CN107768711A - 一种多极耳卷绕型聚合物电池及其卷绕方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多极耳卷绕型聚合物电池,属于聚合物电池领域,多极耳卷绕型聚合物电池,包括正极片、负极片、正极耳、负极耳、凝胶聚合物电解液、隔膜、外壳;隔膜为PP、PE单层薄膜或者PP‑PE‑PP三层薄膜;薄膜表面涂覆有陶瓷涂层;陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;凝胶聚合物电解液包括聚合物、溶剂、增塑剂、锂盐;聚合物由丙烯酸酯类、羟基类多官能团和酰胺类中的两类以上单体共聚成多元共聚物。本发明公开的多极耳卷绕型聚合物电池使用多极耳模切结构,聚合物采用多元共聚物,相较于普通锂离子电池容量保持率至少提高了11%,厚度变化至少减少0.15mm,电解液的电导率至少提高了0.53S·cm‑1。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物锂电池领域,更具体的,涉及一种多极耳卷绕型聚合物电池及其卷绕方法。
背景技术
聚合物锂离子电池是在液态锂离子电池基础上发展起来的新一代高比能量二次电池体系,相较于普通液态锂离子电池,外形设计会更灵活、方便,可用于发展超薄或者超大面积的异性电池。
目前,市面上仍然是以普通锂离子电池为主,而对于多极耳卷绕型聚合物电池的研究很少,并且生产的聚合物电池循环性能不好,导电导热性能差,亟需开发出循环性能更优、导电导热性能更好的,可操作性强的多极耳卷绕型聚合物电池。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题在于提出一种多极耳卷绕型聚合物电池,其能够满足良好的可操作性、循环性能以及导电导热性能。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提出的一种多极耳卷绕型聚合物电池,包括正极片、负极片、正极耳、负极耳、凝胶聚合物电解液、隔膜、外壳;
所述隔膜为PP、PE单层薄膜或者PP-PE-PP三层薄膜;所述薄膜表面涂覆有陶瓷涂层;所述陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;
所述凝胶聚合物电解液包括聚合物、溶剂、增塑剂、锂盐;
所述聚合物由丙烯酸酯类、多官能团羟基类和酰胺类中的至少两类单体共聚成多元共聚物。
在本发明较佳的技术方案中,所述丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或两种;所述羟基类多官能团单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种;所述酰胺类单体选择丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种。
在本发明较佳的技术方案中,所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或几种;所述增塑剂的质量不超过所述凝胶聚合物电解液总质量的15%。
在本发明较佳的技术方案中,所述凝胶聚合物电解液占所述聚合物电池重量的50~70%;所述聚合物的质量占所述凝胶聚合物电解液总质量的10~30%。
在本发明较佳的技术方案中,所述锂盐为LiMMA、LiCF3SO3、LiC(CF3SO2)3、LiB(C2O4)2、LiF(C2O4)2、LiN(CF3SO2)2中的两种或三种;
所述锂盐的质量占所述凝胶聚合物电解液总质量的10~20%。
在本发明较佳的技术方案中,所述溶剂为碳酸酯混合溶剂;所述溶剂的质量占所述凝胶聚合物电解液总质量的40~60%。
在本发明较佳的技术方案中,所述正极极耳为硬质铝材料;所述负极耳为铜镍复合材料。
在本发明较佳的技术方案中,所述外壳采用涂炭铝箔制成。
在本发明较佳的技术方案中,所述凝胶聚合物电解液包括离子液体;所述离子液体包括1-甲基-3-乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑-二(三氟甲基磺)亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑-二(三氟甲基磺)亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、N-甲,丙基哌啶-二(三氟甲基磺酰)亚胺盐、N-甲,丁基哌啶-二(三氟甲基磺酰)亚胺盐中的一种或多种;所述离子液体的添加量不超过电解液总质量的10%。
在本发明较佳的技术方案中,多极耳卷绕型聚合物电池的卷绕方法,按如下步骤实施:
涂布:将所述凝胶聚合物分别涂布于正极片和负极片上,制成涂布区和空白区交替排布的正极片以及负极片;
第一极耳焊接:将第一正极耳焊接在所述涂布制得的正极片的空白区,形成第一极耳正极片;将第一负极耳焊接在所述涂布制得的负极片的空白区,形成第一极耳负极片;
