一种电芯及包含该电芯的锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电芯及包含该电芯的锂离子电池，所述电芯包括裸电芯，还包括第一吸液层、连通件和第二吸液层，第一吸液层和第二吸液层独立地设置于裸电芯的最内层、最底层、负极片与隔膜之间、正极片与隔膜之间或裸电芯的表面，且第一吸液层和第二吸液层的设置位置不相同，第一吸液层通过连通件与第二吸液层连接；其中，电解液能够通过连通件在第一吸液层和第二吸液层之间转移。所述电芯的内层吸液能力强，能够显著提高锂离子电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电芯及包含该电芯的锂离子电池
本技术属于电池
，涉及一种电芯及包含该电芯的锂离子电池。
技术介绍
随着电动汽车的普及，对电池或电池包的能量密度和循环寿命要求也越来越高。在整体化学体系不变的情况下，为提升电芯或电池包的能量密度，增大单体电芯的体积是目前的方向之一。单电芯体积的不断增大，对于侧边出极耳的卷绕型电芯的拐角处高度(图3：h1)也随之增加，注液后若电池内电解液液位(图3：h2)超过拐角处高度(图4)，则卷芯内层浸润良好；若注液后液位未超过拐角处高度(图5)，会导致卷芯内层电解液浸润不好。随着吸液过程进行，电解液液位会降至拐角高度以下(图5)，导致循环后期卷芯内层浸润不好。随着循环的进行，电解液消耗，循环性能变差，有跳水的风险。CN105470574A公开了一种高循环性能的钛酸锂电池，其电解液中还含有电解液添加剂和气体消除剂，所述电解液添加剂中含有全氰辛酸铵以及丁二氰，所述隔膜为微孔薄膜隔膜或者无纺布隔膜，隔膜的材料为复合有埃洛石颗粒和羧甲基纤维素纤维的聚烯烃或者聚对苯二甲酸乙二酯；所述复合有埃洛石颗粒和羧甲基纤维素纤维的聚烯烃或者聚对苯二甲酸乙二酯的成分如下：聚烯烃或聚对苯二甲酸乙二酯75-85wt％，羧甲基纤维素纤维7.5％-12.5wt％，埃洛石颗粒7.5-12.5wt％；所述钛酸锂电池化成方法按如下四个阶段进行：(1)、以0.02C的电流对电池恒流充电1h；(2)、以0.2C的电流对电池恒流充电1h；(3)、以0.5C的电流对电池恒流充电3h；(4)、以0.8C的电流对电池恒流充电2h；其中所述化成过程中最终的截止电压为2.8V。CN107910519A公开了一种高容量高循环次数锂离子电池，包括正极材料和负极材料，所述正极材料的制备材料中包括有按重量份计的氢氧化锂20-40份、微晶纤维素30-70份、水30-40份、磷酸铁90-150份，是经过原料反应、制备浆料、干燥、烧结步骤进而制备得到，所述负极材料由负极浆料去除其中溶剂后制备得到，所述负极浆料由按重量份计的如下组分组成：水性丙烯酸聚氨酯树脂乳液100-160份、含金属氧化物的颗粒0.1-0.5份、成膜助剂0.5-1份、表面活性剂0.5-1份。上述技术是通过改进电解液或正极材料提高锂电池的循环性能，但是不能使用现有的技术成熟的锂离子电池的正极材料或电解液。CN206711983U公开了一种电芯，包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜卷绕成的极片组，以及设置在极片组上的极耳，其中，极片组的中心设有吸液层，吸液层设有与极耳对应的凹槽。但是，所述吸液层需要受到膨胀挤压才可以缓慢释放电解液，对电芯的循环性能改善较小。因此，改善电芯的循环性能的技术还有待于进一步的研究。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种电芯及包含该电芯的锂离子电池，所述电芯设置有第一吸液层、连通件和第二吸液层，能够增强电芯的内层的吸液能力，显著提高电芯的循环性能。为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术的目的之一在于提供一种电芯，包括裸电芯，还包括第一吸液层、连通件和第二吸液层，第一吸液层和第二吸液层独立地设置于裸电芯的最内层、最底层、负极片与隔膜之间、正极片与隔膜之间或裸电芯的表面，且第一吸液层和第二吸液层的设置位置不相同，第一吸液层通过连通件与第二吸液层连接；其中，电解液能够通过连通件在第一吸液层和第二吸液层之间转移。本技术提供的电芯，其内层可以通过吸液材料吸收电解液并向外扩散，加上电解液本身从外层向内层扩散，因此整体电芯的浸润速度可以增加至少一倍，且即使当电解液高度<拐角高度时，由于吸液材料的存在，也可以使电芯整体保持良好的浸润效果。本技术提供的电芯利用吸液材料增加电解液在电芯中的浸润速度，缩短浸润时间。吸液材料本身有存储电解液的功能，会随着外部电解液量的减少，缓慢释放电解液，提升了循环性能。所述电芯包括至少2个第一吸液层，如3个、4个、5个、6个、7个或10个等。多个所述第一吸液层的设置能够进一步改善所述电芯的电解液循环性能。优选地，所述至少2个第一吸液层位于所述裸电芯的不同位置，以取得最好的循环性能。