CN214203735U - 一种极片及无隔膜锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电池技术领域中的一种极片及带有该极片的无隔膜锂离子电池，该极片包括集流体及涂覆于集流体上的活性材料层，活性材料层的表面设有带若干孔隙的多孔薄膜。本实用新型克服了当前带有隔膜的锂离子电池重量大、能量密度低的缺陷，能够减轻锂离子电池的重量，有利于提高电池的能量密度，减少锂离子电池的成本。

Description

一种极片及无隔膜锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体的说，是涉及一种极片及无隔膜锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其具有无记忆效应、能量密度高、长循环寿命、环境友好、以及优良的电化学性能和无污染等特性，被广泛应用在各种电子产品中。目前的锂离子电池主要包括正极片、负极片、电解液以及隔膜，其中，隔膜的作用主要是将正极片和负极片隔开，从而避免出现内部短路的情况。

然而，采用这种结构的锂离子电池，由于多使用了隔膜而导致重量增大，不利于提高锂离子电池的能量密度；更重要的是，隔膜的增加极大地提高了锂离子电池的成本。

上述缺陷，值得改进。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种极片及无隔膜锂离子电池。

本实用新型技术方案如下所述：

一种极片，包括集流体及涂覆于所述集流体上的活性材料层，其特征在于，所述活性材料层的表面设有带若干孔隙的多孔薄膜。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述多孔薄膜的孔隙率为90-95%。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述孔隙的孔径为20-30nm。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述多孔薄膜的厚度为1-2μm。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述集流体的厚度为3-6μm。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述集流体包括薄膜基材层及位于所述薄膜基材层上下表面的金属层。

进一步的，所述金属层为铜层或铝层。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述活性材料层由正极活性材料涂覆形成，所述正极活性材料为磷钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂中的任一种。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述活性材料层由负极活性材料涂覆形成，所述负极活性材料为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管中的任一种。

另一方面，一种无隔膜锂离子电池，包括正极片、负极片以及电解液，其特征在于，所述正极片或所述负极片为上述的极片。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型克服了当前带有隔膜的锂离子电池重量大、能量密度低的缺陷，能够减轻锂离子电池的重量，有利于提高电池的能量密度，减少锂离子电池的成本。

附图说明

图1为本实用新型中极片的结构示意图；

图2为本实用新型中无隔膜锂离子电池中另一极片的结构示意图；

图3为本实用新型中集流体的结构示意图。

在图中，10-集流体；11-薄膜基材层；12-第一金属层；13-第二金属层；

20-活性材料层；

30-多孔薄膜。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1、图3所示，一种极片，包括集流体10及涂覆于集流体10上的活性材料层20，活性材料层20的表面设有带若干孔隙的多孔薄膜30，通过多孔薄膜30的设置，防止在锂离子电池中，该极片与另一没有设置多孔薄膜的极片直接接触而发生的短路现象。

当前锂离子电池需要使用隔膜来阻隔正极片和负极片的接触，而防止内部短路，这无疑加大了锂离子电池的成本，提高了锂离子电池的重量，不利于锂离子电池能量密度的增加。本实用新型克服了上述缺陷，能够减轻锂离子电池的重量，有利于提高电池的能量密度，减少锂离子电池的成本。

根据极片应用的不同，该极片可以作为正极片，也可以作为负极片，或者正极片和负极片均采用上述结构的极片。若该极片作为正极片，其活性材料层20由正极活性材料涂覆形成，正极活性材料为磷钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂中的任一种；若该极片作为负极片，其活性材料层20由负极活性材料涂覆形成，负极活性材料为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管中的任一种。

集流体10包括薄膜基材层11，薄膜基材层11的下表面设有第一金属层12，其上表面设有第二金属层13，第一金属层12和第二金属层13为铜层或铝层。若该极片作为正极片，则第一金属层12和第二金属层13均为铝层；若该极片为作为负极片，则第一金属层12和第二金属层13均为铜层。

优选的，集流体10的厚度为3-6μm。

本实用新型中，多孔薄膜30的孔隙率为90-95%，其孔隙的孔径为20-30nm。多孔薄膜30的厚度为1-2μm，可以适应锂离子电池正负极之间的隔离效果。

优选的，多孔薄膜30与活性材料层20粘贴连接，减少工艺带来的成本问题。

优选的，多孔薄膜30为海绵、PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）或PI（聚酰亚胺）中的任一种。

应用实例一

如图1、图3所述，一种无隔膜锂离子电池，包括正极片、负极片以及电解液。

本实施例中，正极片为上述的极片。即正极片包括集流体10及涂覆于集流体10两侧的正极活性材料层，正极活性材料层的表面设有带若干孔隙的多孔薄膜30。正极活性材料层的活性材料为磷钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂中的任一种。

本实施例中，集流体10包括薄膜基材层11及位于薄膜基材层上下表面的铝层，该薄膜基材层可以选用PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）或PI（聚酰亚胺）中的任一种为原料。

与之对应的，负极片包括集流体10及涂覆于集流体10上的负极活性材料层。负极活性材料层的活性材料为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管中的任一种。

应用实例二

如图1、图3所述，一种无隔膜锂离子电池，包括正极片、负极片以及电解液。

本实施例中，负极片为上述的极片。即负极片包括集流体10及涂覆于集流体10两侧的负极活性材料层，负极活性材料层的表面设有带若干孔隙的多孔薄膜30。负极活性材料层的活性材料为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管中的任一种。

本实施例中，集流体10包括薄膜基材层11及位于薄膜基材层11上下表面的铜层，该薄膜基材层可以选用PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）或PI（聚酰亚胺）中的任一种为原料。

与之对应的，正极片包括集流体10及涂覆于集流体10上的正极活性材料层。正极活性材料层的表面设有带若干孔隙的多孔薄膜。正极活性材料层的活性材料为磷钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂中的任一种。

本实用新型的无隔膜锂离子电池，一方面可以完全去除隔膜，减少电池的重量，提高电池的能量密度，另一方面，也可以减少因为使用隔膜所带来的高成本。另外，本实用新型的锂离子电池，由于多孔薄膜将正极片和负极片隔开，从而避免了内部短路的危险，又由于多孔薄膜的孔洞足够大而不至于影响锂离子电池嵌入和脱出正负极材料。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种极片，包括集流体及涂覆于所述集流体上的活性材料层，其特征在于，所述活性材料层的表面设有带若干孔隙的多孔薄膜。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述多孔薄膜的孔隙率为90-95%。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述孔隙的孔径为20-30nm。

4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述多孔薄膜的厚度为1-2μm。

5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体的厚度为3-6μm。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体包括薄膜基材层及位于所述薄膜基材层上下表面的金属层。

7.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述金属层为铜层或铝层。

8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述活性材料层由正极活性材料涂覆形成，所述正极活性材料为磷钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锰锂中的任一种。

9.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述活性材料层由负极活性材料涂覆形成，所述负极活性材料为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、墨烯、碳纳米管中的任一种。

10.一种无隔膜锂离子电池，包括正极片、负极片以及电解液，其特征在于，所述正极片和/或所述负极片为权利要求1-9任一项所述的极片。

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