叠加:将所述第一极耳正极片和所述第一极耳负极片叠加,中间以隔膜分离,并保持所述第一正极耳和所述第一负极耳错位布置,形成叠加电极片;
初步卷绕:在所述叠加电极片待卷绕内侧添加隔膜,将所述叠加电极片卷绕一定角度形成初步卷芯,并保持所述第一正极耳或所述第一负极耳包裹于所述初步卷芯;
第二极耳焊接:在所述第一正极耳对应的第一极耳正极片空白区的位置焊接第二正极耳,形成第二极耳正极片,使第一正极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第一负极耳对应的第一极耳负极片空白区的位置焊接第二负极耳,形成第二极耳负极片,使第一负极耳与第二负极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第二极耳正极片和所述第二极耳负极片继续沿着所述初步卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,形成第二极耳卷芯;
重复极耳焊接和继续卷绕步骤。
本发明的有益效果为:
本发明公开的多极耳卷绕型聚合物电池使用的多极耳模切结构以及多元共聚物,相较于普通锂离子电池,更易于操作,稳定性循环性能测试中容量保持率至少提高了11%,60℃/7天的高温高湿循环测试中厚度变化至少减少0.15mm,电解液的电导率至少提高了0.53S·cm-1。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例提供的一种多极耳卷绕型聚合物电池,所述多极耳卷绕型聚合物电池总质量为100g,所述多极耳卷绕型聚合物电池包括:
正极耳:硬质铝材料;
负极耳:铜镍复合材料;
隔膜:PP单层薄膜,薄膜表面涂覆有陶瓷涂层,陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;
外壳:采用涂炭铝箔制成;涂碳铝箔是将石墨烯/纳米碳管复合导电剂涂覆在铝箔内侧,增加导电性。外壳形状可根据需要制成不同的形状。
聚合物:由单体甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸羟乙酯共聚形成二元共聚物,所述聚合物的质量为15g。
溶剂:碳酸乙稀酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯体积比为1:1:1的混合溶剂,所述溶剂的质量为30g。
增塑剂:邻苯二甲酸二辛酯,所述增塑剂的质量为7.5g。
锂盐:LiMMA、LiN(CF3SO2)2、LiF(C2O4)2摩尔比为2:1:1的混合物,所述锂盐的质量为14g。
多极耳卷绕型聚合物电池的卷绕方法按如下步骤实施:
涂布:将所述凝胶聚合物分别涂布于正极片和负极片上,制成涂布区和空白区交替排布的正极片以及负极片;
第一极耳焊接:将第一正极耳焊接在所述涂布制得的正极片的空白区,形成第一极耳正极片;将第一负极耳焊接在所述涂布制得的负极片的空白区,形成第一极耳负极片;
叠加:将所述第一极耳正极片和所述第一极耳负极片叠加,中间以隔膜分离,并保持所述第一正极耳和所述第一负极耳错位布置,形成叠加电极片;
初步卷绕:在所述叠加电极片待卷绕内侧添加隔膜,将所述叠加电极片卷绕一定角度形成初步卷芯,并保持所述第一正极耳或所述第一负极耳包裹于所述初步卷芯;
第二极耳焊接:在所述第一正极耳对应的第一极耳正极片空白区的位置焊接第二正极耳,形成第二极耳正极片,使第一正极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第一负极耳对应的第一极耳负极片空白区的位置焊接第二负极耳,形成第二极耳负极片,使第一负极耳与第二负极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第二极耳正极片和所述第二极耳负极片继续沿着所述初步卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,完成卷绕。
完成卷绕后按照锂离子聚合物电池的组装工艺进行组装,因组装工艺为公知技术,故在此不作赘述。
实施例二
本实施例提供的一种多极耳卷绕型聚合物电池,所述多极耳卷绕型聚合物电池总质量为100g,所述多极耳卷绕型聚合物电池包括:
正极耳:硬质铝材料;
负极耳:铜镍复合材料;
隔膜:PE单层薄膜,薄膜表面涂覆有陶瓷涂层,陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;
外壳:采用涂炭铝箔制成;
聚合物:由单体甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯和丙烯酰胺共聚形成四元共聚物,所述聚合物的质量为12g。
溶剂:碳酸乙稀酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯体积比为1:1:3的混合溶剂,所述溶剂的质量为30g。
