一种锂离子电池负极结构制造技术

技术编号:18404326 阅读:17 留言:0更新日期:2018-07-08 22:26
本实用新型专利技术公开了一种锂离子电池负极结构。该锂离子电池负极结构包括负极集流体和活性材料层,负极集流体上焊接有负极极耳;负极极耳包括极耳本体和极耳胶,极耳胶将极耳本体的两侧都分为第一区域和第二区域,极耳本体靠近负极集流体所在位置的一侧的第二区域中设有镀镍焊点区;负极集流体包括第一铜层、第二铜层以及位于第一铜层和第二铜层之间的镍层,第一铜层包覆于镍层的一侧及周沿,第二铜层包覆于镍层的另一侧。本实用新型专利技术中的负极集流体既能显著改善高能量密度、各向同性的负极材料采用所带来的变形问题,又能继续保持原来铜集流体在负极中良好的化学稳定性和导电性能。

A negative electrode structure for lithium ion batteries

The utility model discloses a negative electrode structure for lithium ion batteries. The anode structure of the lithium ion battery consists of negative electrode fluid and active material layer, negative polar ear is welded on the negative electrode, polar ear, including polar ear body and polar ear glue, and polar ear glue divides the two sides of the polar ear body into the first and second regions, and the polar ear is close to the second zone on the side of the position of the negative collector fluid. A nickel plating zone is provided in the field, and the negative electrode consists of the first copper layer, the second copper layer, and the nickel layer between the first copper layer and the second copper layer. The first copper layer is coated on one side and the circumferential edge of the nickel layer, and the second copper layer is coated on the other side of the nickel layer. The negative electrode in the utility model can not only improve the deformation problem of the high energy density and isotropic negative electrode material, but also keep the good chemical stability and electrical conductivity of the original copper collector in the negative electrode.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极结构
本技术涉及锂离子电池
,特别涉及一种锂离子电池负极结构。
技术介绍
可充电锂离子二次电池具有高比能量、长循环寿命、自放电效率低、无记忆效应,又具有安全、可靠且能快速充放电、绿色环保等优点,符合当今各国能源环保方面的发展需求。日益发展的通讯电子设备的超薄设计要求锂离子电池具有较高的体积能量密度。同时,当今日市场推广的环保型电动汽车和电动自行车以及电动工具等产品需要大功率和高能量密度型锂离子电池,这就要求锂离子电池需具备更高的能量密度、更优异的倍率性能、高效循环效率、长循环寿命等。负极结构作为锂离子电池中的重要结构,其性能对锂离子电池的性能具有重要影响,因此开发一种性能优异的锂离子电池负极结构显得尤为重要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单、性能优异的锂离子电池负极结构,可以解决上述现有技术问题中的一个或多个。根据本技术的一个方面,提供了一种锂离子电池负极结构,包括负极集流体和涂覆于负极集流体表面的活性材料层,负极集流体上焊接有负极极耳;负极极耳包括极耳本体和极耳胶,极耳胶粘接在极耳本体的两侧,极耳胶将极耳本体的两侧都分为第一区域和第二区域,第二区域位于第一区域的下方,极耳本体靠近负极集流体所在位置的一侧的第二区域中设有镀镍焊点区;负极集流体包括第一铜层、第二铜层以及位于第一铜层和第二铜层之间的镍层,第一铜层包覆于镍层的一侧及周沿,第二铜层包覆于镍层的另一侧。本技术的有益效果在于:通过在镍层的两侧各镀一层铜层,可以避免镍与锂离子直接接触,从而可以避免发生合金化反应,本技术中的负极集流体既能显著改善高能量密度、各向同性的负极材料采用所带来的变形问题,又能继续保持原来铜集流体在负极中良好的化学稳定性和导电性能。此外,通过在极耳本体与负极集流体焊接的焊点位置设置镀镍焊点区,能够保证焊点和负极集流体的铜层形成合金,保证焊接强度,降低虚焊的风险,从而可以提高电池的可靠性与安全性。在一些实施方式中,极耳本体的外部覆盖有石墨烯层。由此,通过在极耳本体的外部覆盖石墨烯层,可以提高极耳本体的防腐蚀性能,进一步提高电池的可靠性与安全性。在一些实施方式中,第一铜层和第二铜层的厚度均为2-3μm。