CN112259785B - 一种单叠片对数软包锂离子电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术，具体是用于评估电池正极、负极、电解液性能的一种单叠片对数软包锂离子电池及其制备方法。由于正极极片与平整的正极磁性体接触、负极极片与平整的负极磁性体接触以及正极磁性体和负极磁性体具有磁性，因此叠片后的电芯极片牢固、不松动，最关键的是软包电池在抽真空过程中，正极极片与隔膜的界面、负极极片与隔膜的界面接触良好，极大地减少了一致性问题。本发明的制备方法，使叠片后的电芯在封装过程中不容易移位，提升了电池一致性。

Description

一种单叠片对数软包锂离子电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术，具体是用于评估电池正极、负极、电解液性能的一种单叠片对数软包锂离子电池及其制备方法。
背景技术
目前评估电池正极、负极或电解液性能的主要方法是扣式半电池，在扣式半电池中的负极是金属锂，采用该方法的缺点是：(1)正极极片或负极极片太厚影响测试结果准确性，容易导致电池短路；(2)无法评估活性锂损失难题；(3)扣式半电池的金属锂在充放电过程中，产生活性强的金属锂枝晶，影响电解液稳定性，恶化电池性能，影响实验结果；(4)无法评估全电池性能。
目前，有人提出了三种改进方法：(1)采用扣式全电池方法，但因为电池极片太小，导致全电池NP比很难匹配，影响了正极材料在全电池中的性能。(2)采用1Ah-2Ah的软包电池，但该方法具有耗时长，对设备要求高，成本高等缺点；(3)采用一张正极极片和一张负极极片的单叠片对数锂离子软包电池，虽然该法制作简单、成本低，但该法用铝塑膜封装，抽真空时，正极极片、隔膜和负极极片容易产生比较明显的皱褶，影响了界面性质，导致数据一致性很差，无法用于评估电池性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种单叠片对数软包锂离子电池及其制备方法
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种单叠片对数软包锂离子电池，包括正极极片、隔膜、负极极片，在正极极片外叠有正极磁性体，在负极极片外叠有负极磁性体。
所述正极磁性体是在磁铁外布有铝金属包覆层，使磁铁无法接触锂离子电池电解液，其中，铝金属包覆层厚度为0.01-1mm，磁铁厚度为2-10mm。
所述负极磁性体是在磁铁外布有铜金属包覆层，使磁铁无法接触锂离子电池电解液，其中，铜金属包覆层厚度为0.01-1mm，磁铁厚度为2-10mm。
所述的隔膜的长和宽均比正极磁性体和负极磁性体大1-3mm。
所述的负极极片的长和宽均比正极极片大1-3mm。
所述负极极片的长和宽均不能超过正极磁性体或负极磁性体。
所述磁铁是钕铁硼磁铁或铁氧体磁铁。
一种单叠片对数软包锂离子电池的制备方法，包含以下步骤：
(1)步骤，以负极磁性体为基础，依次在其上放置负极极片、隔膜、正极极片和正极磁性体，确保正极极片和负极极片的中心点重叠，得到单叠片对数裸电芯；
(2)步骤，将步骤(1)得到的单叠片对数裸电芯放入铝塑膜中，并注入电解液，抽真空，最后封装，得到单叠片对数软包锂离子电池。
本发明的单叠片对数软包锂离子电池，由于正极极片与平整的正极磁性体接触、负极极片与平整的负极磁性体接触以及正极磁性体和负极磁性体具有磁性，因此叠片后的电芯极片牢固、不松动，最关键的是软包电池在抽真空过程中，正极极片与隔膜的界面、负极极片与隔膜的界面接触良好，极大地减少了一致性问题。
正极磁性体是铝金属包覆磁铁，使磁铁与电解液无法直接接触，避免了磁铁对电解液的污染难题，且铝金属是正极极片的集流体，因此铝金属包覆层与正极材料的集流体是同一种材料，避免影响电池性能；负极磁性体是铜金属包覆磁铁，使磁铁与电解液无法直接接触，避免了磁铁对电解液的污染难题，且铜金属是负极极片的集流体，因此铜金属包覆层与负极材料的集流体是同一种材料，避免影响电池性能；
本发明的制备方法，使叠片后的电芯在封装过程中不容易移位，提升了电池一致性。
附图说明
图1为本发明电池的结构示意图。
图2为本发明电池的截面结构示意图。
图中：1-负极磁性体；2-负极极片；3-隔膜；4-正极极片；5-正极磁性体；6-铜金属；7-磁铁；8-铝金属。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例和说明书附图，对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1、图2所示，一种单叠片对数软包锂离子电池，包括：