增塑剂:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯摩尔比为2:1的混合物,所述增塑剂的质量为6g。
锂盐:LiMMA、LiCF3SO3摩尔比为2:1的混合物,所述锂盐的质量为9g。
多极耳卷绕型聚合物电池的卷绕方法按如下步骤实施:
涂布:将所述凝胶聚合物分别涂布于正极片和负极片上,制成涂布区和空白区交替排布的正极片以及负极片;
第一极耳焊接:将第一正极耳焊接在所述涂布制得的正极片的空白区,形成第一极耳正极片;将第一负极耳焊接在所述涂布制得的负极片的空白区,形成第一极耳负极片;
叠加:将所述第一极耳正极片和所述第一极耳负极片叠加,中间以隔膜分离,并保持所述第一正极耳和所述第一负极耳错位布置,形成叠加电极片;
初步卷绕:在所述叠加电极片待卷绕内侧添加隔膜,将所述叠加电极片卷绕一定角度形成初步卷芯,并保持所述第一正极耳或所述第一负极耳包裹于所述初步卷芯;
第二极耳焊接:在所述第一正极耳对应的第一极耳正极片空白区的位置焊接第二正极耳,形成第二极耳正极片,使第一正极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第一负极耳对应的第一极耳负极片空白区的位置焊接第二负极耳,形成第二极耳负极片,使第一负极耳与第二负极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第二极耳正极片和所述第二极耳负极片继续沿着所述初步卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,形成第二极耳卷芯;
第三极耳焊接:在所述第二正极耳对应的第二极正极片空白区的位置焊接第三正极耳,使第二正极耳与第三正极耳在卷绕后保持重叠,形成第三极耳正极片;在所述第二负极耳对应的第二极耳负极片的空白区的位置焊接第三负极耳,使第三负极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠,形成第三极耳负极片;
继续卷绕:将所述第三极耳正极片和所述第三极耳负极片继续沿着所述第二极耳卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,完成卷绕。
完成卷绕后按照锂离子聚合物电池的组装工艺进行组装,因组装工艺为公知技术,故在此不作赘述。
实施例三
本实施例提供的一种多极耳卷绕型聚合物电池,所述多极耳卷绕型聚合物电池总质量为100g,所述多极耳卷绕型聚合物电池包括:
正极耳:硬质铝材料;
负极耳:铜镍复合材料;
隔膜:PP-PE-PP三层薄膜,薄膜表面涂覆有陶瓷涂层,陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;
外壳:采用涂炭铝箔制成;
聚合物:由单体甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酰胺共聚形成三元共聚物,所述聚合物的质量为7g。
溶剂:碳酸乙稀酯,碳酸丙烯酯体积比为1:1的混合溶剂,所述溶剂的质量为28g。
增塑剂:邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯等摩尔混合物,所述增塑剂的质量为3.5g。
锂盐:LiB(C2O4)2、LiF(C2O4)2、LiN(CF3SO2)2摩尔比为2:1:1的混合物,所述锂盐的质量为7g。
多极耳卷绕型聚合物电池的卷绕方法按如下步骤实施:
涂布:将所述凝胶聚合物分别涂布于正极片和负极片上,制成涂布区和空白区交替排布的正极片以及负极片;
第一极耳焊接:将第一正极耳焊接在所述涂布制得的正极片的空白区,形成第一极耳正极片;将第一负极耳焊接在所述涂布制得的负极片的空白区,形成第一极耳负极片;
叠加:将所述第一极耳正极片和所述第一极耳负极片叠加,中间以隔膜分离,并保持所述第一正极耳和所述第一负极耳错位布置,形成叠加电极片;
初步卷绕:在所述叠加电极片待卷绕内侧添加隔膜,将所述叠加电极片卷绕一定角度形成初步卷芯,并保持所述第一正极耳或所述第一负极耳包裹于所述初步卷芯;
第二极耳焊接:在所述第一正极耳对应的第一极耳正极片空白区的位置焊接第二正极耳,形成第二极耳正极片,使第一正极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第一负极耳对应的第一极耳负极片空白区的位置焊接第二负极耳,形成第二极耳负极片,使第一负极耳与第二负极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第二极耳正极片和所述第二极耳负极片继续沿着所述初步卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,形成第二极耳卷芯;
