CN203013867U - 一种陶瓷隔膜锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种陶瓷隔膜锂离子电池，包括有电池外壳（6），所述电池外壳（6）内放置有电池芯（7）；所述电池芯（7）包括交替层叠在一起的多个第一单元（9）和第二单元（10），每个所述第一单元（9）包括一个电池隔膜（1）和一个负极片（3），每个所述第二单元（10）包括一个电池隔膜（1）和一个正极片（2）。本实用新型公开的一种陶瓷隔膜锂离子电池，其性能稳定可靠，可以在保证锂离子电池安全性的同时，进一步提升锂离子电池的生产效率，降低电池生产成本，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种陶瓷隔膜锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有高工作电压、高比能量、循环寿命长、无环境污染等优点，作为能将电能和化学能相互转化的二次化学电源，被视为电力储能系统的热门候选技术之一。自诞生以来，其应用领域不断扩大，获得迅速的发展。目前，不仅在移动式通讯设备和便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动工具、电动自行车以及电动汽车等大型电动设备方面，因此，目前对锂离子电池的安全性能要求越来越高，如何提高电池安全性能是目前各大电池厂家研究的主要方向。
对于传统锂离子电池，其安全性成为其在动力应用的主要瓶颈。目前，采用无机材料隔膜，可以解决锂离子电池中有机材料隔膜融化、氧化所导致的电池短路问题，避免安全事故的发生，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子二次电池的使用寿命。
但是，对于无机材料隔膜，其主要由陶瓷类金属氧化物颗粒或纤维组成，虽然能够有效地提升锂离子电池的安全性，但也存在着电池生产效率低下，成本过高的问题，影响了锂离子电池的大规模生产应用。
因此，目前迫切需要开发出一种锂离子电池，其可以在保证锂离子电池安全性的同时，进一步提升锂离子电池的生产效率，降低电池生产成本，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子电池的使用寿命。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种陶瓷隔膜锂离子电池，其性能稳定可靠，可以在保证锂离子电池安全性的同时，进一步提升锂离子电池的生产效率，降低电池生产成本，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。
为此，本实用新型提供了一种陶瓷隔膜锂离子电池，包括有电池外壳，所述电池外壳内放置有电池芯；
所述电池芯包括交替层叠在一起的多个第一单元和多个第二单元，每个所述第一单元包括一个电池隔膜和一个负极片，每个所述第二单元包括一个电池隔膜和一个正极片。
其中，所述电池隔膜为片状的隔膜。
其中，所述电池芯的顶部和底部均为第一单元。
其中，所述负极片位于所述电池隔膜下方，并且所述负极片通过固定胶块与电池隔膜相固定连接；所述正极片位于所述电池隔膜下方，并且所述正极片通过固定胶块与电池隔膜相固定连接。
其中，所述电池芯的底部外层叠加设置有一层电池隔膜。
其中，所述电池隔膜为陶瓷纤维隔膜，所述陶瓷纤维隔膜的厚度为50~1000μm。
其中，所述电池芯顶部连接有正极耳和负极耳，所述正极耳和负极耳的顶部贯穿所述电池外壳顶部且突出于所述电池外壳顶部。
由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种陶瓷隔膜锂离子电池，其性能稳定可靠，可以在保证锂离子电池安全性的同时，进一步提升锂离子电池的生产效率，降低电池生产成本，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种陶瓷隔膜锂离子电池的结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种陶瓷隔膜锂离子电池中电池芯的结构示意图；
图中，1为电池隔膜，2为正极片，3为负极片，4为正极耳，5为负极耳，6 为电池外壳，7为电池芯，8为电解液，9为第一单元，10为第二单元，11为固定胶块。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1，本实用新型提供了一种陶瓷隔膜锂离子电池，包括有密封的电池外壳6，所述电池外壳6内放置有电池芯7，所述电池芯7顶部连接（具体为超声焊接）有正极耳4和负极耳5，所述正极耳4和负极耳5的顶部贯穿所述电池外壳6顶部且突出于所述电池外壳6顶部。
在本实用新型中，所述电池外壳6内侧壁与电池芯7之间注入有电解液8。
参见图2，所述电池芯7包括交替层叠在一起的多个第一单元9和多个第二单元10，每个所述第一单元9包括一个电池隔膜1和一个负极片3，每个所述第二单元10包括一个电池隔膜1和一个正极片2。
在本实用新型中，所述电池隔膜1为片状的陶瓷纤维隔膜。
在本实用新型中，具体实现上，所述电池芯7的顶部和底部均为第一单元9（即层叠结构的电池芯7在顶部起始层叠处为第一单元9，并且在底部结束层叠处也为第一单元9），并且所述电池芯7的底部外层优选为再单独叠加设置有一层电池隔膜1，确保电池芯外层为片状的陶瓷纤维隔膜，最终制备获得层叠结构的电池芯7。
在本实用新型中，具体实现上，所述陶瓷隔膜锂离子电池优选为软包装锂离子电池。所述电池外壳1可以为铝塑膜外壳，所述电解液8可以为有机锂盐电解液，例如为六氟磷酸锂（LiPF6）电解液。
对于本实用新型提供的陶瓷隔膜锂离子电池，其可以由铝塑膜外壳、有机锂盐电解液、电池芯经热压封装而成。
参见图2，所述负极片3位于所述电池隔膜1表面，并且所述负极片3通过固定胶块11与电池隔膜1相固定连接；所述正极片2位于所述电池隔膜1表面，并且所述正极片2通过固定胶块11与电池隔膜1相固定连接。
在本实用新型中，所述负极片3和正极片2均为片状的极片，可以经过冲裁获得。
在本实用新型中，具体实现上，所述固定胶块11可以为采用耐酸碱高温有机胶制成的粘性胶块，例如可以为聚丙烯酸胶制成的粘性胶块。
