CN210897343U - 一种对称电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种对称电池，包括依次层叠的第一铝塑膜、第一工作电极、第二工作电极以及第二铝塑膜，所述第一工作电极与第二工作电极尺寸一致，所述第一工作电极与所述第一铝塑膜固定，所述第二工作电极与第二铝塑膜固定，且所述第一工作电极与第二工作电极之间设置有隔膜；所述第一铝塑膜与第二铝塑膜密封连接后，所述第一工作电极与第二工作电极正对设置；本实用新型通过与工作电极尺寸相同的隔膜将工作电极固定在铝塑膜上，将两片铝塑膜直接扣合塑封制备电池，极大增加了两个电极的对齐度，简化了操作过程。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体属于一种对称电池。
背景技术
锂离子电池于上世纪80年代进入实际应用，因其具有能量密度高、体积小、寿命长、绿色无污染等优点，已经广泛应用于便携式电子产品市场、电动汽车行业等领域。锂离子电池由正极材料极片、负极材料极片、隔膜和电解液等制备成型，对于成型锂离子电池的电化学性能已经有了较为全面的研究，但是对于针对性的、单独的正极材料极片或负极材料极片的电化学性能表现则研究较少。
当前锂离子对称电池的制作主要是将所要研究的电池材料组装成全电池进行充放电操作，将电池调整在不同的荷电状态(SOC)，然后拆解全电池，取出需要研究的同性极片与对电极进行组装成对称电池。首先，目前无锂源材料对称电池中的对电极主要采用铜箔上面压锂或锂化合物等材料来制备，由于铜箔质地较柔软，操作过程有一定的难度，电极不容易对齐；
两个工作电极在对称电池中相当于一个正极，一个负极，正负极对齐的部分才能工作，没有对齐的电极部分不会工作，相当于没用。因此，对称电池的对齐度越接近，才能尽可能使工作电极100％利用，避免资源浪费。
目前对称电池多数都是将一片铝塑膜两边对称冲坑，然后中间对折三边塑封来制备，这种结构电极对齐度不好控制，放置工作电极的铝塑膜冲坑大小和深度不好控制导致工作电极的固定性相对较差。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种对称电池，解决现有技术中对称电池的电极对齐度差的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种对称电池，包括依次层叠的第一铝塑膜、第一工作电极、第二工作电极以及第二铝塑膜，所述第一工作电极与第二工作电极尺寸一致，所述第一工作电极与所述第一铝塑膜固定，所述第二工作电极与第二铝塑膜固定，且所述第一工作电极与第二工作电极之间设置有隔膜；所述第一铝塑膜与第二铝塑膜密封连接后，所述第一工作电极与第二工作电极正对设置；所述第一工作电极上连接有第一极耳，第二工作电极上连接有第二极耳，所述第一极耳引出至所述第一铝塑膜外，所述第二极耳引出至所述第二铝塑膜外，且所述第一极耳与第二极耳之间不接触。
进一步的，所述隔膜包括第一隔膜和第二隔膜，所述第一隔膜和第二隔膜的尺寸一致，所述第一隔膜将第一工作电极固定在第一铝塑膜上，所述第二隔膜将第二工作电极固定在第二铝塑膜上。
进一步的，所述第一隔膜和第二隔膜均为隔膜袋，工作电极套装在隔膜袋中。
进一步的，所述第一隔膜与第二隔膜均为单层隔膜，所述第一工作电极设置在第一铝塑膜与第一隔膜之间，所述第二工作电极设置在第二铝塑膜与第二隔膜之间。
进一步的，所述第一隔膜和第二隔膜分别通过胶带固定在第一铝塑膜与第二铝塑膜上。
进一步的，所述第一铝塑膜与第二铝塑膜上设置有第一冲坑和第二冲坑，所述第一冲坑与第二冲坑的尺寸一致，第一隔膜设置在第一冲坑内，第二隔膜设置在第二冲坑内，所述第一冲坑的尺寸与第一隔膜的尺寸相同。