第三极耳焊接:在所述第二正极耳对应的第二极耳正极片空白区的位置焊接第三正极耳,形成第三极耳正极片,使第二正极耳与第三正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第二负极耳对应的第二极耳负极片空白区的位置焊接第三负极耳,形成第三极耳负极片,使或第三负极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第三极耳正极片和所述第三极耳负极片继续沿着所述第二极耳卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,形成第三极耳卷芯;
第四极耳焊接:在所述第三正极耳对应的第三极耳正极片空白区的位置焊接第四正极耳,形成第四极耳正极片,使第三正极耳与第四正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第三负极耳对应的第三极耳负极片空白区的位置焊接第四负极耳,形成第四极耳负极片,使第四负极耳与第三正极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第四极耳正极片和所述第四极耳负极片继续沿着所述第三极耳卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,完成卷绕。
完成卷绕后按照锂离子聚合物电池的组装工艺进行组装,因组装工艺为公知技术,故在此不作赘述。
实施例四
本实施例提供的一种多极耳卷绕型聚合物电池,所述多极耳卷绕型聚合物电池总质量为100g,所述多极耳卷绕型聚合物电池包括:
正极耳:硬质铝材料;
负极耳:铜镍复合材料;
隔膜:PP单层薄膜,薄膜表面涂覆有陶瓷涂层,陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;
外壳:采用涂炭铝箔制成;涂碳铝箔是将石墨烯/纳米碳管复合导电剂涂覆在铝箔内侧,增加导电性。外壳形状可根据需要制成不同的形状。
聚合物:由单体甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸羟乙酯共聚形成二元共聚物,所述聚合物的质量为15g。
溶剂:碳酸乙稀酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯体积比为2:1:1的混合溶剂,所述溶剂的质量为30g。
增塑剂:邻苯二甲酸二辛酯,所述增塑剂的质量为7.5g。
锂盐:LiMMA、LiN(CF3SO2)2、LiF(C2O4)2摩尔比为1:2:1的混合物,所述锂盐的质量为14g。
离子液体:1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑-二(三氟甲基磺)亚胺盐等摩尔混合物,所述离子液体的添加量为6g。
多极耳卷绕型聚合物电池的卷绕方法按如下步骤实施:
涂布:将所述凝胶聚合物分别涂布于正极片和负极片上,制成涂布区和空白区交替排布的正极片以及负极片;
第一极耳焊接:将第一正极耳焊接在所述涂布制得的正极片的空白区,形成第一极耳正极片;将第一负极耳焊接在所述涂布制得的负极片的空白区,形成第一极耳负极片;
叠加:将所述第一极耳正极片和所述第一极耳负极片叠加,中间以隔膜分离,并保持所述第一正极耳和所述第一负极耳错位布置,形成叠加电极片;
初步卷绕:在所述叠加电极片待卷绕内侧添加隔膜,将所述叠加电极片卷绕一定角度形成初步卷芯,并保持所述第一正极耳或所述第一负极耳包裹于所述初步卷芯;
第二极耳焊接:在所述第一正极耳对应的第一极耳正极片空白区的位置焊接第二正极耳,形成第二极耳正极片,使第一正极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第一负极耳对应的第一极耳负极片空白区的位置焊接第二负极耳,形成第二极耳负极片,使第一负极耳与第二负极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第二极耳正极片和所述第二极耳负极片继续沿着所述初步卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,完成卷绕。
完成卷绕后按照锂离子聚合物电池的组装工艺进行组装,因组装工艺为公知技术,故在此不作赘述。
实施例五
本实施例提供的一种多极耳卷绕型聚合物电池,所述多极耳卷绕型聚合物电池总质量为100g,所述多极耳卷绕型聚合物电池包括:
正极耳:硬质铝材料;
负极耳:铜镍复合材料;
隔膜:PP单层薄膜,薄膜表面涂覆有陶瓷涂层,陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;
外壳:采用涂炭铝箔制成;涂碳铝箔是将石墨烯/纳米碳管复合导电剂涂覆在铝箔内侧,增加导电性。外壳形状可根据需要制成不同的形状。
聚合物:由单体甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺共聚形成三元共聚物,所述聚合物的质量为15g。
溶剂:碳酸乙稀酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯体积比为1:1:1的混合溶剂,所述溶剂的质量为30g。
