CN219371091U - 一种锂电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种锂电池，包括海绵和电芯，所述海绵包裹贴合所述电芯形成电芯复合体，所述海绵吸收电解液，能够在所述电芯多次循环后自产热时，使所述海绵自收缩将吸收的所述电解液挤出，补充所述电解液。通过本实用新型公开的锂电池，能够提高电池的循环性能。

Description

一种锂电池
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体为一种锂电池。
背景技术
锂离子电池是目前新一代二次电池、其具有较高的能量密度和循环寿命，目前广泛应用于移动通信、数码科技、电动汽车、能源存储等领域，随着锂电池在各个领域的应用加深，人们也意识到随着电池进行多次充放电后出现容量降低的问题，电池的容量降低，会使电池的使用寿命缩短。针对电池多次充放电后，使电池的容量降低，进行了相关问题的研究，目前较多的是电极活性物质的选择、电极制备及表面修饰工艺、隔膜的选择和处理等。
现有技术中，公布号为CN109616705A的发明专利，公开了一种提高锂离子电池容量的方法，对高理论容量的活性材料组成的锂离子电池进行部分充放电来提升电池容量和循环稳定性。通过对高容量锂离子电池的部分充放电，在充放电过程中控制其充电或放电深度，即电极中的活性材料只进行部分锂化/脱锂化，来提升电池容量和循环稳定性，操作简单方便，能够运用于实际。即现有技术是从活性材料的选择来提高电池容量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于：解决电池在多次充放电以后，电池的容量降低的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
一种锂电池，包括海绵和电芯，所述海绵包裹贴合所述电芯形成电芯复合体。
在本实用新型的一实施例中，所述锂电池还包括壳体和盖板，所述电芯复合体位于所述壳体内，所述壳体内注射有电解液，所述电解液浸润所述电芯复合体；所述盖板与所述壳体将所述电芯复合体密封在所述壳体内。
在本实用新型的一实施例中，所述海绵围合包裹所述电芯，所述海绵的敞口端高于所述电芯3～4mm。
在本实用新型的一实施例中，所述海绵通过胶粘的方式形成“凵”字状。
在本实用新型的一实施例中，所述海绵贴合包裹所述电芯除顶部和底部外的外表面，其通过胶粘的方式形成一个没有底的桶状。
在本实用新型的一实施例中，所述海绵的厚度为15～30μm。
在本实用新型的一实施例中，所述海绵平整均匀无褶皱与所述电芯贴合。
在本实用新型的一实施例中，所述电芯主要由多个负极片、多个隔离膜和多个正极片依次叠置卷绕形成。
在本实用新型的一实施例中，所述电芯由所述负极片、所述隔离膜和所述正极片呈Z字交叉叠置卷绕形成。
在本实用新型的一实施例中，所述锂电池还包括绝缘袋，所述绝缘袋包裹所述电芯复合体。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：植入包裹电芯的海绵具有高吸收、耐腐蚀和形状记忆的能力，通过一定温度的加热实现海绵的自收缩而将吸收的电解液挤出。海绵包裹电芯既可以防止电解液注液量过多而造成的大量副反应和电池容量恶化现象，也可以在电芯多次循环后内阻上升，自产热增加时补充因多次循环后造成的电芯内部电解液较少情况，有利于提升电池循环性能。
附图说明
图1为本实用新型的电芯示意图。
图2为本实用新型的盖板示意图。
图3为本实用新型的电芯复合体示意图。
图4为本实用新型的实施例1、实施例3和对比例1的常温循环测试曲线图。
图5为本实用新型的实施例1、实施例3和对比例1高温循环测试曲线图。
图6为本实用新型的实施例2和对比例2常温循环测试曲线图。
图7为本实用新型的实施例2和对比例2高温循环测试曲线图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步的说明。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
