CN211017282U - 一种锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
一种锂离子电池，包括电芯，电芯由若干正极片和负极片堆叠而成，所述正极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体两面上的正极活性物质层；所述负极片包括负极集流体、涂覆于负极集流体两面上的负极活性物质层以及涂覆于负极活性物质层表面的功能涂层。本实用新型锂离子电池采用功能涂层取代隔膜，提高了电池的体积能量密度，改善电池对电解液的浸润和吸附性能，增强与极片的粘附力，减小隔膜张力对电池性能的影响，提高电池的阻燃性，从而提升电池的性能与安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池。
背景技术
2019年，国内外动力电池技术领域出现了多个创新性的变化，补贴退坡与市场竞争加剧助推动力电池能量密度进一步提升和成本降低，体现了动力电池技术的发展趋势，但也带来了更高的安全风险。隔膜作为电池内部非活性成分，占据电池内部较大体积，导致锂离子电池体积能量密度受限。现有隔膜在较高温度下容易发生热收缩，使得正负极片直接接触，形成内短路，进而引起起火或爆炸危险。现有叠片式电池将预制的正/负极片用隔膜间隔交替堆叠形成Z型叠片电芯，对隔膜的张力以及拉伸性能都有很高要求，且隔膜与正负极片之间的粘结性不强，将会影响电池使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种离子电池，其能够提高电池的体积能量密度，解决隔膜在使用过程中张力控制不当引起的电芯变形问题，改善隔膜的耐高温性、对电解液的浸润和吸附性能以及与电极间的粘结性，提升电池的性能与安全性。
本实用新型是通过下述技术方案来实现的。
一种锂离子电池，包括电芯，电芯由若干正极片和负极片堆叠而成，所述正极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体两面上的正极活性物质层；
所述负极片包括负极集流体、涂覆于负极集流体两面上的负极活性物质层以及涂覆于负极活性物质层表面的功能涂层。
本实用新型进一步的改进在于，负极活性物质层包括硅碳负极层和硅氧碳负极层，硅碳负极层设置在负极集流体上，硅氧碳负极层设置在硅碳负极层上。
本实用新型进一步的改进在于，硅氧碳负极层的厚度为5-50μm，所述硅碳负极层的厚度为50-100μm。
本实用新型进一步的改进在于，所述正极)与负极片交错堆叠，负极片置于最上层和最下层。
本实用新型进一步的改进在于，所述正极片顶部边缘连接有正极耳，所述负极片的底部边缘连接有负极耳。
本实用新型进一步的改进在于，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。
本实用新型进一步的改进在于，所述功能涂层的厚度为5～10μm。
本实用新型进一步的改进在于，所述负极片比正极片两侧各宽0.5～1.5mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型使用功能涂层代替隔膜，提高了电芯内部空间利用率，提高电池的体积能量密度。通过设置负极活性物质层，改善电池对电解液的浸润和吸附性能，提高与极片的粘附作用。叠片式电池由正负极片交替堆叠而成，不需要对隔膜张力进行调控，不会出现循环过程中由于极片膨胀导致拐角处隔膜的过度拉伸。
进一步的，外层采用硅氧碳负极层和内层采用硅碳负极层的双层结构，利用硅氧碳层的缓冲作用，抑制硅碳层的膨胀，在提升电池能量密度的前提下，进一步改善了电池的循环性能。
附图说明
图1是本实用新型立体示意图；
图2是本实用新型结构示意图；
图中：1、正极片；2、负极片；3、正极集流体；4、正极活性物质；5、负极集流体；6、负极活性物质层；7、硅碳负极层；8、硅氧碳负极层；9、功能涂层；10、正极耳；11、负极耳。
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作进一步的详细描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参考图1和图2，本实用新型提供一种无隔膜叠片式锂离子电池，包括电芯，电芯由正极片1和负极片2堆叠而成，所述正极片1包括正极集流体3和涂覆于正极集流体3两面上的正极活性物质层4，所述负极片2包括负极集流体5、涂覆于负极集流体5两面上的负极活性物质层6以及涂覆于负极活性物质层6表面的一层功能涂层9，所述功能涂层9厚度为5～10μm，所述功能涂层9包括高分子和凹凸棒土，所述高分子为聚偏氟乙烯，所述凹凸棒土的直径为50nm，长度为3μm，所述高分子和凹凸棒土的质量比为5：1，所述正极片1与负极片2交错堆叠，负极片2置于最上层和最下层，负极片2相较正极片1两侧各宽0.5～1.5mm。
其中，负极活性物质层6包括硅碳负极层7和硅氧碳负极层8，硅碳负极层7设置在负极集流体5上，硅氧碳负极层8设置在硅碳负极层7上。
硅氧碳负极层的厚度为5-50μm，所述硅碳负极层的厚度为50-100μm。
所述正极片1顶部边缘连接有正极耳10，所述负极片2的底部边缘连接有负极耳11。
所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。
根据使用需求在负极集流体5上涂覆硅碳负极层7，在涂覆硅碳负极层7上涂覆硅氧碳负极层8形成双层结构，利用硅氧碳负极层8的缓冲作用，抑制硅碳负极层7的膨胀，在提升电池能量密度的前提下，进一步改善了电池的循环性能。
在负极片2表面涂覆功能涂层9，代替现有隔膜，为电极材料节省出更多空间，有利于提高电池体积能量密度，凹凸棒土具有良好的热稳定性、耐高温、阻燃性，填充入高分子中，能够提升涂层的耐高温性及机械强度，扩展电池的工作温度区间，提高电池的安全性，凹凸棒土表面含有大量羟基官能团，能够改善电池对电解液的浸润和吸附性能，提高与极片的粘附作用，组装的叠片式电池不需要隔膜，直接将正极片1与负极片2交错堆叠形成，不需要对隔膜张力进行调控，不会出现循环过程中由于极片膨胀导致拐角处隔膜的过度拉伸，提高了电池的循环稳定性，可有效降低电池的制造成本。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括电芯，电芯由若干正极片(1)和负极片(2)堆叠而成，所述正极片(1)包括正极集流体(3)和涂覆于正极集流体(3)两面上的正极活性物质层(4)；
所述负极片(2)包括负极集流体(5)、涂覆于负极集流体(5)两面上的负极活性物质层(6)以及涂覆于负极活性物质层(6)表面的功能涂层(9)。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，负极活性物质层(6)包括硅碳负极层(7)和硅氧碳负极层(8)，硅碳负极层(7)设置在负极集流体(5)上，硅氧碳负极层(8)设置在硅碳负极层(7)上。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池，其特征在于，硅氧碳负极层的厚度为5-50μm，所述硅碳负极层的厚度为50-100μm。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述正极片(1)与负极片(2)交错堆叠，负极片(2)置于最上层和最下层。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述正极片(1)顶部边缘连接有正极耳(10)，所述负极片(2)的底部边缘连接有负极耳(11)。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述正极集流体(3)为铝箔，所述负极集流体为铜箔。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述功能涂层(9)的厚度为5～10μm。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述负极片(2)比正极片(1)两侧各宽0.5～1.5mm。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112259796A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-22 | 珠海冠宇动力电池有限公司 | 一种叠片电芯和锂离子电池 |
| CN114068868A (zh) * | 2020-07-31 | 2022-02-18 | 北京小米移动软件有限公司 | 极片、电池包以及极片的制作方法 |
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