大容量高倍率的二次電池的製作方法
2023-10-08 02:43:14 1
專利名稱：大容量高倍率的二次電池的製作方法
技術領域：
大容量高倍率的二次電池
技術領域：
本實用新型涉及新能源領域，尤其涉及一種大容量高倍率的二次電池。
背景技術：
鋰離子電池作為新能源領域的重要組成部分，它憑藉其重量輕、比能量高、工作電壓高、壽命長、自放電低等優點，得到了長足的發展，並迅速應用於各種現代化移動通訊設備和可攜式電子設備領域中。隨著能源危機的愈演愈烈，各國都在尋找最合適的汽車能源的替代品，鋰離子電池由於其具備上述的優勢，逐漸成為各汽車廠家優選的新能源。但由於汽車自身運動的特性，因此，汽車領域對鋰離子電池的性能提出了更高要求，最主要的就是要求鋰電池能實現持續大電流放電來滿足其動力需要，這就要求鋰離子電池具有高倍率放電性能、還應該具有高能量密度。而現在生產企業的實際鋰離子電池能量密度只有100 130Wh/Kg，跟國家能源部要求到2015年，用於新能源汽車的鋰離子動力電池的能量密度達到180Wh/Kg以上還有相
當差距。導致鋰離子電池不具有高倍率放電性能以及能量密度低的主要原因在於:一般傳統的圓柱形或方形鋰離子電池均由正負極片，隔膜，電解液，外殼等組成，其中，正負極片均由集流體、活性物質、導電劑、添加劑等組成，所述集流體一般採用實心帶狀結構的鋁箔或銅箔。前述的活性物質、導電劑、添加劑等混合成的漿料通過塗布工藝均勻塗滿箔片的正反面上。由於，在電池製作過程中，活性物質全靠附著於金屬鋁箔和銅箔上經卷繞而成電芯，此過程需使用大量金屬鋁箔和銅箔，這些金屬鋁箔和銅箔既佔電池空間，又增加電池的成本，還增加了電池重量，在 確定規格的情況下，也會降低電池的能量密度。同時，由於普通的集流體是實心結構的金屬箔片，與活性物質的接觸表面積小，集流效果不好，導致電池大倍率放電性能差。鑑於以上弊端，實有必要提供一種改進的大容量高倍率的二次電池以克服上述缺陷。
實用新型內容本實用新型提供了一種結構簡單、製造成本低廉、又能增加電池容量且改善了電池倍率放電性能的大容量高倍率的二次電池。為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:一種大容量高倍率的二次電池，其包括殼體、收容於殼體內的電芯以及連接至電芯上的極耳，所述電芯由正負極片和隔膜經卷繞或疊片而成，所述正負極片均包括集流體和塗覆在集流體上的塗層，所述集流體為至少在塗覆塗層處開設有若干通孔的金屬箔片。作為本實用新型大容量高倍率的二次電池的一種改進，所述正極片所包括的集流體為銀糟片。[0010]作為本實用新型大容量高倍率的二次電池的一種改進，所述負極片所包括的集流體為銅箔片。作為本實用新型大容量高倍率的二次電池的一種改進，所述若干通孔組成網格狀，所述塗層通過拉漿或擠壓塗布方式填充在網格狀集流體表面和通孔中。作為本實用新型大容量高倍率的二次電池的一種改進，所述的網格狀集流體上的通孔的形狀為菱形、三角形、正方形或圓形中的一種或幾種的組合。作為本實用新型大容量高倍率的二次電池的一種改進，所述集流體呈帶狀，其整體呈網狀結構，沿其長度方向上焊接有導電金屬片，塗覆塗層時，所述導電金屬片上不進行塗覆。作為本實用新型大容量高倍率的二次電池的一種改進，所述集流體呈帶狀，沿其長度方向，所述集流體的一端側無任何開孔，其餘部分全部製成網格狀結構。作為本實用新型大容量高倍率的二次電池的一種改進，所述正極集流體厚度為
0.02mm一0.5mm,負極集流體厚度為 0.0lmm—0.2mm。作為本實用新型大容量高倍率的二次電池的一種改進，所述磷酸鐵鋰電池的外殼為方形或圓柱形。本實用新型與現有技術相比具有以下優點:I)設計合理，結構簡 單，製造成本更低；2)塗層中的活性物質與集流體的接觸表面積更大，集流效果更好，大倍率充放電性能更佳；3)在相同規格下，塗覆在集流體上的活性物質更多，有助於提高電池的能量密度。
以下結合附圖和具體實施方式
，對本實用新型大容量高倍率的二次電池及其有益技術效果進行詳細說明。附
圖1為本實用新型實施例1金屬絲編織網集流體結構示意圖；附圖2為本實用新型實施例1中集流體與極耳組合的極片結構示意圖；附圖3為本實用新型實施例2金屬箔材衝孔網集流體結構示意圖；附圖4為本實用新型實施例2中集流體與匯流帶組合的結構示意圖。
具體實施方式請參考圖1至圖4所示，本實用新型一種大容量高倍率的二次電池，其包括殼體、收容於殼體內的電芯以及連接至電芯上的極耳，所述電芯由正負極片和隔膜經卷繞或疊片而成，所述正負極片均包括集流體和塗覆在集流體上的塗層，所述集流體為至少在塗覆塗層處開設有若干通孔的金屬箔片。在本實用新型中，所選用的正極片所包括的集流體為帶狀的鋁箔片；負極片所包括的集流體為帶狀的銅箔片。前述的集流體為至少在塗覆塗層處開設有若干通孔的金屬箔片，該種結構的金屬箔片至少包括以下幾種形式:1)整個金屬箔片都被開設有若干通孔(見圖1、圖3) ；2)所述帶狀箔片沿長度方向，至少有一端側沒有開設通孔(結構與圖4類似，區別在於匯流帶並非是焊接上的金屬鎳帶而是集流體本身的結構);3)所述帶狀箔片在寬度方向上每間隔一段距離都會預留一大致與極耳形狀相同的區域不開設通孔(類似圖2的結構，不同之處在於，安插極耳的位置處就是不開設通孔的區域)。在本實用新型中，所述集流體上的通孔的形狀為菱形、三角形、正方形或圓形中的一種或幾種的組合，或者其他呈不規則的形狀。所述塗層由活性物質、導電劑、添加劑等組成所形成的漿料，塗層是通過拉漿或擠壓塗布方式填充在網格狀集流體表面和通孔中。以下為本實用新型大容量高倍率的二次電池的兩種具體實施方式
