CN209561560U - 一种新型硅碳复合负极的锂电池 - Google Patents

一种新型硅碳复合负极的锂电池 Download PDF

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杨庆亨
郭再萍
马紫峰
廖小珍
巢亚军
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Abstract

本实用新型公开了一种新型硅碳复合负极的锂电池，涉及锂电池技术领域，为解决现有的硅碳复合负极锂电池电芯极耳与集电箔的焊接，难以确保足够的焊接强度，不能及时观察电池是否损坏的问题。所述锂电池主体的外部设置有尼龙层，所述尼龙层的内部设置有第一粘合涂层，所述第一粘合涂层的内部设置有铝箔，所述铝箔的内部设置有转化膜层，所述转化膜层的内部设置有第二粘合涂层，所述第二粘合涂层的内部设置有聚烯烃层，所述聚烯烃层的内部设置有电芯，所述电芯上端的两侧均安装有极耳，所述极耳的外部安装有绝缘片，所述电芯的内部设置有电解液，所述电解液的外部安装有PET保护膜，所述电芯的内部安装有正极片。

Description

一种新型硅碳复合负极的锂电池
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，具体为一种新型硅碳复合负极的锂电池。
背景技术
自上世纪九十年代起，在众多的能源替代品中，锂电池以较高的能量密度、良好的循环性、无记忆效应等特点受到人们的密切关注，纳米硅碳作为锂离子电池负极材料，具有高储锂容量（其室温理论容量高达三千五百八十毫安时每克，远超石墨（三百七十二毫安时每克）、良好电子通道、较小应变及促使SEI膜稳定生长的环境，基于上述优点，该材料有望取代石墨成为下一代高能量密度锂离子电池负极材料。
但是，现有的硅碳复合负极锂电池电芯极耳与集电箔的焊接，难以确保足够的焊接强度，不能及时观察电池是否损坏；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种新型硅碳复合负极的锂电池。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型硅碳复合负极的锂电池，以解决上述背景技术中提出的现有的硅碳复合负极锂电池电芯极耳与集电箔的焊接，难以确保足够的焊接强度，不能及时观察电池是否损坏的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型硅碳复合负极的锂电池，包括锂电池主体，所述锂电池主体的外部设置有尼龙层，所述尼龙层的内部设置有第一粘合涂层，所述第一粘合涂层的内部设置有铝箔，所述铝箔的内部设置有转化膜层，所述转化膜层的内部设置有第二粘合涂层，所述第二粘合涂层的内部设置有聚烯烃层，所述聚烯烃层的内部设置有电芯，所述电芯上端的两侧均安装有极耳，所述极耳的外部安装有绝缘片，所述电芯的内部设置有电解液，所述电解液的外部安装有PET保护膜，所述电芯的内部安装有正极片，所述正极片的一侧设置有第一隔膜，所述第一隔膜的一侧安装有负极片，所述负极片的一侧设置有第二隔膜，所述绝缘片的内部设置有金属基层，所述金属基层的外部设置有镀镍层。
优选的，所述尼龙层与第一粘合涂层胶接连接，所述第一粘合涂层与铝箔胶接连接，所述转化膜层与第二粘合涂层胶接连接，所述第二粘合涂层与聚烯烃层胶接连接。
优选的，所述镀镍层的厚度设置为二微米。
优选的，所述电芯与绝缘片密封连接。
优选的，所述极耳嵌入绝缘片的内部。
优选的，所述金属基层与绝缘片固定连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过设置有尼龙层，尼龙层耐磨，抵抗外部穿刺以及辅助冷冲压成型，即在冲压成型的过程中不破裂脱层，铝箔主要起到阻隔的作用，保证冷冲压成型，转化膜层主要提高复合膜的耐腐蚀性以及铝箔与第二粘合涂层的粘合强度；
2、本实用新型通过第二粘合涂层将铝箔与聚烯烃层高强度粘接，并且起到阻隔作用，聚烯烃层主要功能是提供良好的热封性能，即封口牢固严密，耐电解液性能稳定，耐穿刺，以及辅助阻隔作用；
3、本实用新型通过镀镍层的厚度设定为三微米以下，因此，能够极力地抑制金属基层的缘部处的电镀部的局部发展，能够提高极耳与绝缘片的接合强度，金属基层的厚度设置在一百微米到五百微米之间，镀镍层设定为镍含量为百分之九十九点九以上，锡含量为百分之零点零一以下，锌含量为百分之零点零一以下，通过使镀镍层为这样的特定的金属组成，在镀镍层与集电箔的焊接中能够确保充分的焊接强度；
4、本实用新型通过将锂电池主体的外部包装设置为软包装结构，发生安全问题时，软包装电池一般会鼓气裂开，可以直观的观察到电池的损坏，便于及时更换，而不像钢壳或铝壳电芯那样发生爆炸，重量轻，软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻百分之四十，较铝壳锂电池轻百分之二十。
附图说明
图1为本实用新型的锂电池主体的结构示意图；
图2为本实用新型的电芯的结构示意图；
图3为本实用新型的绝缘片的结构示意图。