具体实现上，所述电池隔膜1长和宽的尺寸优选为分别大于负极片3长和宽的尺寸，具体为多出1~5mm。所述正极片2长和宽的尺寸优选为小于负极片3长和宽，具体为短1~5mm。
在本实用新型中，所述正极片2为涂覆有正极材料的铝箔，所述正极材料包含锂锰钴镍氧化物、锰酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂中的至少一种，所述正极材料辅以导电剂（碳黑或者导电石墨）、粘接剂（例如聚偏氟乙烯PVDF）等附着在铝箔上。
在本实用新型中，所述负极片3为涂覆有负极材料的铜箔，所述负极材料可以为石墨材料，所述负极材料辅以导电剂（碳黑或者导电石墨）、粘接剂（例如聚偏氟乙烯PVDF）等附着在铜箔上。
在本实用新型中，所述电池隔膜1可以为陶瓷纤维隔膜。具体实现上，所述陶瓷纤维隔膜的材质可以包括氧化铝、氧化硅、氧化锆和氧化钛等纤维材料中的至少一种。所述陶瓷纤维隔膜的粘接剂包括无机粘接剂和/或有机粘接剂，例如由无机胶和有机胶组成。
在本实用新型中，具体实现上，所述陶瓷纤维隔膜的材质具体可以选择α形的固态氧化铝Al2O3陶瓷纤维和γ型的固态氧化铝Al2O3陶瓷纤维，所述α形的固态氧化铝Al2O3陶瓷纤维和γ型的固态氧化铝Al2O3陶瓷纤维之间的质量比为：50:50，所述α形的固态氧化铝Al2O3陶瓷纤维和γ型的固态氧化铝Al2O3陶瓷纤维的直径优选为2.5~3.0μm，然后陶瓷纤维胶粘层用胶采用作为无机胶的硅烷胶以及作为有机胶的聚丙烯酸胶，所述陶瓷纤维（包括α形的固态氧化铝Al2O3陶瓷纤维和γ型的固态氧化铝Al2O3陶瓷纤维）、硅烷胶和聚丙烯酸胶之间的质量比可以为：90:5:5。
在本实用新型中，具体实现上，所述陶瓷纤维隔膜的厚度可以为50~1000μm，优选为500μm，所述陶瓷纤维隔膜的密度为200kg/m3，所述陶瓷纤维隔膜的孔隙率为60%，可压缩比为60%。
对于本实用新型提供的陶瓷隔膜锂离子电池，具体实现上，将多个所述电池隔膜1与负极片3组成的单元与多个正极片2交替层叠在一起形成电池芯7，超声焊接上正极耳4和负极耳5，然后对电池芯7进行热压、干燥处理后，装入到电池外壳6中，对电池外壳的左右两侧以及底部经过温度为140~160摄氏度的加热密封处理后，然后在电池外壳6中注入电解液8，并对电池外壳6顶部进行加热密封，然后静置12小时后充电化成，并排气、老化、分选成，获得最终的成品电池。
因此，基于上述本实用新型提供的技术方案可知，本实用新型提供了一种叠片式锂离子电池，该锂离子电池是多个由所述电池隔膜1与负极片3组成的第一单元9与多个由正极片2和电池隔膜1组成的第二单元10交替层叠在一起形成电池芯7，并在电池芯7上焊接上正极耳4和负极耳5，然后放入到电池外壳6，并注入电解液8，将电池外壳整体密封，进而形成一个电池体。
综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种陶瓷隔膜锂离子电池，其性能稳定可靠，可以在保证锂离子电池安全性的同时，进一步提升锂离子电池的生产效率，降低电池生产成本，保证锂离子电池的长时间正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种陶瓷隔膜锂离子电池，其特征在于，包括有电池外壳（6），所述电池外壳（6）内放置有电池芯（7）；
所述电池芯（7）包括交替层叠在一起的多个第一单元（9）和多个第二单元（10），每个所述第一单元（9）包括一个电池隔膜（1）和一个负极片（3），每个所述第二单元（10）包括一个电池隔膜（1）和一个正极片（2）。
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池隔膜（1）为片状的隔膜。
3.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池芯（7）的顶部和底部均为第一单元（9）。
4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极片（3）位于所述电池隔膜（1）下方，并且所述负极片（3）通过固定胶块（11）与电池隔膜（1）相固定连接；所述正极片（2）位于所述电池隔膜（1）下方，并且所述正极片（2）通过固定胶块（11）与电池隔膜（1）相固定连接。
5.如权利要求1至4中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池芯（7）的底部外层叠加设置有一层电池隔膜（1）。
6.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池隔膜（1）为陶瓷纤维隔膜，所述陶瓷纤维隔膜的厚度为50~1000μm。
7.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池芯（7）顶部连接有正极耳（4）和负极耳（5），所述正极耳（4）和负极耳（5）的顶部贯穿所述电池外壳（6）顶部且突出于所述电池外壳（6）顶部。
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106876641A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-06-20 | 青岛大学 | 一种锂电池隔膜及其制备方法和在锂电池中的应用 |
| CN113644379A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-11-12 | 华南理工大学 | 一种热电池用多孔陶瓷纤维隔膜材料及其制备方法 |
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2012
- 2012-11-23 CN CN2012206258526U patent/CN203013867U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN113644379A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-11-12 | 华南理工大学 | 一种热电池用多孔陶瓷纤维隔膜材料及其制备方法 |
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