进一步的，所述第一铝塑膜与第二铝塑膜的尺寸一致，且第一铝塑膜的尺寸大于隔膜的尺寸。
进一步的，工作电极与极耳之间采用焊接，第一工作电极与第一极耳焊接处以及第二工作电极与第二极耳焊接处粘有极耳胶。
进一步的，第一铝塑膜与第二铝塑膜的接触边采用塑封方式密封连接。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型采用两片的尺寸一致的第一工作电极和第二工作电极，第一工作电极和第二工作电极之间设置有隔膜，由于采用尺寸相同的第一隔膜与第二隔膜，且第一隔膜固定第一工作电极，第二隔膜固定第二工作电极，保证了第一工作电极与第二工作电极完全固定在相应的第一隔膜与第二隔膜内，第一工作电极不会在第一隔膜内移动，第二工作电极不会在第二隔膜内移动，而影响第一工作电极与第二工作电极的对齐度，而且由于第一工作电极与第二工作电极相对设置，进一步保证了第一工作电极与第二工作电极的对齐度，提高第一工作电极与第二工作电极的利用率，避免了资源浪费，同时，通过第一隔膜和第二隔膜确定第一工作电极和第二工作电极之间的对齐度，简化操作，很好的提高了操作的便捷性，第一工作电极和第二工作电极之间，没有额外的隔膜，电池内阻得到了保证。
进一步的，本实用新型采用双隔膜袋法，即将两个工作电极分别置于两个隔膜袋中固定在两片铝塑膜上，很好的对齐电极、操作过程更加便捷，与现有技术中的两个隔膜袋之间还有一层隔膜袋相比，本实用新型的电池内阻更低，而且将工作电极置于隔膜袋中，工作电极与铝塑膜之间会有一层隔膜存在，能减少自放电、提高电池的安全性。
本实用新型的第一铝塑膜与第二铝塑膜的尺寸相同，固定两个工作电极的隔膜尺寸相同，直接对称放置后将第一路铝塑膜与第二铝塑膜接触边塑封，增加了第一工作电极与第二工作电极的对齐度，而且两个隔膜袋的构造能提高电池安全性。
附图说明
图1为本实用新型的结构分解图；
图2为制备本实用新型的分解图。
附图中：1-第一铝塑膜，2-第二铝塑膜，3-第一隔膜袋，4-第二隔膜袋，5-第一极耳，6-对电极，7-第一工作电极，8-第二工作电极，9-第二极耳，10-第三极耳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种原材料、试剂和仪器设备均可通过市场购买得到。
如图1所示，本实用新型提供一种对称电池，包括依次层叠的第一铝塑膜1、第一工作电极7、第二工作电极8以及第二铝塑膜2，所述第一工作电极7与第二工作电极8尺寸一致，所述第一工作电极7与所述第一铝塑膜1固定，所述第二工作电极8与第二铝塑膜2固定，且所述第一工作电极7与第二工作电极8之间设置有隔膜，其中，隔膜用于将第一工作电极7和第二工作电极8隔离开；所述第一铝塑膜1与第二铝塑膜2密封连接后，所述第一工作电极7与第二工作电极8正对设置；所述第一工作电极7上连接有第一极耳5，第二工作电极8连接有第二极耳9，且所述第一极耳5引出至所述第一铝塑膜1外，第二极耳9引出至所述第二铝塑膜2外，第一极耳5与第二极耳9之间不接触。
第一工作电极7与第一极耳5的连接方式以及第二工作电极8与第二极耳9的连接方式均为焊接，第一工作电极7与第一极耳5的焊接处以及第二工作电极8与第二极耳9的焊接处粘有极耳胶，防止电池发生短。
上述第一工作电极7与第二工作电极8取自同一批次的产品。
本实用新型中所述隔膜包括第一隔膜3和第二隔膜4，所述第一隔膜3和第二隔膜4的尺寸一致，同时，第一隔膜3的尺寸与第二工作电极的尺寸一致，所述第一隔膜3固定第一工作电极7，所述第二隔膜4固定第二工作电极8。
在本实用新型的某一实施例中，第一隔膜3与第二隔膜4均为单层隔膜，单层隔膜的尺寸与第一工作电极7一致，所述第一工作电极7设置在第一铝塑膜1与单层隔膜之间，第一隔膜3紧固第一工作电极7，所述第二工作电极8设置在第二铝塑膜2与单层隔膜之间，第二隔膜4紧固第二工作电极8。