正极磁性体5，所述正极磁性体5是铝金属包覆钕铁硼磁铁7，使磁铁7无法直接接触电解液，铝金属8包覆层厚度为0.5mm；磁铁7厚度为5mm，正极磁性体5尺寸为：100*90*6mm；
正极极片4，所述正极极片4的尺寸是90*80*0.06mm；
隔膜3，所述隔膜3的长和宽均比正极磁性体5多2mm，尺寸为：102*92*0.01mm；
负极极片2，所述负极极片2的长和宽均不能超过正极磁性体5或负极磁性体1，且负极极片2的长和宽均要比正极极片4多2mm，尺寸为92*82*0.04mm；
负极磁性体1，所述负极磁性体1是铜金属包覆铁氧体磁铁7，使磁铁7无法直接接触电解液，铜金属6包覆层厚度为0.01mm；磁铁7厚度为10mm，负极磁性体1尺寸为：100*90*10.02mm；
实施例2
如图1、图2所示，一种单叠片对数软包锂离子电池，包括：
正极磁性体5，所述正极磁性体5是铝金属包覆铁氧体磁铁7，使磁铁7无法直接接触电解液，铝金属8包覆层厚度为1mm；磁铁7厚度为2mm，正极磁性体5尺寸为：100*90*4mm；
正极极片4，所述正极极片4的尺寸是90*80*0.06mm；
隔膜3，所述隔膜3的长和宽均比正极磁性体多1mm，尺寸为：101*91*0.01mm；
负极极片2，所述负极极片2的长和宽均不能超过正极磁性体5或负极磁性体1，且负极极片2的长和宽均要比正极极片4多3mm，尺寸为93*83*0.04mm；
负极磁性体1，所述负极磁性体1是铜金属包覆钕铁硼磁铁7，使磁铁7无法直接接触电解液，铜金属6包覆层厚度为1mm；磁铁7厚度为2mm，负极磁性体1尺寸为：100*90*4mm；
实施例3
一种单叠片对数软包锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)步骤，以负极磁性体1为基础，依次在其上放置负极极片2、隔膜3、正极极片4和正极磁性体5，确保正极极片4和负极极片2的中心点重叠，得到单叠片对数裸电芯；
(2)步骤，将步骤(1)得到的单叠片对数裸电芯放入铝塑膜中，并注入电解液，抽真空，真空度-9.7×104Pa；最后封装，封装温度185℃，封装压力0.25MPa，得到单叠片对数软包锂离子电池。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施例进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的实施例，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种单叠片对数软包锂离子电池，包括正极极片、隔膜、负极极片，在正极极片外叠有正极磁性体，在负极极片外叠有负极磁性体；其特征是：所述正极磁性体是在磁铁外布有铝金属包覆层，其中，铝金属包覆层厚度为0.01-1mm，磁铁厚度为2-10mm。
2.根据权利要求1所述的一种单叠片对数软包锂离子电池，其特征是：所述负极磁性体是在磁铁外布有铜金属包覆层，其中，铜金属包覆层厚度为0.01-1mm，磁铁厚度为2-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种单叠片对数软包锂离子电池，其特征是：所述的隔膜的长和宽均比正极磁性体和负极磁性体大1-3mm。
4.根据权利要求1所述的一种单叠片对数软包锂离子电池，其特征是：所述的负极极片的长和宽均比正极极片大1-3mm。
5.根据权利要求1所述的一种单叠片对数软包锂离子电池，其特征是：所述负极极片的长和宽均不能超过正极磁性体或负极磁性体。
6.根据权利要求1或2所述的一种单叠片对数软包锂离子电池，其特征是：所述磁铁是钕铁硼磁铁或铁氧体磁铁。
7.一种制备权利要求1所述的单叠片对数软包锂离子电池的方法，其特征是：包含以下步骤：
(1)步骤，以负极磁性体为基础，依次在其上放置负极极片、隔膜、正极极片和正极磁性体，确保正极极片和负极极片的中心点重叠，得到单叠片对数裸电芯；
(2)步骤，将步骤(1)得到的单叠片对数裸电芯放入铝塑膜中，并注入电解液，抽真空，最后封装，得到单叠片对数软包锂离子电池。
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