图中：1、锂电池主体；2、尼龙层；3、第一粘合涂层；4、铝箔；5、转化膜层；6、第二粘合涂层；7、聚烯烃层；8、电芯；9、PET保护膜；10、极耳；11、绝缘片；12、电解液；13、正极片；14、第一隔膜；15、负极片；16、第二隔膜；17、金属基层；18、镀镍层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-3，本实用新型提供的一种实施例：一种新型硅碳复合负极的锂电池，包括锂电池主体1，锂电池主体1的外部设置有尼龙层2，尼龙层2的内部设置有第一粘合涂层3，第一粘合涂层3的内部设置有铝箔4，铝箔4的内部设置有转化膜层5，转化膜层5的内部设置有第二粘合涂层6，第二粘合涂层6的内部设置有聚烯烃层7，聚烯烃层7的内部设置有电芯8，电芯8上端的两侧均安装有极耳10，极耳10的外部安装有绝缘片11，电芯8的内部设置有电解液12，电解液12的外部安装有PET保护膜9，电芯8的内部安装有正极片13，正极片13的一侧设置有第一隔膜14，第一隔膜14的一侧安装有负极片15，负极片15的一侧设置有第二隔膜16，绝缘片11的内部设置有金属基层17，金属基层17的外部设置有镀镍层18。
进一步，尼龙层2与第一粘合涂层3胶接连接，第一粘合涂层3与铝箔4胶接连接，转化膜层5与第二粘合涂层6胶接连接，第二粘合涂层6与聚烯烃层7胶接连接。
进一步，镀镍层18的厚度设置为二微米，能够极力地抑制金属基层17的缘部处的电镀部的局部发展，能够提高极耳10与绝缘片11的接合强度。
进一步，电芯8与绝缘片11密封连接，避免电解液12泄露。
进一步，极耳10嵌入绝缘片11的内部，极耳10是从电芯8中将正负极引出来的金属导电体，是在进行充放电时的接触点。
进一步，金属基层17与绝缘片11固定连接，提高极耳10与绝缘片11的接合强度。
工作原理：使用时，纳米硅碳作为锂离子电池负极材料，具有高储锂容量,良好电子通道、较小应变及促使SEI膜稳定生长的环境，当对电池进行充电时，电池的正极片13上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液12运动到负极片15，硅碳复合负极构成负极片15，硅碳复合材料能够综合硅材料与碳材料各自的优势，发挥出更优异的性能，碳材料还具有良好的柔韧性和润滑性，能够在一定程度上抑制硅材料在循环过程中的体积膨胀，它有很多微孔，到达负极片15的锂离子就嵌入到微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高，同样道理，当对电池进行放电时，即我们使用电池的过程，嵌在负极片15中的锂离子脱出，又运动回到正极片13内部，回到正极片13的锂离子越多，放电容量越高，第一隔膜14与第二隔膜16避免正极片13与负极片15接触造成内部短路，锂电池主体1的外部包装设置为软包装结构，发生安全问题时，软包装电池一般会鼓气裂开，可以直观的观察到电池的损坏，便于及时更换，尼龙层2耐磨，抵抗外部穿刺以及辅助冷冲压成型，即在冲压成型的过程中不破裂脱层，铝箔4主要起到阻隔的作用，保证冷冲压成型，转化膜层5主要提高复合膜的耐腐蚀性以及铝箔4与第二粘合涂层6的粘合强度。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种新型硅碳复合负极的锂电池，包括锂电池主体（1），其特征在于：所述锂电池主体（1）的外部设置有尼龙层（2），所述尼龙层（2）的内部设置有第一粘合涂层（3），所述第一粘合涂层（3）的内部设置有铝箔（4），所述铝箔（4）的内部设置有转化膜层（5），所述转化膜层（5）的内部设置有第二粘合涂层（6），所述第二粘合涂层（6）的内部设置有聚烯烃层（7），所述聚烯烃层（7）的内部设置有电芯（8），所述电芯（8）上端的两侧均安装有极耳（10），所述极耳（10）的外部安装有绝缘片（11），所述电芯（8）的内部设置有电解液（12），所述电解液（12）的外部安装有PET保护膜（9），所述电芯（8）的内部安装有正极片（13），所述正极片（13）的一侧设置有第一隔膜（14），所述第一隔膜（14）的一侧安装有负极片（15），所述负极片（15）的一侧设置有第二隔膜（16），所述绝缘片（11）的内部设置有金属基层（17），所述金属基层（17）的外部设置有镀镍层（18）。
2.根据权利要求1所述的一种新型硅碳复合负极的锂电池，其特征在于：所述尼龙层（2）与第一粘合涂层（3）胶接连接，所述第一粘合涂层（3）与铝箔（4）胶接连接，所述转化膜层（5）与第二粘合涂层（6）胶接连接，所述第二粘合涂层（6）与聚烯烃层（7）胶接连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型硅碳复合负极的锂电池，其特征在于：所述镀镍层（18）的厚度设置为二微米。
4.根据权利要求1所述的一种新型硅碳复合负极的锂电池，其特征在于：所述电芯（8）与绝缘片（11）密封连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型硅碳复合负极的锂电池，其特征在于：所述极耳（10）嵌入绝缘片（11）的内部。
6.根据权利要求1所述的一种新型硅碳复合负极的锂电池，其特征在于：所述金属基层（17）与绝缘片（11）固定连接。
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CN113193203A (zh) * 2021-04-14 2021-07-30 上海大学(浙江·嘉兴)新兴产业研究院 一种硅碳负极片及其制备方法和锂离子电池
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