CN205900693U - 一种负极片及全固态电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种负极片及全固态电池，所述负极片包括金属片、作为集流体的铜箔和多孔铜箔，所述多孔铜箔位于所述金属片和所述铜箔之间，所述金属片、所述铜箔和所述多孔铜箔压制在一起形成所述负极片。本实用新型可以提高负极片压片一次成型率，防止出现因负极金属片与模具粘结造成的压片破损或负极金属片延展与正极边缘接触造成的短路。

Description

一种负极片及全固态电池
技术领域
本实用新型涉及二次电池领域，特别是涉及一种负极片及全固态电池。
背景技术
目前锂离子二次电池大多采用有机液态电解液为锂离子传输媒介，然而，有机液态电解液的易挥发性对人体及环境都易造成不良影响，同时有机液态电解液的易燃性也给电池使用带来了极大的安全隐患。固体电解质因具有较高的离子电导率及优异的耐高温及难燃性能备受研究关注。锂金属因其具有很高的比容量，被认为是提高锂离子电池能量密度的理想负极材料。与在有机液态电解液中使用锂金属负极相比，全固态锂离子电池采用锂金属负极可有效避免锂枝晶析出而引发的短路，提高电池的安全性能。然而，锂金属因其质地柔软，在全固态电池制作中，当与固体电解质进行模压成型时，易产生延展，从而与模具表面粘连在一起，难以分离，造成压片损坏。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种负极片及全固态电池，可以提高负极片压片一次成型率，防止出现因负极金属片与模具粘结造成的压片破损或负极金属片延展与正极边缘接触造成的短路。
本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种负极片，包括金属片、作为集流体的铜箔和多孔铜箔，所述多孔铜箔位于所述金属片和所述铜箔之间，所述金属片、所述铜箔和所述多孔铜箔压制在一起形成所述负极片。
优选地，所述多孔铜箔的平均孔径在10-500μm之间。
优选地，所述多孔铜箔的厚度在10-100μm之间。
优选地，所述金属片为金属锂片。
一种全固态电池，包括电芯外壳和装入所述电芯外壳的电芯，所述电芯包括正极片、固体电解质和所述的负极，三者压制成型形成所述电芯。
优选地，所述全固态电池为全固态锂离子二次电池。
优选地，所述正极片包括正极、作为集流体的铝箔和多孔铝箔，所述多孔铝箔位于所述正极和所述铝箔之间，所述正极、所述铝箔和所述多孔铝箔压制在一起形成所述正极片。
优选地，所述多孔铝箔的平均孔径在10-500μm之间。
优选地，所述多孔铝箔的厚度在10-100μm之间。
本实用新型与现有技术对比的有益效果包括：本实用新型的多孔铜箔可以有效作为金属片的载体，金属片经施压后很容易嵌入该多孔铜箔中，作为集流体的普通铜箔可有效遮挡金属片因延展粘结到模具面壁上。借助金属片的延展性，金属片、多孔铜箔、光滑铜箔三者经施压后可有效粘结在一起，形成一个整体，铜箔作为集流体，易于在该集流体上引出极耳，提高了全固态电池的压片成型率及简化了制作工艺。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例中的负极片的分解示意图；
图2是本实用新型优选实施例中的全固态电池的制作过程示意图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本实用新型作进一步说明。
本实用新型提供一种负极片，其包括金属片、作为集流体的铜箔和多孔铜箔，所述多孔铜箔位于所述金属片和所述铜箔之间，所述金属片、所述铜箔和所述多孔铜箔压制在一起形成所述负极片。
在一个优选实施例中，如图1所示，负极片包括金属片1、作为集流体的铜箔2和多孔铜箔3，多孔铜箔3位于金属片1和铜箔2之间，三者压制在一起形成负极片。其中，多孔铜箔3的平均孔径在10-500μm之间为宜。多孔铜箔的厚度在10-100μm之间为宜。
