CN205790183U - 一种高能量密度高电压电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高能量密度高电压电池，包括卷芯，所述卷芯包括正极片、负极片以及位于所述正极片与所述负极片之间的隔膜，所述正极片包括铝箔和涂覆于所述铝箔上的第一浆料层，所述第一浆料层包括颗粒状的复合钴酸锂，相邻所述颗粒状的复合钴酸锂之间通过粘接剂连接，所述复合钴酸锂由粒状的钴酸锂和包覆于所述钴酸锂表面的氧化铝层组成，所述氧化铝层的厚度为15~20纳米，所述第一浆料层的厚度为200~230微米，所述钴酸锂的粒径为13~20微米。本实用新型通过采用由钴酸锂和氧化铝层组成的复合钴酸锂作为正极片的主材料，可以使采用该正极片的电池具有高能量密度和高电压。

Description

一种高能量密度高电压电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种高能量密度高电压电池。

背景技术

现在智能手机在功能强大的同时，还力争变得更加超薄。外观超薄化必然要减小电池的体积。同时加速电池能量的消耗，大幅度的缩短移动设备的工作时间。

从05年到14年十年间，智能手机电池基本上做到了100%的能量密度提升，平均每年7.2%的增长率，按说这一数字如果换算成GDP增长率，那可真算得上是10年腾飞之路了。但怎奈何CPU主频增长率1500%，摄像头像素增长率5000%，其实并不是电池发展遇到瓶颈，而是其他硬件产业发展是在太迅猛了。在大环境的映衬下，显得智能手机电池发展速度太慢了。

为了跟上其他设备发展的速度，作为设备重要组成部分的电池必须跟上“体积小、能量高”的步伐。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高能量密度高电压电池，具有高能量密度和高电压。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种高能量密度高电压电池，包括卷芯，所述卷芯包括正极片、负极片以及位于所述正极片与所述负极片之间的隔膜，所述正极片包括铝箔和涂覆于所述铝箔上的第一浆料层，所述第一浆料层包括颗粒状的复合钴酸锂，相邻所述颗粒状的复合钴酸锂之间通过粘接剂连接，所述复合钴酸锂由粒状的钴酸锂和包覆于所述钴酸锂表面的氧化铝层组成，所述氧化铝层的厚度为15~20纳米，所述第一浆料层的厚度为200~230微米，所述钴酸锂的粒径为13~20微米。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过采用由钴酸锂和氧化铝层组成的复合钴酸锂作为正极片的主材料，可以使采用该正极片的电池具有高能量密度和高电压。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正极片和正极耳的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的负极片和负极耳的结构示意图。

图3为本实用新型实施例的隔膜的结构示意图。

图4为本实用新型实施例的卷芯的结构示意图。

图5为本实用新型实施例的平板电池热封后的结构示意图。

图1~5中：

100-卷芯；110-正极片；111-铝箔；112-第一浆料层；120-负极片；121-铜箔；122-第二浆料层；130-隔膜；140-正极耳；150-负极耳；160-终止胶；

200-壳体。

具体实施方式

下面结合附图1~5并通过具体实施例来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1~3所示，本实用新型实施例的高能量密度高电压电池包括卷芯100，卷芯100包括正极片110、负极片120以及位于正极片110与负极片120之间的隔膜130，正极片110包括铝箔111和涂覆于铝箔上的第一浆料层112，第一浆料层112包括颗粒状的复合钴酸锂，相邻颗粒状的复合钴酸锂之间通过粘接剂连接，复合钴酸锂由粒状的钴酸锂和包覆于钴酸锂表面的氧化铝层组成，氧化铝层的厚度为15~20纳米，第一浆料层112的厚度为200~230微米，钴酸锂的粒径为13~20微米。本实施例以复合钴酸锂作为正极片110的主材料，而复合钴酸锂由粒状的钴酸锂和包覆于钴酸锂表面的氧化铝层组成，因此，可以使采用该正极片110的电池具有高能量密度和高电压，其克容量可达到165mAh/g，充电截止电压为4.35V。