优选地，所述至少2个第一吸液层中的一个位于裸电芯的最内层或最底层。优选地，所述第一吸液层的表面积不大于所述裸电芯的侧面积，如其面积是所述裸电芯侧面积的1/4、1/3、1/2或2/3等。所述电芯包括至少2个第二吸液层，如3个、4个、5个、6个、7个或10个等。多个所述第二吸液层的设置能够进一步改善所述电芯的电解液循环性能。优选地，所述至少2个第二吸液层位于所述裸电芯的不同位置。优选地，所述至少2个第二吸液层中的一个位于裸电芯的外表面。优选所述第二吸液层能够将所述裸电芯的底部包裹住，以最大程度地改善电芯的循环性能。优选地，所述第二吸液层的表面积不大于所述裸电芯的侧面积，如其面积是所述裸电芯侧面积的1/4、1/3、1/2或2/3等。所述第一吸液层的长度与所述裸电芯长度的比值和第二吸液层的长度与所述裸电芯长度的比值独立地不小于1/3，如2/3、1/2或1等。即所述第一吸液层的长度与所述裸电芯长度的比值不小于1/3；所述第二吸液层的长度与所述裸电芯长度的比值不小于1/3。此时，所述电芯的电解液循环性能改善较好。所述第一吸液层的形状与第二吸液层的形状独立地选自三角形和/或矩形，其可以是多边形中的任意一种或至少两种的组合。所述第一吸液层的形状与所述第二吸液层的形状没有要求，各种形状均可使用。优选为形状规则的图形，以便于生产。优选地，所述第一吸液层、连通件和第二吸液层连接后整体呈“凸”字形、“L”型或“十”字形。即所述第一吸液层、连通件和第二吸液层可预先连接好，待裸电芯制备好之后将连接好的第一吸液层、连通件和第二吸液层插入到裸电芯中即可。为便于组装，第一吸液层、连通件和第二吸液层连接后整体可呈“凸”字形、“L”型或“十”字形。所述第一吸液层、连通件和第二吸液层的材质独立地选自多孔吸液材料，优选为灯芯棉。所述第一吸液层、连通件和第二吸液层的材质可以相同，也可以不相同，其只要能够吸液并能释放液体即可。所述裸电芯包括卷绕式裸电芯或叠片式裸电芯。优选地，所述电芯为侧边设置极耳的卷绕型电芯。所述裸电芯的尺寸由实际使用状况而定，可以较小如50*30(长*宽)也可以很大，如500*300(长*宽)。优选地，所述裸电芯包括单个裸电芯或至少2个并联的裸电芯，所述裸电芯的并联个数可以为3个、4个、5个、7个、9个、20个、50个或100个等。本技术的目的之二在于提供一种如上所述电芯的制备方法，所述制备方法包括：将连通件连接的第一吸液层和第二吸液层分别插入裸电芯中，得到所述电芯。所述制备方法为优选的制备方法。上述所述电芯的制备方法还可将第一吸液层和第二吸液层先插入到裸电芯中，之后再使用连通件将第一吸液层和第二吸液层连接。所述电芯的制备方法中裸电芯可以采用现有技术制备得到。本技术的目的之三在于提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如上所述的电芯。所述锂离子电池的循环性能较现有技术中的锂离子电池循环性能大大提高。本技术的目的之四在于提供一种锂离子电池的制备方法，所述制备方法包括制备如上所述的电芯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电芯，包括裸电芯，其特征在于，还包括第一吸液层、连通件和第二吸液层，第一吸液层和第二吸液层独立地设置于裸电芯的最内层、最底层、负极片与隔膜之间、正极片与隔膜之间或裸电芯的表面，且第一吸液层和第二吸液层的设置位置不相同，第一吸液层通过连通件与第二吸液层连接；其中，电解液能够通过连通件在第一吸液层和第二吸液层之间转移。

【技术特征摘要】
1.一种电芯，包括裸电芯，其特征在于，还包括第一吸液层、连通件和第二吸液层，第一吸液层和第二吸液层独立地设置于裸电芯的最内层、最底层、负极片与隔膜之间、正极片与隔膜之间或裸电芯的表面，且第一吸液层和第二吸液层的设置位置不相同，第一吸液层通过连通件与第二吸液层连接；其中，电解液能够通过连通件在第一吸液层和第二吸液层之间转移。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯包括至少2个第一吸液层。3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述至少2个第一吸液层位于所述裸电芯的不同位置；其中一个位于裸电芯的最内层或最底层。4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯包括至少2个第二吸液层。5.根据权利要求4所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令明，邹武俊，邹武元，华秉杨，姜斌，
申请(专利权)人：东莞塔菲尔新能源科技有限公司，江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司，深圳塔菲尔新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44