本例中，金属片为金属锂片。金属锂虽然具有较高的比容量，但因其质地柔软，作为负极材料用在锂离子二次电池中较难制作。锂金属作为固体电池负极材料，不仅可以提高电池的能量密度，而且可以有效避免锂枝晶的析出，提高电池安全性能。但是，在全固态锂离子二次电池制作中，为了保证正极片、固体电解质、负极片之间的紧密接触，以有利于锂离子的顺利传输，需要在高压力下对上述三种部件(正极片、固体电解质、负极片)进行压片处理，因锂金属自身质地柔软，易于延展，若直接和模具接触，在高压力下会粘结到模具面壁，造成整个压片难以取下，破坏电池压片。另外，锂金属延展后也会产生弯曲而与正极接触，从而造成电池短路，因此，在本优选实施例中，在金属锂片和铜箔之间增加一层多孔铜箔，多孔铜箔可以有效作为金属锂片的载体，锂金属经施压后很容易嵌入该多孔铜箔中，下层的普通铜箔可有效遮挡金属锂片因延展粘结到模具面壁上，压片不易损坏。
在制作本优选实施例中的负极片时，在压片过程中，可以在金属锂片的下部依次垫入多孔铜箔、作为集流体的普通光滑铜箔，借助金属锂片的延展性，金属锂片、多孔铜箔、普通光滑铜箔三者经施压后可有效粘结在一起，形成一个整体，即得到负极片。
本实用新型还提供一种全固态电池，其包括电芯外壳和装入电芯外壳的电芯，电芯包括正极片、固体电解质和上述实施例中的负极，三者压制成型形成电芯。其中，在优选的实施例中全固态电池为全固态锂离子二次电池。更优的是，正极片包括正极、作为集流体的铝箔和多孔铝箔，多孔铝箔位于正极和铝箔之间，正极、铝箔和多孔铝箔压制在一起形成正极片。更优的是多孔铝箔的平均孔径在10-500μm之间；多孔铝箔的厚度在10-100μm之间。如图2所示，在一个实例中，全固态电池的制作包括如下步骤：
1、固体电解质粉末制备：将Li2S与P2O5按摩尔比80:20进行机械球磨后得固体电解质粉末
2、正极粉料制备：将单质硫与导电剂碳纳米纤维按一定质量比(3:1)进行均匀研磨后，得正极粉料(即正极)。
3、在模具4中依次加入经上述方法制备的固体电解质粉末5、正极6，随后在4吨的压力下进行压片，制得正极与步骤1得到的固体电解质粉末紧密结合的压实片，取出该压实片。
4、在模具中从下至上依次放入普通光滑铜箔2、多孔铜箔3、金属锂片1、步骤3中制得的压实片、多孔铝箔7、普通铝箔8，用4吨压力进行施压。压实片与金属锂片、多孔铜箔、普通光滑铜箔会紧密结合成一个整体，形成电芯。
5、取出步骤4得到的压片整体(即电芯)，分别在作为集流体的铜箔和铝箔上点焊极耳，并在该电芯外层包覆一层铝塑膜(即电芯外壳)，然后进行密闭封装。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种负极片，其特征在于：包括金属片、作为集流体的铜箔和多孔铜箔，所述多孔铜箔位于所述金属片和所述铜箔之间，所述金属片、所述铜箔和所述多孔铜箔压制在一起形成所述负极片。
2.如权利要求1所述的负极片，其特征在于：所述多孔铜箔的平均孔径在10-500μm之间。
3.如权利要求1或2所述的负极片，其特征在于：所述多孔铜箔的厚度在10-100μm之间。
4.如权利要求1或2所述的负极片，其特征在于：所述金属片为金属锂片。
5.一种全固态电池，其特征在于：包括电芯外壳和装入所述电芯外壳的电芯，所述电芯包括正极片、固体电解质和权利要求1-4任意一项所述的负极片，三者压制成型形成所述电芯。
6.如权利要求5所述的全固态电池，其特征在于：所述全固态电池为全固态锂离子二次电池。
7.如权利要求5或6所述的全固态电池，其特征在于：所述正极片包括正极、作为集流体的铝箔和多孔铝箔，所述多孔铝箔位于所述正极和所述铝箔之间，所述正极、所述铝箔和所述多孔铝箔压制在一起形成所述正极片。
8.如权利要求7所述的全固态电池，其特征在于：所述多孔铝箔的平均孔径在10-500μm之间。
9.如权利要求7所述的全固态电池，其特征在于：所述多孔铝箔的厚度在10-100μm之间。
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