在本实用新型的某一实施例中，如图1所示，所述隔膜包括第一隔膜3和第二隔膜4，第一隔膜3与第二隔膜4均为隔膜袋，所述第一工作电极7包裹第一隔膜3后与所述第一铝塑膜1固定，所述第二工作电极8包裹第二隔膜后与第二铝塑膜2固定。
在本实用新型的某一实施例中，第一隔膜3为隔膜袋，第二隔膜4为单层隔膜，当第一铝塑膜1上固定的第一隔膜3为隔膜袋，第二铝塑膜2上固定的第二隔膜4为单层隔膜时，第一工作电极7套装在第一铝塑膜1上固定的隔膜袋内，第二工作电极8放置在第二铝塑膜2与单层隔膜之间；当第二铝塑膜2上固定的第二隔膜4为隔膜袋，第一铝塑膜1上固定的第一隔膜3为单层隔膜时，第一工作电极7放置在第一铝塑膜1与单层隔膜之间，第二工作电极8套装在第二铝塑膜2上固定的隔膜袋内。
在本实新型的某一实施例中，第一隔膜3与第二隔膜4分别通过胶带固定在第一铝塑膜1与第二铝塑膜2上。
在本实用新型的某一实施例中，所述第一铝塑膜1与第二铝塑膜2上设置有第一冲坑和第二冲坑，所述第一冲坑与第二冲坑的尺寸相同，第一隔膜3与第二隔膜4分别放置在第一冲坑和第二冲坑内，所述第一冲坑的尺寸与第一隔膜3的尺寸相同，所述第一隔膜3和第一工作电极7组合后的厚度与第一冲坑的深度相同，所述第二隔膜4和第二工作电极8组合后的厚度与第一隔膜3和第一工作电极7组合后的厚度相同，所述第一冲坑的深度与第二冲坑的深度相同，第一冲坑和第二冲坑分别固定第一工作电极7和第二工作电极8，第一工作电极7和第二工作电极8不会随意移动，确保电池的效率。
需要注意的是，在制备本实用新型时，需要使用对电极制备本实用新型，且对电极6的尺寸要大于第一工作电极7和第二工作电极8的尺寸，使得第一工作电极7与第二工作电极8完全在对电极6的面积范围之内；对电极6上焊接有第三极耳10，第一极耳5与第三极耳10以及第二极耳9与第三极耳10在不同侧引出；在本实用新型的某一实施例中，当对电极6引出第三极耳10，第一极耳5与第二极耳9在第三极耳10的垂直侧引出或者第一极耳5从第三极耳10的相对侧引出，第二极耳9从第三极耳10的垂直侧引出。
制备本实用新型时，第一工作电极7的第一极耳5与第二工作电极8的第二极耳9均连接电源正极，对电极6的第三极耳10连接电源负极，第一工作电极7以及第二工作电极8至少经过两次充放电循环达到所需的荷电状态。
目前制备对称电池的对电极为石墨、锂片、含锂化合物材料，质地不易操作，本实用新型采用质地较好的镍箔镀锂或者多孔镍箔上压锂来替代现有技术中的对电极6，提高了操作便捷性和电极对齐度。
如图2所示为制备本实用新型的某一实施例，其制备方法包括以下步骤：
1)取两片模切好的尺寸一致的同性电极为第一工作电极7与第二工作电极8，第一工作电极7焊接第一极耳5，第二工作电极8焊接第二极耳9；然后制备两个尺寸一致的隔膜袋，隔膜袋内面积与两个工作电极的面积一致，防止工作电极在隔膜袋内移动影响电极的对齐度；分别将两个工作电极置于隔膜袋内，将两个隔膜袋用胶带固定在两片铝塑膜上面，采用三明治层叠方式将两片铝塑膜和对电极6扣合之后，且保证两个隔膜袋关于对电极镜面对称，然后三边塑封铝塑膜；
其中，对电极模切后的面积需大于工作电极，确保工作电极的极耳和对电极的极耳在不同侧引出，注入适量电解液，第一次封口。
2)将第一工作电极7的第一极耳5与第二工作电极8的第二极耳9均与电源正极连接，对电极6的第三极耳10与电源负极连接，充放电循环至少两次，然后调整到目标荷电状态。
3)剪开对电极6的第三极耳10塑封侧的铝塑膜，取出对电极，再次四边封口操作，制备出目标对称电池。