请参阅图1和图2所示，本实用新型提供一种锂电池，包括电芯100和海绵200，海绵200包裹贴合电芯100形成电芯复合体1200，海绵200吸收电解液，能够在电芯100多次循环后自产热时，使海绵200自收缩将吸收的所述电解液挤出，补充所述电解液。
请参阅图1和图2所示，在本实用新型的一实施例中，所述锂电池还包括壳体(图中未显示)和盖板300，电芯复合体1200位于所述壳体内，所述壳体内注射有所述电解液，所述电解液浸润电芯复合体1200。盖板300与所述壳体焊接，将电芯复合体1200密封在所述壳体内。
请参阅图1至图3所示，在本实用新型的一实施例中，电芯100主要由多个负极片110、多个隔离膜120和多个正极片130依次叠置卷绕形成。将每个所述正极片130顶端引出的极柱焊接，形成正极柱131，将每个负极片110顶端引出的极柱焊接，形成负极柱111。其中，正极片130的材料为铁锂。
请参阅图1和图2所示，在本实用新型的一实施例中，盖板300包括盖板本体310，以及在盖板本体310上依次布置的负极端320、防爆阀330、注液口340和正极端350。正极柱131与正极端350焊接，负极柱111与负极端320焊接。
请参阅图1至图3所示，在本实用新型的一实施例中，在正极柱131和负极柱111分别与正极端350和负极端320焊接后，将海绵200平整均匀无褶皱与电芯100贴合形成电芯复合体1200。电芯100插入位于海绵200内，使海绵200围合包裹电芯100，并且海绵200的敞口端高于电芯3～4mm，具体的，海绵200通过胶粘的方式形成“凵”字状。海绵200还可以贴合包裹电芯100除顶部和底部外的外表面，其通过胶粘形成一个没有底的桶状，且还可以套设多层海绵200。其中，海绵200的厚度为15～30μm。具体的，本实施例的海绵200是一种改性多孔聚氨酯材质，它具有较低的弯曲度、较强的毛细效应和较低的液体流动阻力，从而实现了对电解液的快速吸收。此外海绵200还具有形状记忆效应，通过电池自身产热和冷却的方式，可以实现海绵200的自收缩从而将吸收的电解液挤出实现多次循环利用，以及海绵200在低温下不敏感，无明显自收缩效应，当温度达到室温时，海绵200对温度反应敏感，自收缩效应明显。
请参阅图1至图3所示，在本实用新型的一实施例中，将电芯复合体1200置入所述壳体内，并将盖板300与所述壳体进行激光焊接，得到待注电解液的电池。其中，所述壳体的材料为铝。将待注电解液的电池放入真空烘箱，进行烘烤水分，烘烤水分合格后，通过注液口340将所述电解液注入至所述壳体内，浸润电芯复合体1200。在经过注液、静置、化成、老化、补液、封钢珠、分容工序后，对分容过后的电池挑选，进行常温循环和55℃高温循环测试，充放电条件为倍率1C恒流恒压充电和1C恒流放电，充放电电压区间为2V～3.65V。
实施例2
请参阅图1至图3所示，与实施例1不同的是正极片130的活性物质为三元材料，高温循环测试温度为45℃，充放电电压区间为2.8V～4.2V。
实施例3
请参阅图1至图3所示，与实施例1不同的是多个负极片110、多个隔离膜120和多个正极片130呈Z字交叉叠置卷绕形成。其正极柱131与铝极耳超声焊接，负极柱111与铜镀镍极耳超声焊接后再分别与正极端350和负极端320焊接。以及本实施例的壳体的材质为铝塑膜。将待注电解液的电池放入真空烘箱，进行烘烤水分，烘烤水分合格后，依次进行注液一封、静置、化成、老化、二封、分容工序后，对分容过后的电池挑选，进行常温循环和45℃高温循环测试，充放电条件为倍率0.5C恒流恒压充电和1C恒流放电，充放电电压区间为2V～3.65V。
请参阅图1至图3所示，在本实用新型的一实施例中，在对三个实施例进行测试前，先设定两个对比例。
对比例1
在实施例1的基础上，在电芯复合体1200放入所述壳体前，在电芯复合体1200的表面包裹绝缘袋(图中未显示)，将包裹所述绝缘袋后的电芯复合体1200再放入所述壳体内，其余的与实施例一相同。
对比例2
在实施例2的基础上，在电芯复合体1200放入所述壳体前，在电芯复合体1200的表面包裹绝缘袋(图中未显示)，将包裹所述绝缘袋后的电芯复合体1200再放入所述壳体内，其余的与实施例二相同。
