一种L型锂离子电池及其化成方法技术

本发明专利技术提供了一种L型锂离子电池及其化成方法，该电池包括：电芯、包覆在所述电芯外部的壳体以及填充在所述壳体内部的电解液；其中，所述电芯通过叠片工艺制作而成，其包括：L型正极片、L型负极片以及设置在所述L型正极片与所述L型负极片之间的L型隔膜。本发明专利技术中的L型锂离子电池及其化成方法，一方面有效地提升了电池的容量，延长了的续航时间，保证了电池续航能力；另一方面彻底解决了电池的胀气问题，保证了电池在后续使用过程中的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种L型锂离子电池及其化成方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体而言，涉及一种L型锂离子电池及其化成方法。
技术介绍
锂离子电池因其具备良好的容量特性、功率特性、循环性能、自放电性能和安全特性，在各个领域得到了广泛的应用。近年来，可穿戴设备、智能手机和平板电脑得到广泛应用，目前这些设备基本都是以锂离子电池作为能量的来源，但由于其内部空间有限，采用常规圆形和方型锂离子电池，不能充分利用其内部空间，造成这类设备巡航时间短。比如，智能手表电池使用时间在24小时左右，如果开启更多功能耗电量会增加，这样使用者不得不每天充电两次才能正常使用；智能手机和平板电脑如果连续时候，其巡航时间通常在10小时以内。因此，要解决可穿戴设备、智能手机、平板电脑等设备电池使用时间短的这一问题，必须充分利用设备的内部空间，开发高性能的异型锂离子电池，来满足其应用需求。为减轻设备种类，目前可穿戴设备、智能手机、平板电脑中多数采用方型软包装电池，这类电池在制备过程中，化成是关键工艺，在化成过程中会产生气体，如果这些气体不能排除，将严重影响电池的后续使用性能。目前，针对软包装锂离子电池，通常是采用在侧边留气袋来解决化成过程中的排气问题，但对于异型锂离子电池来说，这种传统的化成方式适用性差，因此还需要开发适用于异型锂离子电池的化成方法，来排空电池在化成过程中产生的气体。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种L型锂离子电池及其化成方法，旨在解决现有锂离子电池续航能力较低，且在化成过程中产生的气体不易排出的问题。一方面，本专利技术提出了一种L型锂离子电池，包括：电芯、包覆在所述电芯外部的壳体以及填充在所述壳体内部的电解液；其中，所述电芯通过叠片工艺制作而成，其包括：L型正极片、L型负极片以及设置在所述L型正极片与所述L型负极片之间的L型隔膜。进一步地，上述L型锂离子电池中，所述L型正极片的各边长度均小于所述L型负极片对应的各边长度，所述L型负极片的各边长度均小于所述L型隔膜对应的各边长度。进一步地，上述L型锂离子电池中，所述L型正极片由铝箔、正极材料、导电剂通过粘结剂粘合而成；其中，所述铝箔的厚度为12-20μm；所述正极材料为钴酸锂或三元材料；所述导电剂为炭黑、导电石墨、碳纳米管中的一种或两种的组合，其用量不超过所述L型正极片质量的4%；所述粘结剂为聚偏氟乙烯，其用量不超过所述L型正极片质量的4.5%。进一步地，上述L型锂离子电池中，所述L型负极片由铜箔、负极材料、导电剂通过粘结剂粘合而成；其中，所述铜箔的厚度为6-10μm；所述负极材料为高容量人造石墨或硅碳复合材料；所述导电剂为炭黑、导电石墨、石墨烯中的一种或两种的组合，其用量不超过所述L型负极片质量的3.5%；所述粘结剂为聚偏氟乙烯，其用量不超过所述L型负极片质量的4.5%。进一步地，上述L型锂离子电池中，所述L型隔膜为聚乙烯单层膜；或，所述L型隔膜为聚丙烯膜和聚乙烯膜组成的复合膜。进一步地，上述L型锂离子电池中，所述电解液的浓度在1.0-1.5M/L之间，其电解质为六氟磷酸锂，溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的两种或三种的组合。进一步地，上述L型锂离子电池中，所述L型负极片的容量相对所述L型正极片过量3-5%。另一方面，本专利技术还提出了一种L型锂离子电池的化成方法，包括如下步骤：（1）以0.1C的电流对电池恒流充电至3.6V，静置5-10min；（2）以0.2C的电流对电池恒流充电至3.8V，静置5-10min；（3）以0.5C的电流对电池恒流充电至4.2V；（4）以0.5C的电流对电池恒流放电至2.8V。进一步地，上述L型锂离子电池的化成方法中，所述四个步骤依序连续不间断进行，且各步骤中的化成温度相同。进一步地，上述L型锂离子电池的化成方法中，所述L型锂离子电池在化成过程中的内部压力为4-6kPa。与现有技术相比，本专利技术提供的L型锂离子电池及其化成方法，在控制电池厚度不变的情况下，最大程度地增加了电池的体积，提升了电池的容量，延长了电池的续航时间，进而保证了电池续航能力。