在本实施例中如果工作电极为无锂源材料时，使用镀锂镍箔或者压锂多孔镍箔作为对电极；本实施例可以制备相同循环状态下的不同荷电状态的对称电池，也可以制备不同循环状态下的相同荷电状态的电池，以此来对工作电极的性能进行充分的测试。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上使用单层隔膜替代隔膜袋，将单层隔膜直接固定在铝塑膜上面，将第一工作电极置于隔膜与第一铝塑膜之间，将第二工作电极置于隔膜与第二铝塑膜之间，然后再将两个铝塑膜复合，两个工作电极的极耳从对电极极耳的垂直侧引出或者两个工作电极的其中一个极耳从对电极极耳的相对侧引出，另一个极耳从对电极极耳垂直方向引出，其他操作过程均不变。
Claims (9)
1.一种对称电池，其特征在于，包括依次层叠的第一铝塑膜(1)、第一工作电极(7)、第二工作电极(8)以及第二铝塑膜(2)，所述第一工作电极(7)与第二工作电极(8)尺寸一致，所述第一工作电极(7)与所述第一铝塑膜(1)固定，所述第二工作电极(8)与第二铝塑膜(2)固定，且所述第一工作电极(7)与第二工作电极(8)之间设置有隔膜；所述第一铝塑膜(1)与第二铝塑膜(2)密封连接后，所述第一工作电极(7)与第二工作电极(8)正对设置；所述第一工作电极(7)上连接有第一极耳(5)，第二工作电极(8)上连接有第二极耳(9)，所述第一极耳(5)引出至所述第一铝塑膜(1)外，所述第二极耳(9)引出至所述第二铝塑膜(2)外，且所述第一极耳(5)与第二极耳(9)之间不接触。
2.根据权利要求1所述的一种对称电池，其特征在于，所述隔膜包括第一隔膜(3)和第二隔膜(4)，所述第一隔膜(3)和第二隔膜(4)的尺寸一致，所述第一隔膜(3)将第一工作电极(7)固定在第一铝塑膜(1)上，所述第二隔膜(4)将第二工作电极(8)固定在第二铝塑膜(2)上。
3.根据权利要求2所述的一种对称电池，其特征在于，所述第一隔膜(3)和第二隔膜(4)均为隔膜袋，工作电极套装在隔膜袋中。
4.根据权利要求2所述的一种对称电池，其特征在于，所述第一隔膜(3)与第二隔膜(4)均为单层隔膜，所述第一工作电极(7)设置在第一铝塑膜(1)与第一隔膜(3)之间，所述第二工作电极(8)设置在第二铝塑膜(2)与第二隔膜(4)之间。
5.根据权利要求2所述的一种对称电池，其特征在于，所述第一隔膜(3)和第二隔膜(4)分别通过胶带固定在第一铝塑膜(1)与第二铝塑膜(2)上。
6.根据权利要求2所述的一种对称电池，其特征在于，所述第一铝塑膜(1)与第二铝塑膜(2)上设置有第一冲坑和第二冲坑，所述第一冲坑与第二冲坑的尺寸一致，第一隔膜(3)设置在第一冲坑内，第二隔膜(4)设置在第二冲坑内，所述第一冲坑的尺寸与第一隔膜(3)的尺寸相同。
7.根据权利要求1所述的一种对称电池，其特征在于，所述第一铝塑膜(1)与第二铝塑膜(2)的尺寸一致，且第一铝塑膜(1)的尺寸大于隔膜的尺寸。
8.根据权利要求1所述的一种对称电池，其特征在于，工作电极与极耳之间采用焊接。
9.根据权利要求1所述的一种对称电池，其特征在于，第一铝塑膜(1)与第二铝塑膜(2)的接触边采用塑封方式密封连接。
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| CN113078374A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-06 | 湖南美尼科技有限公司 | 一种对称电池及测试方法 |
| CN114114042A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-03-01 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种可分开表征全电池中正负极阻抗的方法 |
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