由此,此种设计,既可以保证铜层能够完整的覆盖镍层,又不会导致铜层过厚而使得集流体整体厚度偏厚。在一些实施方式中,镍层的厚度为5-10μm。由此,此种设计既可以保证负极集流体的屈服强度,又不会导致电池能量密度的损失。在一些实施方式中,活性材料层包括依次设置的石墨层、纳米碳硅颗粒以及硅粉层,石墨层涂覆于负极集流体的表面,纳米碳硅颗粒为中空壁上具有大孔的空心球体,纳米碳硅颗粒涂覆于石墨层的表面,硅粉层涂嵌于纳米碳硅颗粒的表面。由此,通过在活性材料层设置硅粉层,大大提高了负极材料的能量密度,且硅粉层与石墨层之间设有空心壁上具有大孔的纳米硅碳颗粒,形成石墨层与硅粉层之间的过渡区,不仅进一步提高负极能量密度,更提高了硅粉层、纳米硅碳颗粒与石墨层之间的结合紧密度,在锂离子反复脱嵌过程中,能够使负极活性材料在充放电过程中产生的的膨胀得到限制和缓冲,减少负极活性材料的粉化脱落,延长电池的使用寿命。附图说明图1为本技术一实施方式的锂离子电池负极结构的整体结构示意图;图2为图1所示锂离子电池负极结构的剖视图;图3为图1所示锂离子电池负极结构中的负极极耳的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细的说明。图1至图3示意性地显示了根据本技术的一种实施方式的锂离子电池负极结构。如图所示,该锂离子电池负极结构包括负极集流体1和涂覆于负极集流体1表面的活性材料层2。其中,活性材料层2可包括依次设置的石墨层21、纳米碳硅颗粒22以及硅粉层23,石墨层21涂覆于集流体1的表面,纳米碳硅颗粒22为中空壁上具有大孔的空心球体,纳米碳硅颗粒22涂覆于石墨层21的表面,硅粉层23涂嵌于纳米碳硅颗粒22的表面。由此,通过在活性材料层2设置硅粉层23,大大提高了负极材料的能量密度,且硅粉层23与石墨层21之间设有空心壁上具有大孔的纳米硅碳颗粒22,形成石墨层21与硅粉层23之间的过渡区,不仅进一步提高负极能量密度,更提高了硅粉层23、纳米硅碳颗粒22与石墨层21之间的结合紧密度,在锂离子反复脱嵌过程中,能够使负极活性材料在充放电过程中产生的的膨胀得到限制和缓冲,减少负极活性材料的粉化脱落,延长电池的使用寿命。负极集流体1包括第一铜层11、第二铜层12以及位于第一铜层11和第二铜层12之间的镍层13,第一铜层11包覆于镍层13的一侧及周沿,第二铜层12包覆于镍层13的另一侧。由此,通过在镍层13的两侧各镀一层铜层,可以避免镍与锂离子直接接触,从而可以避免发生合金化反应,本技术中的负极集流体1既能显著改善高能量密度、各向同性的负极材料采用所带来的变形问题,又能继续保持原来铜集流体在负极中良好的化学稳定性和导电性能。活性材料层2可涂覆于第二铜层12的不与镍层13接触的一侧的表面上。负极集流体1上焊接有负极极耳3。负极极耳3包括极耳本体31和极耳胶32,极耳胶32粘接在极耳本体31的两侧,极耳胶32将极耳本体31的两侧都分为第一区域33和第二区域34,第二区域34位于第一区域33的下方,极耳本体31靠近负极集流体1所在位置的一侧的第二区域34中设有镀镍焊点区341。由此,通过在极耳本体31与负极集流体1中的第一铜层11焊接的焊点位置设置镀镍焊点区341,能够保证焊点和第一铜层11形成合金,保证焊接强度,降低虚焊的风险,从而可以提高电池的可靠性与安全性。极耳本体31的外部可覆盖有石墨烯层4。由此,通过在极耳本体31的外部覆盖石墨烯层4,可以提高极耳本体31的耐腐蚀性能,进一步提高电池的可靠性与安全性。第一铜层11和第二铜层12的厚度可均为2-3μm。由此,此种设计,既可以保证铜层能够完整的覆盖镍层13,又不会导致铜层过厚而使得集流体整体厚度偏厚。镍层13的厚度可为5-10μm。由此,此种设计既可以保证负极集流体1的屈服强度,又不会导致能量密度的损失。以上所述的仅是本技术的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极结构,其特征在于,包括负极集流体(1)和涂覆于所述负极集流体(1)表面的活性材料层(2),所述负极集流体(1)上焊接有负极极耳(3);所述负极极耳(3)包括极耳本体(31)和极耳胶(32),所述极耳胶(32)粘接在所述极耳本体(31)的两侧,所述极耳胶(32)将所述极耳本体(31)的两侧都分为第一区域(33)和第二区域(34),所述第二区域(34)位于所述第一区域(33)的下方,所述极耳本体(31)靠近所述负极集流体(1)所在位置的一侧的第二区域(34)中设有镀镍焊点区(341);所述负极集流体(1)包括第一铜层(11)、第二铜层(12)以及位于所述第一铜层(11)和第二铜层(12)之间的镍层(13),所述第一铜层(11)包覆于所述镍层(13)的一侧及周沿,所述第二铜层(12)包覆于所述镍层(13)的另一侧。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极结构,其特征在于,包括负极集流体(1)和涂覆于所述负极集流体(1)表面的活性材料层(2),所述负极集流体(1)上焊接有负极极耳(3);所述负极极耳(3)包括极耳本体(31)和极耳胶(32),所述极耳胶(32)粘接在所述极耳本体(31)的两侧,所述极耳胶(32)将所述极耳本体(31)的两侧都分为第一区域(33)和第二区域(34),所述第二区域(34)位于所述第一区域(33)的下方,所述极耳本体(31)靠近所述负极集流体(1)所在位置的一侧的第二区域(34)中设有镀镍焊点区(341);所述负极集流体(1)包括第一铜层(11)、第二铜层(12)以及位于所述第一铜层(11)和第二铜层(12)之间的镍层(13),所述第一铜层(11)包覆于所述镍层(13)的一侧及周沿,所述第二铜层(12)包覆于所...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹建李宝玉陈枫
申请(专利权)人:中能东道集团有限公司
类型:新型
国别省市:北京,11

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