请参阅图1至图3所示，在本实用新型的一实施例中，分别对实施例1至实施例3和对比例1和2的电池进行常温循环和高温循环性能测试。
常温循环试验进行如下：在室温25℃环境下，铁锂电池1C倍率恒流恒压充电，截止电压3.65V，截止电流为0.05C，三元电池0.5C倍率恒流恒压充电，截止电压4.2V，截止电流为0.05C，然后在25℃下铁锂电池以1C速率，2.0V电压截止放电，三元电池以1C速率，2.8V电压截止放电。通过下式计算在每个循环中的容量保持率(％)：[(指定圈数循环放电容量)/(前十圈循环放电容量均值)]×100％。
高温循环性能试验进行如下：铁锂电池的循环测试环境为55℃，其余测试条件与常温循环试验一致，三元电池的测试环境为45℃，其余条件与常温循环试验一致，记录每个循环中的容量保持率。测试结果如表1所示。
表1实施例和对比例常温循环和高温循环循环性能测试结果
请参阅表1、图1至图7所示，在本实用新型的一实施例中，图4为实施例1、实施例3和对比例1的常温循环测试曲线图，其中，标号410表示为实施例1的常温循环测试曲线，标号420表示为实施例3的常温循环测试曲线，以及标号430表示为对比例1的常温循环测试曲线。图5为实施例1、实施例3和对比例1高温循环测试曲线图，其中，标号411表示为实施例1的高温循环测试曲线，标号421表示为实施例3的高温循环测试曲线，以及标号431表示为对比例1的高温循环测试曲线。图6为实施例2和对比例2常温循环测试曲线图，其中，标号440表示为实施例2的常温循环测试曲线，标号450表示为对比例2的常温循环测试曲线。图7为实施例2和对比例2高温循环测试曲线图，其中，标号441表示为实施例2的高温循环测试曲线，标号451表示为对比例2的高温循环测试曲线。可以得出，在电芯100上包裹贴合海绵200的电池，无论活性物质是三元材料还是铁锂材料，高温循环和常温循环容量保持率均要优于同期未植入海绵的电芯。
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。
以上所述实施例仅表示实用新型的实施方式，本实用新型的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护范围。

Claims (9)

1.一种锂电池，其特征在于，包括海绵和电芯，所述海绵包裹贴合所述电芯形成电芯复合体；以及还包括壳体和盖板，所述电芯复合体位于所述壳体内，所述壳体内注射有电解液，所述电解液浸润所述电芯复合体；所述盖板与所述壳体将所述电芯复合体密封在所述壳体内。
2.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述海绵围合包裹所述电芯，所述海绵的敞口端高于所述电芯3～4mm。
3.根据权利要求2所述的锂电池，其特征在于，所述海绵通过胶粘的方式形成“凵”字状。
4.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述海绵贴合包裹所述电芯除顶部和底部外的外表面，其通过胶粘的方式形成一个没有底的桶状。
5.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述海绵的厚度为15～30μm。
6.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述海绵平整均匀无褶皱与所述电芯贴合。
7.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述电芯主要由多个负极片、多个隔离膜和多个正极片依次叠置卷绕形成。
8.根据权利要求7所述的锂电池，其特征在于，所述电芯由所述负极片、所述隔离膜和所述正极片呈Z字交叉叠置卷绕形成。
9.根据权利要求8所述的锂电池，其特征在于，所述锂电池还包括绝缘袋，所述绝缘袋包裹所述电芯复合体。
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