包叠片电池，其特征在于：涂布时正极面密度采用364g/m2以上的高面密度；在单位容量不变的前提下，能够有效减少铝箔、铜箔、隔膜使用的使用量。涂布采取高面密度的同时利用高压实密度，控制电芯整体的厚度，正负极集流体采用更薄的箔材、隔离膜采用更薄的湿法膜。正极、负极通过提高极片压实，采用更薄的隔膜材料，从而在厚度上提供更大空间，使得增加极片层数提高容量成为可能。
Description
技术领域
本发明属于电池领域，特别涉及一种高能量密度软包叠片电池。
背景技术
新能源电池是未来科技发展的方向，“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
目前，新能源汽车的电池大多数采用磷酸铁锂材料，但是在示范推广中已经显现出能量密度瓶颈，这极大地阻碍了续航里程的提高，在此种情况下，开发一款能量密度高的电池具有现实意思。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，研制出一种高能量密度软包叠片电池。
一种高能量密度软包叠片电池，其特征在于：涂布时正极面密度采用364g/m2以上的高面密度；在单位容量不变的前提下，能够有效减少铝箔、铜箔、隔膜使用的使用量。
作为优选，涂布时正极面密度采用378g/m2以上的高面密度；
作为优选，正极极片辊压时，采用2.30g/cm3以上的压实密度，在涂布高面密度的情况下，降低正极片的厚度，在一定的电池厚度下，可以增加极片层数；
作为优选，正极极片辊压时，采用2.36g/cm3以上的压实密度；
作为优选，电芯采用多片正极片极耳多片负极叠片而成，其包括由正极片、负极片构成的本体，以及与正极片相连的正极耳、与负极片相连的负极耳；
作为优选，正极片与负极片之间设有将两者相隔的隔膜，电芯中的正极片与负极片均不少于2pcs并呈两种极性交错状态设置；
作为优选，由于多张极片组成，每张极片都带有极耳，利用超声波点焊机，将每张片的极耳连接起来；能够降低电池的内阻，提高放电效率。
作为优选，负极主材料采用克容量更高的材料；
作为优选，负极主材料采用克容量更高的人造石墨中间相炭微球材料；
作为优选，正极集流体采用更薄的箔材；
作为优选，铜箔的厚度小于等于10u；
作为优选，涂层铝箔的厚度小于等于20u；
作为优选，采用面密度更小的隔膜、铝塑膜；
作为优选，隔膜为17湿法隔膜；
作为优选，铝塑膜为：深坑：5.6mm浅坑2.2mm；
作为优选，正极材料选择导电性更好的磷酸铁锂；
本发明的工作原理为：锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳.充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中.放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合.
叠片结构的软包电池可以降低高压实工艺对制程的影响；
叠片结构软包电池在外包装上可以减轻重量；
叠片结构电池相对卷绕结构电池可以保证电子和离子导电性，减小极化，增加放电平台电压，从而提高在特定倍率下放电的能量密度；
本发明相比于现有技术，涂布采取高面密度的同时利用高压实密度，控制电芯整体的厚度，正负极集流体采用更薄的箔材、隔离膜采用更薄的湿法膜。正极、负极通过提高极片压实，采用更薄的隔膜材料，从而在厚度上提供更大空间，使得增加极片层数提高容量成为可能。在对正极材料选用时，通过选用导电性更好的磷酸铁锂，从而减少了导电剂的用量，增加了活性物质的用量，保证电池的能量密度。铝塑膜材料相比铝壳、钢壳材料的电池外包装，极大减轻了电池重量，从而提高其能量密度。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：
设计方案
该电池采用叠片结构(1)，包括正极(2)和负极(3)，电芯整体厚度在9.9-10mm之间，0.5C@25℃放电容量达到38.5Ah，电芯整体重量715g左右，能量密度172Wh/kg。
我司磷酸铁锂38Ah/100160222型电池能量密度达到172wh/kg，达到行业领先水平，电池结构为叠片工艺，单头出极耳，采用磷酸铁锂+人造石墨中间相炭微球的体系路线，采用铝塑膜的外包装。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种高能量密度软包叠片电池，其特征在于：包括负极、正极、铝箔、铜箔、隔膜、电解液、铝塑膜和极耳，涂布时正极面密度采用364g/m2以上的高面密度。
2.一种如权利要求1所述的高能量密度软包叠片电池，其特征在于：涂布时正极面密度采用378g/m2以上的高面密度。
3.一种如权利要求1或2所述的高能量密度软包叠片电池，其特征在于：正极极片辊压时，采用2.30g/cm3以上的压实密度。
4.一种如权利要求3所述的高能量密度软包叠片电池，其特征在于：正极极片辊压时，采用2.36g/cm3以上的压实密度。
5.一种如权利要求1所述的高能量密度软包叠片电池，其特征在于：电芯采用多片正极片，极耳，多片负极片叠片而成，其包括由正极片、负极片构成的本体，以及与正极片相连的正极耳、与负极片相连的负极耳。
6.一种如权利要求1或2所述的高能量密度软包叠片电池，其特征在于：正极片与负极片之间设有将两者相隔的隔膜，电芯中的正极片与负极片均不少于2pcs并呈两种极性交错状态设置。
7.一种如权利要求1或2所述的高能量密度软包叠片电池，其特征在于：由于多张极片组成，每张极片都带有极耳，利用超声波点焊机，将每张片的极耳连接起来；能够降低电池的内阻，提高放电效率。
8.一种如权利要求1或2所述的高能量密度软包叠片电池，其特征在于：负极主材料采用克容量更高的材料；正极集流体采用更薄的箔材；采用面密度更小的隔膜、铝塑膜；正极材料选择导电性更好的磷酸铁锂。
9.一种如权利要求1或2所述的高能量密度软包叠片电池，其特征在于：负极主材料采用克容量更高的人造石墨中间相炭微球材料；铜箔的厚度小于等于10u；涂层铝箔的厚度小于等于20u；隔膜为17湿法隔膜；铝塑膜为：深坑：5.6mm浅坑2.2mm。
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