:實施例1:請參閱圖1所示，集流體10使用鋁材金屬絲編織網，網格形狀選用菱形，金屬絲編織網的絲徑為0.1mm,目數為50目。網狀集流體10垂直通過擠壓塗布機，通過兩側同時橫向間隙塗覆工藝將攪拌好的漿料擠壓在集流體的兩個表面和網格孔隙中，並留出橫向空白區域作為極耳區20，極耳區20寬度預留7mm，然後進入塗布烘箱烘烤。然後，送入對輥機壓實，再經裁片和極片製作，在極耳區20內焊上厚0.1mm,寬5mm的鋁帶30作極耳，製作好的帶極耳的極片40如圖2所示。實施例2，請參閱圖3、4所示，集流體50採用衝孔銅箔。銅箔厚度0.05mm,開孔形狀選用圓形，集流體50的開孔率為60%。集流體50垂直通過擠壓塗布機，通過兩側同時縱向連續塗覆工藝將攪拌好的漿料擠壓在集流體的兩個表面和通孔中，並留出縱向空白區域作為匯流區60，匯流區寬度預留3mm，然後進入塗布烘箱烘烤；烘烤後，送入對輥機對輥壓實。之後進行裁片和極片製作，在匯流區60上焊接厚0.05mm,寬2.5mm的金屬鎳帶70作匯流帶，製作好的極片如圖4所示。在本實用新型中，雖然金屬銅和鋁都具有很好的延展性，但根據實際經驗總結可知，優選正極集流體厚度為0.02mm一0.5mm ;負極集流體厚度為0.0lmm一0.2mm。利用上述原理和方法，本領域技術人員可以將其製成方形或圓柱形的磷酸鐵鋰電池。本實用新型大容量高倍率磷酸鐵鋰電池具有大容量和高高倍率放電的特性主要在於:開設有通孔的集流體可與活性物質的接觸面積更大，此外，電池規格一定的情況下，殼體內有更足夠的空間多填充一些活性物質以此來提高電池的容量。本實用新型一種大容量高倍率的二次電池，並不僅僅限於說明書和實施方式中所描述，因此對於熟悉領域的人員而言可容易地實現另外的優點和修改，故在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念的精神和範圍的情況下，本實用新型並不限於特定的細節、代表性的設備和這裡示出與描述的圖示示例。
權利要求1.一種大容量高倍率的二次電池，其包括殼體、收容於殼體內的電芯以及連接至電芯上的極耳，所述電芯由正負極片和隔膜經卷繞或疊片而成，所述正負極片均包括集流體和塗覆在集流體上的塗層，其特徵在於:所述集流體為至少在塗覆塗層處開設有若干通孔的金屬箔片。
2.如權利要求1所述的大容量高倍率的二次電池，其特徵在於:所述正極片所包括的集流體為鋁箔片。
3.如權利要求1所述的大容量高倍率的二次電池，其特徵在於:所述負極片所包括的集流體為銅箔片。
4.如權利要求1所述的大容量高倍率的二次電池，其特徵在於:所述若干通孔組成網格狀，所述塗層通過拉漿或擠壓塗布方式填充在網格狀集流體表面和通孔中。
5.如權利要求4所述的大容量高倍率的二次電池，其特徵在於:所述的網格狀集流體上的通孔的形狀為菱形、三角形、正方形或圓形中的一種或幾種的組合。
6.如權利要求1所述的大容量高倍率的二次電池，其特徵在於:所述集流體呈帶狀，其整體呈網狀結構，沿其長度方向上焊接有導電金屬片，塗覆塗層時，所述導電金屬片上不進行塗覆。
7.如權利要求1所述的大容量高倍率的二次電池，其特徵在於:所述集流體呈帶狀，沿其長度方向，所述集流體的一端側無任何開孔，其餘部分全部製成網格狀結構。
8.如權利要求1所述的大容量高倍率的二次電池，其特徵在於:所述正極集流體厚度為0.02mm一0.5mm,負極集流體厚度為0.0lmm—0.2mm。
9.如權利要求1-8所述的任一大容量高倍率的二次電池，其特徵在於:所述磷酸鐵鋰電池的外殼為方形或圓柱形。
專利摘要本實用新型公開了一種大容量高倍率的二次電池，其包括殼體、收容於殼體內的電芯以及連接至電芯上的極耳，所述電芯由正負極片和隔膜經卷繞或疊片而成，所述正負極片均包括集流體和塗覆在集流體上的塗層，所述集流體為至少在塗覆塗層處開設有若干通孔的金屬箔片。本實用新型與現有技術相比具有以下優點1)設計合理，結構簡單，製造成本更低；2)塗層中的活性物質與集流體的接觸面積更大，集流效果更好，大倍率充放電性能更佳；3)在相同規格下，塗覆在集流體上的活性物質更多，可有助於提高電池的能量密度。
文檔編號H01M4/70GK203039006SQ201220746288
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者李瑤 申請人:深圳市沃特瑪電池有限公司