增塑剂:邻苯二甲酸二辛酯,所述增塑剂的质量为7.5g。
锂盐:LiMMA、LiN(CF3SO2)2、LiF(C2O4)2摩尔比为2:1:1的混合物,所述锂盐的质量为14g。
离子液体:含1-甲基-3-乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐,所述离子液体的添加量为6g。
多极耳卷绕型聚合物电池的卷绕方法按如下步骤实施:
涂布:将所述凝胶聚合物分别涂布于正极片和负极片上,制成涂布区和空白区交替排布的正极片以及负极片;
第一极耳焊接:将第一正极耳焊接在所述涂布制得的正极片的空白区,形成第一极耳正极片;将第一负极耳焊接在所述涂布制得的负极片的空白区,形成第一极耳负极片;
叠加:将所述第一极耳正极片和所述第一极耳负极片叠加,中间以隔膜分离,并保持所述第一正极耳和所述第一负极耳错位布置,形成叠加电极片;
初步卷绕:在所述叠加电极片待卷绕内侧添加隔膜,将所述叠加电极片卷绕一定角度形成初步卷芯,并保持所述第一正极耳或所述第一负极耳包裹于所述初步卷芯;
第二极耳焊接:在所述第一正极耳对应的第一极耳正极片空白区的位置焊接第二正极耳,形成第二极耳正极片,使第一正极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第一负极耳对应的第一极耳负极片空白区的位置焊接第二负极耳,形成第二极耳负极片,使第一负极耳与第二负极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第二极耳正极片和所述第二极耳负极片继续沿着所述初步卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,完成卷绕。
完成卷绕后按照锂离子聚合物电池的组装工艺进行组装,因组装工艺为公知技术,故在此不作赘述。
实施例六
本实施例提供的一种多极耳卷绕型聚合物电池,所述多极耳卷绕型聚合物电池总质量为100g,所述多极耳卷绕型聚合物电池包括:
正极耳:硬质铝材料;
负极耳:铜镍复合材料;
隔膜:PP单层薄膜,薄膜表面涂覆有陶瓷涂层,陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;
外壳:采用涂炭铝箔制成;涂碳铝箔是将石墨烯/纳米碳管复合导电剂涂覆在铝箔内侧,增加导电性。外壳形状可根据需要制成不同的形状。
聚合物:由单体甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰胺共聚形成二元共聚物,所述聚合物的质量为15g。
溶剂:碳酸乙稀酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯体积比为1:1:1的混合溶剂,所述溶剂的质量为30g。
增塑剂:邻苯二甲酸二辛酯,所述增塑剂的质量为7.5g。
锂盐:LiMMA、LiN(CF3SO2)2、LiF(C2O4)2等摩尔混合物,所述锂盐的质量为14g。
离子液体:1-乙基-3-甲基咪唑-二(三氟甲基磺)亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑-二(三氟甲基磺)亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、N-甲,丙基哌啶-二(三氟甲基磺酰)亚胺盐、N-甲,丁基哌啶-二(三氟甲基磺酰)亚胺盐等摩尔混合物,所述离子液体的添加量为6g。
多极耳卷绕型聚合物电池的卷绕方法按如下步骤实施:
涂布:将所述凝胶聚合物分别涂布于正极片和负极片上,制成涂布区和空白区交替排布的正极片以及负极片;
第一极耳焊接:将第一正极耳焊接在所述涂布制得的正极片的空白区,形成第一极耳正极片;将第一负极耳焊接在所述涂布制得的负极片的空白区,形成第一极耳负极片;
叠加:将所述第一极耳正极片和所述第一极耳负极片叠加,中间以隔膜分离,并保持所述第一正极耳和所述第一负极耳错位布置,形成叠加电极片;
初步卷绕:在所述叠加电极片待卷绕内侧添加隔膜,将所述叠加电极片卷绕一定角度形成初步卷芯,并保持所述第一正极耳或所述第一负极耳包裹于所述初步卷芯;
第二极耳焊接:在所述第一正极耳对应的第一极耳正极片空白区的位置焊接第二正极耳,形成第二极耳正极片,使第一正极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第一负极耳对应的第一极耳负极片空白区的位置焊接第二负极耳,形成第二极耳负极片,使第一负极耳与第二负极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第二极耳正极片和所述第二极耳负极片继续沿着所述初步卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,完成卷绕。
完成卷绕后按照锂离子聚合物电池的组装工艺进行组装,因组装工艺为公知技术,故在此不作赘述。
对比实施例:除采用聚偏氟乙烯作为聚合物凝胶材料和外壳使用普通铝箔外,其他均与实施例一相同。