同时，化成过程中采用阶梯式电流进行充电，配合适当的截止电压，使电池材料中的水分得到了充分的消耗，并能够快速的将化成过程中产生的气体排出电池外部，从而彻底解决了电池的胀气问题，保证了电池在后续使用过程中的性能。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的L型锂离子电池的装配结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的L型锂离子电池的电芯结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的L型锂离子电池中L型膜片示意图；图4为本专利技术实施例提供的L型锂离子电池中L型正极片示意图；图5为本专利技术实施例提供的L型锂离子电池中L型负极片示意图；图6为本专利技术实施例提供的L型锂离子电池的化成方法流程图。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。参阅图1-4所示，为本专利技术实施例提供的L型锂离子电池，其包括：电芯1、壳体2以及电解液。其中，电芯1由L型正极片、L型负极片以及设置在所述L型正极片与所述L型负极片之间的L型隔膜通过叠片工艺制作而成，在控制电池厚度不变的前提下，最大程度地增加了电芯1的反应面积，提升了电池的容量，进而延长了电池的续航时间，保证了续航能力。壳体2通过将铝塑膜材料包覆在所述电芯1的外，并在高温下封装而形成，极大地降低了电池外壳的厚度，在电池厚度一定的前提下，有效地增大了电池的内部化成反应空间，进而提升了电池的续航能力；同时，为了方便后续电解液注入L型锂离子电池内部，并确保化成过程中产生的气体能够顺利的从所述L型锂离子电池内部排出，所述壳体2的底部还加封有排气管21，所述排气管21在化成作用完成之后可通过热封机封断。此外，壳体2上还分别设置有用于连接电芯的正极端22和负极端23，以便于电流的输出和输入。电解液通过加封在所述壳体2底部的排气管21注入、并填充在所述壳体2内部的空隙中，以保证后续过程中所述L型锂离子电池化成作用的顺利进行，并确保所述L型锂离子电池功能的正常发挥。同时，为了进一步保证L型隔膜阻隔作用的正常发挥，并增大所述L型锂离子电池的容量，所述L型隔膜的各边长度同时大于L型正极片和L型负极片与之对应的各边长度，而且所述L型负极片的各边长度均大于L型正极片对应的各边长度。本实施例中，L型隔膜如图3所示，其中A在40-150mm之间，B在40-160mm之间，C在20-80mm之间，D在20-80mm之间，E为B减去D，F为A减去C；L型负极片如图4所示，其各边长度均比所述L型隔膜对应各边长度小3mm，并且其C边靠经B边一侧设置有正极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L型锂离子电池，其特征在于，包括：电芯（1）、包覆在所述电芯（1）外部的壳体（2）以及填充在所述壳体（2）内部的电解液；其中，所述电芯（1）通过叠片工艺制作而成，其包括：L型正极片（11）、L型负极片（12）以及设置在所述L型正极片（11）与所述L型负极片（12）之间的L型隔膜（13）。

【技术特征摘要】
1.一种L型锂离子电池，其特征在于，包括：电芯（1）、包覆在所述电芯（1）外部的壳体（2）以及填充在所述壳体（2）内部的电解液；其中，所述电芯（1）通过叠片工艺制作而成，其包括：L型正极片（11）、L型负极片（12）以及设置在所述L型正极片（11）与所述L型负极片（12）之间的L型隔膜（13）。2.根据权利要求1所述的L型锂离子电池，其特征在于，所述L型正极片（11）的各边长度均小于所述L型负极片（12）对应的各边长度，所述L型负极片（12）的各边长度均小于所述L型隔膜（13）对应的各边长度。3.根据权利要求1或2所述的L型锂离子电池，其特征在于，所述L型正极片（11）由铝箔、正极材料、导电剂通过粘结剂粘合而成；其中，所述铝箔的厚度为12-20μm；所述正极材料为钴酸锂或三元材料；所述导电剂为炭黑、导电石墨、碳纳米管中的一种或两种的组合，其用量不超过所述L型正极片质量的4%；所述粘结剂为聚偏氟乙烯，其用量不超过所述L型正极片质量的4.5%。4.根据权利要求1或2所述的L型锂离子电池，其特征在于，所述L型负极片（12）由铜箔、负极材料、导电剂通过粘结剂粘合而成；其中，所述铜箔的厚度为6-10μm；所述负极材料为高容量人造石墨或硅碳复合材料；所述导电剂为炭黑、导电石墨、石墨烯中的一种或两种的组合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范茂松，杨凯，刘皓，于文海，高飞，张明杰，耿萌萌，王康康，王凯丰，徐彬，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网新疆电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11