CN204857873U - 一种全固态薄膜锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全固态薄膜锂离子电池，包括有密闭的盒状锂电池本体，所述锂电池本体中形成有容纳腔，在所述容纳腔中铺设有由导电材料制成的基层，所述基层上连接有线缆，所述线缆一端连接在基层上，另一端穿过所述锂电池本体延伸在外部；在所述基层上由下至少依次设置有电解质板、阳极集流体Cu板和封装保护膜，在所述电解质板表面附有一层由LiCoO2制成的薄膜状电解质，所述阳极集流体Cu板与所述基层之间通过一导电金属条相连；在所述电解质板和所述基层之间夹持有阴极电流收集板。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种全固态薄膜锂离子电池。
背景技术
全固态薄膜锂电池与现有锂电池的工作原理相同，最主要的区别是电池中没有有机电解液，取而代之的是固体的像纸一样的薄膜电解质，彻底解决了电解液泄漏的安全隐患。薄膜锂电池主要由固态的基片和基片表面的固态功能薄膜层构成，功能薄膜层包括电流收集极、正极、电解质、负极和封装保护膜，厚度仅10μm。充电时，正极析出的Li+经过电解质传导到负极，在负极Li+与通过外电路达到的电子复合，形成沉积在负极表面的Li原子。放电时过程相反，Li+做反方向运动经电解质嵌入正极晶格。因在充放电过程中Li+在正负极两端“摇摆”，锂电池也常被称为“摇摆椅电池”。
全固态锂电池除安全性较传统锂电池优越外，还兼具其他优点。比如：（1）能量密度（单位体积储存的能量）高，倍率性能好（可以简单地理解为大电流充放电，大电流充电的好处是充电速度快，如我们现在常用锂电池的充电电流为2.1A，其充电速度比原来1.0A的锂电池快很多），自放电率（能量偷偷跑掉的缺点）更低，充放电循环寿命更长，最长可达45000次（以一年365天每天充10次电计算，可以使用12年以上，设备坏了电池还好好的），并保存95%的初始容量，而普通锂电池一般在1000次循环后容量就会降到初始时的80%。（2）可以在更为苛刻的环境下使用，如耐高低温能力更强，在低温-40℃、高温150℃下性能良好，从而可用于半导体工业中的高温探测器、石油勘探和空间探测。（3）薄膜电极电势均一，电极局域过充、过放电的风险小。（4）电池可设计性更好，可以不再是小砖头的形状。
但是，目前全固态薄膜锂电池还存在许多技术难题，比如，现在常用的薄膜锂电池中，通常采用金属Li作为阳极材料，在制造以及对该锂电池性能进行测试的过程中，需要隔绝空气中的氧气和水蒸气，防止其对Li产生氧化腐蚀或导电性干扰，这对锂电池壳体的封装要求很高，增加了生产成本，这也导致了目前全固态薄膜锂电池无法被大规模进行生产和应用。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种全固态薄膜锂离子电池，其制备好的电池中并没有锂阳极，而是在首次充电后在阳极集流体Cu板上生成锂阳极。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种全固态薄膜锂离子电池，包括有密闭的盒状锂电池本体，其中，所述锂电池本体中形成有容纳腔，在所述容纳腔中铺设有由导电材料制成的基层，所述基层上连接有线缆，所述线缆一端连接在基层上，另一端穿过所述锂电池本体延伸在外部；
在所述基层上由下至少依次设置有电解质板、阳极集流体Cu板和封装保护膜，在所述电解质板表面附有一层由LiCoO2制成的薄膜状电解质，所述阳极集流体Cu板与所述基层之间通过一导电金属条相连；
在所述电解质板和所述基层之间夹持有阴极电流收集板。
作为本实用新型的改进，在所述锂电池本体的外壁上设置有若干接线口，所述接线口为一由导电金属制成的空心圆柱体，该接线部将所述线缆延伸在锂电池本体外部的一端限制在其中。
作为本实用新型的进一步改进，所述的接线口数量为3。
作为本实用新型的优选，所述阴极电流收集板为Co板或Pt板。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：其制备好的电池中并没有锂阳极，而是在首次充电后在阳极集流体Cu板上生成锂阳极，这样就极大降低了在生产制备过程中对封装的要求，降低了生产成本，使得大范围的应用成为可能。
附图说明
图1为本实用新型中全固态薄膜锂离子电池的外部结构示意图；
图2为本实用新型中全固态薄膜锂离子电池的内部结构示意图；
图3为图2所示实施例中首次充电后全固态薄膜锂离子电池的内部结构示意图。
具体实施方式
参照图1-图3对本实用新型中全固态薄膜锂离子电池的实施例做进一步说明。
如图1和图2所示，本实施例为一种全固态薄膜锂离子电池，包括有密闭的盒状锂电池本体1，所述锂电池本体中形成有容纳腔，在所述容纳腔中铺设有由导电材料制成的基层2，上述的基层通过粘接的方式固定在锂电池本体的内壁上。
所述基层上连接有用于导电的线缆（图中未示出），所述线缆一端连接在基层上，另一端穿过所述锂电池本体延伸在外部，为了便于与外部的元器件进行连接，在所述锂电池本体的外壁上设置有若干接线口3，所述接线口为一由导电金属制成的空心圆柱体，该接线部将所述线缆延伸在锂电池本体外部的一端限制在其中，使用时，外部的元器件只需要连接到接线口上即可与位于锂电池本体内部的基层电连接。
在所述基层上由下至少依次设置有电解质板4、阳极集流体Cu板5和封装保护膜6，在所述电解质板表面附有一层由LiCoO2制成的薄膜状电解质，所述阳极集流体Cu板与所述基层之间通过一导电金属条7相连，如图2所示，在制造过程中，阳极集流体Cu板5是没有锂阳极，这使得在生产过程中，不会发生锂阳极与外部氧气、水蒸气发生接触的情况，由此降低了对封装的要求。如图3所示，在首次充电后，在阳极集流体Cu板5上生成了锂阳极51，而通电时，电流又被汇集到夹持在所述电解质板和所述基层之间的阴极电流收集板7，该阴极电流收集板可以为Co板或Pt板，由此形成了一个回路，可以通过基层向外输出电流。
以上所述使本实用新型的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种全固态薄膜锂离子电池，包括有密闭的盒状锂电池本体，其特征在于：所述锂电池本体中形成有容纳腔，在所述容纳腔中铺设有由导电材料制成的基层，所述基层上连接有线缆，所述线缆一端连接在基层上，另一端穿过所述锂电池本体延伸在外部；
在所述基层上由下至少依次设置有电解质板、阳极集流体Cu板和封装保护膜，在所述电解质板表面附有一层由LiCoO2制成的薄膜状电解质，所述阳极集流体Cu板与所述基层之间通过一导电金属条相连；
在所述电解质板和所述基层之间夹持有阴极电流收集板。
2.根据权利要求1所述的全固态薄膜锂离子电池，其特征在于：在所述锂电池本体的外壁上设置有若干接线口，所述接线口为一由导电金属制成的空心圆柱体，该接线口将所述线缆延伸在锂电池本体外部的一端限制在其中。
3.根据权利要求2所述的全固态薄膜锂离子电池，其特征在于：所述的接线口数量为3。
4.根据权利要求1或2所述的全固态薄膜锂离子电池，其特征在于：所述阴极电流收集板为Co板或Pt板。
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