本实施例在钴酸锂的表面包覆一层厚度为15~20纳米的氧化铝层，制得复合钴酸锂，然后在复合钴酸锂中添加导电剂、粘接剂和溶剂混合成第一浆料，将该第一浆料涂覆于铝箔111上形成第一浆料层112，然后置于烤箱中进行烘烤，烘烤之后的第一浆料层112中的复合钴酸锂的重量百分比为97~99%。

优选地，铝箔111的厚度为8~15微米。

于本实施例中，负极片120包括铜箔121和涂覆于铜箔121上的第二浆料层122，第二浆料层122包括粒状的人造石墨，相邻粒状的人造石墨之间通过粘接剂连接，人造石墨的单位容量为360~368mAh/g。本实施例通过在粒状的人造石墨中添加导电剂、粘接剂、增稠剂混合成第二浆料，将该第二浆料涂覆于铜箔121上形成第二浆料层122，然后置于烤箱中进行烘烤，烘烤后的第二浆料层122中的人造石墨的重量百分比为94~96%。本实施例中的人造石墨为二次颗粒，可以在保证电解液在极片中的浸润性的同时，不影响电池的能量密度，使负极片具有较高的保液量，有利于提高高能量密度电池的循环性能。

优选地，第二浆料层122的厚度为180~200微米。

优选地，铜箔121的厚度为8~12微米。

卷芯100还包括与正极片110连接的正极耳140和与负极片120连接的负极耳150。本实施例中的正极片110与正极耳140的连接为焊接连接，负极片120与负极耳150的连接也均为焊接连接。

具体地，如图4所示，卷芯100结束卷绕的边缘处通过终止胶160固定。即正极片110、隔膜130和负极片120在结束卷绕的边缘处通过一个长条状的终止胶160固定，以防止卷芯100发生松卷现象，同时又能避免影响电池的使用性能。

如图5所示，本实施例中的卷芯100外包覆有铝塑膜壳体200，铝塑膜壳体200由外到内包括尼龙层、铝层和CPP薄膜层，壳体200的厚度为70~80微米。尼龙层处于最外层，用以防止电池外壳划伤，中间铝层是铝塑成型层，可以防止外界空气和水分进入到电池内部；最内层是CPP薄膜层，呈光亮色，主要用于电池的热封装。

本实施例的高能量密度高电压电池中还设置有电解液，电解液括溶质MEMS、溶剂和添加剂，其中，添加剂为HFIP，其质量含量为0.5%~3.0%，电解液中的HFIP和MEMS可以稳定正极SEI的形成和拓宽电池的电化学串口范围，提高电池体系在高电压工作时的电化学稳定性。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种高能量密度高电压电池，其特征在于，包括卷芯，所述卷芯包括正极片、负极片以及位于所述正极片与所述负极片之间的隔膜，所述正极片包括铝箔和涂覆于所述铝箔上的第一浆料层，所述第一浆料层包括颗粒状的复合钴酸锂，相邻所述颗粒状的复合钴酸锂之间通过粘接剂连接，所述复合钴酸锂由粒状的钴酸锂和包覆于所述钴酸锂表面的氧化铝层组成，所述氧化铝层的厚度为15~20纳米，所述第一浆料层的厚度为200~230微米，所述钴酸锂的粒径为13~20微米。

2.根据权利要求1所述的高能量密度高电压电池，其特征在于，所述铝箔的厚度为8~15微米。

3.根据权利要求1所述的高能量密度高电压电池，其特征在于，所述负极片包括铜箔和涂覆于所述铜箔上的第二浆料层，所述第二浆料层包括粒状的人造石墨，相邻所述粒状的人造石墨之间通过粘接剂连接，所述人造石墨的单位容量为360~368mAh/g。

4.根据权利要求3所述的高能量密度高电压电池，其特征在于，所述第二浆料层的厚度为180~200微米。

5.根据权利要求3所述的高能量密度高电压电池，其特征在于，所述铜箔的厚度为8~12微米。

6.根据权利要求1至5任一项所述的高能量密度高电压电池，其特征在于，所述卷芯还包括与所述正极片连接的正极耳和与所述负极片连接的负极耳。

7.根据权利要求1至5任一项所述的高能量密度高电压电池，其特征在于，所述卷芯结束卷绕的边缘处通过终止胶固定。

8.根据权利要求1至5任一项所述的高能量密度高电压电池，其特征在于，所述卷芯外包覆有铝塑膜壳体。