CN203056026U - 一种高电压体系锂离子动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高电压体系锂离子动力电池，包括正极片、负极片、隔膜、耐高压电解液、壳体，所述正极片包括卷绕成卷的铝箔，在铝箔的表面上均匀涂布有正极活性材料层；所述负极片包括卷绕成卷的铜箔，在铜箔的表面上均匀涂布有负极活性材料层；正极片、负极片与隔膜、耐高压电解液等组成电池芯，其放电电势为4.2-5.2V，本实用新型可以串联更少的单体电池、更小的电池体积、更轻的电池质量以及更高的能量，能量密度可以由目前的70-130Wh/kg提高到200Wh/kg以上，能量密度的提高也意味着可以大幅度降低动力锂离子电池的成本。

Description

一种高电压体系锂离子动力电池

技术领域  

本实用新型涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种高电压体系的锂离子动力电池。

背景技术  

作为动力锂离子电池，必须满足如下要求：（1）高能量密度；（2）放电时电压变化小，即应具有稳定的放电平台；（3）高功率密度；（4）卓越的循环性能；（5）环境友好；（6）价格便宜。因为能量密度是电压和容量的综合体现，所以需要同时具有高电压和大容量的电池正极材料。

目前使用的锂离子电池正极材料, 如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiCoNiMnO₂、LiFePO₄ 等的工作电压都低于4V，实际克容量分别为140-145mg/g、90-110mg/g、145-155mg/g、120-130mg/g。而类尖晶石晶体结构的镍锰酸锂 (LiNi_0.5Mn_1.5O₄) 、类橄榄石晶体结构的磷酸盐LiMPO₄(M=Co、Ni、Mn等)、固溶体类的富锂高锰Li₂MnO₃-LiMO₂（M：Ni、Mn、Co、Fe等）阴极材料具有4.2-5.2V以上的电压平台，能够满足高电压的需求。其中，LiNi_0.5Mn_1.5O₄ 具有4.7V左右的电压平台和130 mAh/g的容量，LiMPO₄(M=Co、Ni、Mn等)具有4.8-5.2 V的电压平台和170 mAh/g的理论容量，Li₂MnO₃-LiMO₂（M：Ni、Mn、Co、Fe等）具有4.7 V的电压平台和280 mAh/g的理论容量，利用这些5V正极材料，可以制成高电压、大容量、高功率的锂离子动力电池。

实用新型内容   

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高电压体系的锂离子动力电池，提高动力锂离子电池的电压和能量密度，降低动力锂离子电池的成本。 

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种高电压体系锂离子动力电池，包括正极片、负极片、隔膜、耐高压电解液、壳体，所述正极片包括卷绕成卷的铝箔，在铝箔的表面上均匀涂布有正极活性材料层；所述负极片包括卷绕成卷的铜箔，在铜箔的表面上均匀涂布有负极活性材料层；正极片、负极片与隔膜、耐高压电解液等组成电池芯，其放电电势为4.2-5.2V。

以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：

所述电池芯为方形卷绕式、叠片式电池芯、圆柱形电池芯、铝塑膜软包装电池芯或聚合物电池芯其中的一种。

另一种优化：所述电池芯为叠片式电池芯,包括：第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜和第二隔膜层叠并回折叠放在一起形成若干层叠片；

相邻的第一隔膜与第二隔膜之间设置有一个用作正极片的第一极片；

相邻的两个叠片之间均设有一个用作负极片的第二极片。

本实用新型采用上述技术方案，以高电压体系正极材料与负极材料、耐高压电解液、隔膜、壳体等组成的高电压体系锂离子电池，可以串联更少的单体电池、更小的电池体积、更轻的电池质量以及更高的能量，能量密度可以由目前的70-130Wh/kg提高到200Wh/kg以上，能量密度的提高也意味着可以大幅度降低动力锂离子电池的成本。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明  

图1是本实用新型实施例中卷芯的结构示意图。

图中：1-第一极片；2-第二极片；3-第一隔膜；4-第二隔膜。

具体实施方式  

实施例，如图1所示，一种高电压体系锂离子动力电池，包括正极片、负极片、隔膜、耐高压电解液、壳体，正极片、负极片与隔膜、耐高压电解液等组成电池芯，其放电电势为4.2-5.2V。

所述电池芯为叠片式电池芯,包括：第一隔膜3和第二隔膜4，第一隔膜3和第二隔膜4层叠并回折叠放在一起形成若干层叠片；

相邻的第一隔膜3与第二隔膜4之间设置有一个用作正极片的第一极片1；

相邻的两个叠片之间均设有一个用作负极片的第二极片2。

正极片上设有涂敷有高电压体系的镍锰酸锂 (LiNi0.5Mn1.5O4) 、磷酸盐LiMPO4(M=Co、Ni、Mn)、富锂高锰Li2MnO3-LiMO2（M：Ni、Mn、Co、Fe）等其中的一种或多种阴极材料制成的正极活性材料层；

负极片上设有涂敷有碳类（石墨、硬碳、软碳、碳微球、无定形碳）、钛酸锂（Li₄Ti₅0₁₂）、锡基复合负极（Sn/C、Sn- Sb- C、Sn- Co- C等）、硅基复合负极（Si/C 、Mg₂Si、MnSi、CaSi₂）等其中的一种或多种阳极材料制成的负极活性材料层，采用特殊工艺和专设设备加工。

叠片完成后的电池芯设置于所述外壳内，采用匹配高电压电解液进行注液，化成后封口，充满电后检测即得高电压体系锂离子动力电池。

采用这种工艺制作的电池芯，提高了电池的能量密度，并且降低了电池的成本。

检测合格后的一定数量的单体高电压体系锂离子动力电池，根据所应用的场合和供电设备不同，可采用串联、并联、串并联结合的方式组装成电池组，得到该高电压体系锂离子动力电池组。

上述实施例1中，所述电池芯还可以采用方形卷绕式、圆柱形电池芯、铝塑膜软包装电池芯或聚合物电池芯其中的一种。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定                                                

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Claims (3)

1.一种高电压体系锂离子动力电池，包括涂有高电压正极活性物质的正极片、负极片、隔膜、耐高压电解液、壳体，其正极片采用，其特征在于：

所述正极片包括卷绕成卷的铝箔，在铝箔的表面上均匀涂布有高电压正极活性材料层；所述负极片包括卷绕成卷的铜箔，在铜箔的表面上均匀涂布有负极活性材料层；正极片、负极片与隔膜、耐高压电解液等组成电池芯，其放电电势为4.2-5.2V。

2.根据权利要求1所述的一种高电压体系锂离子动力电池，其特征在于：

所述电池芯为方形卷绕式、叠片式电池芯、圆柱形电池芯、铝塑膜软包装电池芯或聚合物电池芯其中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种高电压体系锂离子动力电池，其特征在于：所述电池芯为叠片式电池芯，包括：第一隔膜(3)和第二隔膜(4)，第一隔膜(3)和第二隔膜(4)层叠并回折叠放在一起形成若干层叠片；

相邻的第一隔膜(3)与第二隔膜(4)之间设置有一个用作正极片的第一极片(1)；

相邻的两个叠片之间均设有一个用作负极片的第二极片(2)。

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