取实施例一至六和对比实施例所制造出的相同规格的聚合物电池进行稳定性循环性能测试、以及60℃/7天的高温高湿循环测试,以及实施例一至六和对比实施例的制得的电解液溶液电导率的测试,得到数据如下表:
注:上表容量保持率和高温高湿循环测试的厚度变化均使用GB 31241-2014进行测试,电解液的电导率使用国标GB 11007-1989进行测试。
由表可以看出,实施例一至六所制得的电池相对于对比实施例容量保持率至少提高了11%,厚度变化至少减少0.15mm,而由实施例一至六所制得的电解液的电导率与对比实施例相比至少提高了0.53S·cm-1。
本发明是通过优选实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种多极耳卷绕型聚合物电池,其特征在于:
包括正极片、负极片、正极耳、负极耳、凝胶聚合物电解液、隔膜、外壳;
所述隔膜为PP、PE单层薄膜或者PP-PE-PP三层薄膜;所述薄膜表面涂覆有陶瓷涂层;所述陶瓷涂层为氧化铝和氧化硅混合物;
所述凝胶聚合物电解液包括聚合物、溶剂、增塑剂、锂盐;
所述聚合物由丙烯酸酯类、多官能团羟基类和酰胺类中的至少两类单体共聚成多元共聚物。
所述丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或两种;
所述羟基类多官能团单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种;
所述酰胺类单体选择丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种。
2.根据权利要求1所述的多极耳卷绕型聚合物电池,其特征在于:
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或几种;
所述增塑剂的质量不超过所述凝胶聚合物电解液总质量的15%。
3.根据权利要求1所述的多极耳卷绕型聚合物电池,其特征在于:
所述凝胶聚合物电解液占所述聚合物电池重量的50~70%;
所述聚合物的质量占所述凝胶聚合物电解液总质量的10~30%。
4.根据权利要求1所述的多极耳卷绕型聚合物电池,其特征在于:
所述锂盐为LiMMA、LiCF3SO3、LiC(CF3SO2)3、LiB(C2O4)2、LiF(C2O4)2、LiN(CF3SO2)2中的两种或三种;
所述锂盐的质量占所述凝胶聚合物电解液总质量的10~20%。
5.根据权利要求1所述的多极耳卷绕型聚合物电池,其特征在于:
所述溶剂为碳酸酯混合溶剂;
所述溶剂的质量占所述凝胶聚合物电解液总质量的40~60%。
6.根据权利要求1所述的多极耳卷绕型聚合物电池,其特征在于:
所述正极极耳为硬质铝材料;
所述负极耳为铜镍复合材料。
7.根据权利要求1所述的多极耳卷绕型聚合物电池,其特征在于:
所述外壳采用涂炭铝箔制成。
8.根据权利要求1所述的多极耳卷绕型聚合物电池,其特征在于:
所述凝胶聚合物电解液包括离子液体;
所述离子液体包括1-甲基-3-乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑-二(三氟甲基磺)亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑-二(三氟甲基磺)亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、N-甲,丙基哌啶-二(三氟甲基磺酰)亚胺盐、N-甲,丁基哌啶-二(三氟甲基磺酰)亚胺盐中的一种或多种;
所述离子液体的添加量不超过电解液总质量的10%。
9.一种用于上述1至8任一项所述的多极耳卷绕型聚合物电池的卷绕方法,其特在在于,按如下步骤实施:
涂布:将所述凝胶聚合物分别涂布于正极片和负极片上,制成涂布区和空白区交替排布的正极片以及负极片;
第一极耳焊接:将第一正极耳焊接在所述涂布制得的正极片的空白区,形成第一极耳正极片;将第一负极耳焊接在所述涂布制得的负极片的空白区,形成第一极耳负极片;
叠加:将所述第一极耳正极片和所述第一极耳负极片叠加,中间以隔膜分离,并保持所述第一正极耳和所述第一负极耳错位布置,形成叠加电极片;
初步卷绕:在所述叠加电极片待卷绕内侧添加隔膜,将所述叠加电极片卷绕一定角度形成初步卷芯,并保持所述第一正极耳或所述第一负极耳包裹于所述初步卷芯;
第二极耳焊接:在所述第一正极耳对应的第一极耳正极片空白区的位置焊接第二正极耳,形成第二极耳正极片,使第一正极耳与第二正极耳在卷绕后保持重叠;在所述第一负极耳对应的第一极耳负极片空白区的位置焊接第二负极耳,形成第二极耳负极片,使第一负极耳与第二负极耳在卷绕后保持重叠;
继续卷绕:将所述第二极耳正极片和所述第二极耳负极片继续沿着所述初步卷芯同方向卷绕,并将极耳紧贴卷芯,形成第二极耳卷芯;
重复极耳焊接和继续卷绕步骤。
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