一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池制造技术

本实用新型专利技术提供一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池，包含正极浆料、负极浆料，所述正极浆料内设有正极集电极，所述负极浆料内设有负极集电极，所述正极集电极或负极集电极上设有高密度、微米级的微孔。有利于提高电池正负极浆料在微孔箔材表面上的粘结性，减少箔材重量，提高电池能量密度，降低内阻，提高电池的充放电倍率，提高电池电解质注入和水分烘干效率，降低生产能耗，大幅提高电池一致性及循环寿命。

A Secondary Battery Applied by Combination of Two Microporous Collectors

The utility model provides a secondary battery composed of two kinds of microporous collectors, which comprises a positive slurry and a negative slurry. The positive slurry is equipped with a positive collector, the negative slurry is equipped with a negative collector, and the positive collector or or the negative collector is equipped with a micropore of high density and micron size. It is conducive to improving the adhesion of positive and negative slurry on the surface of microporous foil, reducing the weight of foil, increasing the energy density of battery, reducing internal resistance, increasing the charge-discharge ratio of battery, improving the efficiency of electrolyte injection and water drying of battery, reducing the energy consumption of production, and greatly improving the consistency and cycle life of battery.

【技术实现步骤摘要】
一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池
本技术涉及可重复进行充放电的二次电池制造领域，具体涉及一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池。
技术介绍
目前市场上使用的二次电池的正负极箔材，基本都是采用大吨位辊压压延方式，或者通过电解的方式生产出来，属于平面无孔箔材料；而这种平面无孔箔材料，现有技术会直接在箔材料的表面上涂覆电池正负极浆料，然后经过烘干、辊压、分条、制片、卷绕或叠片、焊接组装、加注电解质、化成分容等工艺，生产出二次电池成品；现有的平面无孔箔材，在应用到二次电池的过程中还存在着如下问题：1、这种平面无孔箔材料，表面比较光滑，电池正负极材料制成浆料时，为了在铜铝箔材料表面形成一定的粘结力，需要混合加入一定比例的粘结剂，因这种粘结剂材料会占去电池浆料的一定比例，一般在3%范围，对电池能量密度会有一定的影响；而且通过这种化学粘结的方式，涂覆上去后，也容易产生脱粉或掉料现象；2、这种平面无孔箔材料，在实施两面浆料涂覆的工艺时，正反两面一定会存在涂覆面密度的偏差，影响电池的一致性；3、这种平面无孔箔材料，表面硬实无缝无孔，在加注电解质或烘干水分的时候，电解液及水分只能顺着材料的两平面，通过层与层之间微小间隙慢慢渗透，电解质注入效率与水分烘干效率极其低下，还会影响到电解质浸润一致性，以及水分烘干不彻底造成残留，严重影响到电池的循环使用寿命。
技术实现思路
本技术提供一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池，即把具有高密度、微米级双向对穿的有毛刺及无毛刺两种微孔箔材，分别作为电池的正极集电极和负极集电极，组合应用在二次电池上，有利于提高电池正负极浆料在微孔箔材表面上的粘结性，减少箔材重量，提高电池能量密度，降低内阻，提高电池的充放电倍率，提高电池电解质注入和水分烘干效率，降低生产能耗，大幅提高电池一致性及循环寿命。为了达成上述应用目的，本技术提供的以下技术方案：一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池，包含正极浆料、负极浆料，正极集电极，负极集电极，隔离膜，电池包装壳，所述正极集电极和负极集电极上都设有孔径范围为0.001mm~0.2mm的高密度、微米级微孔，所述正极集电极的微孔上设置有凸起状的毛刺，为有毛刺微孔；所述负极集电极的微孔上不设置凸起状毛刺，为无毛刺微孔；所述正极集电极的两面涂布正极浆料，所述负极集电极的两面涂布负极浆料。进一步的技术方案，所述正极集电极的微孔上具有凸起状的毛刺。这种有毛刺的微孔箔材，相对同等规格的平面正极集电极而言，其质量不发生变化，但比表面积会相对增加，而负极集电极的微孔没有毛刺，相对同等规格尺寸的平面无孔箔材而言，其质量相对减小。进一步的技术方案，所述微孔的毛刺方向为双向对穿设置在箔材的两个面上，即毛刺为向上凸起与向下凸起交替设置。进一步的技术方案，所述微孔的排布规律设置在所述正极集电极或负极集电极上，将任意相邻的4个微孔连线形成一个四边形，其四边形中的最小内角的角度范围为：30º~90º，本实施例优选的最小内角角度为60º和90º。进一步的技术方案，所述微孔之间的中心间距为：0.001mm~0.6mm。所述正极集电极或负极集电极包括但不限于：银、铜、铝、锡、镍、锂。进一步的技术方案，所述微孔排列密度的范围为：1~20000孔/mm2。进一步的技术方案，所述微孔的毛刺高度范围为：0.01~0.1mm。其比表面积相对同等规格尺寸的平面无孔箔材会增加：0.1%~250%，但相对的质量不发生变化。进一步的技术方案，所述负极集电极，其微孔的孔隙率范围为：0.1%~90%；其比表面积相对同等规格尺寸的无孔负极集电极会增加：0.1%~250%；其质量会减少：0.1%~90%；进一步的技术方案，所述微孔的形状包括但不限于：圆形、矩形、圆柱形、圆锥形、棱锥形、以及其形状组合的几何形状。所述二次电池的制作方式包括但不限于采用叠片方式和连续卷绕方式，其二次电池的类型包括但不限于圆柱形电池、方形电池、软包电池。进一步的技术方案，所述正极集电极和负极集电极的材质包括但不限于：铜、铝、锂、镍、锡，以及使用其材质组合制成的合金材料。本技术所述的两种微孔箔材（正极集电极或负极集电极），可通过现有的激光光刻技术、电化学腐蚀技术、熔融电解技术进行生产制作，也可参照专利申请号《201710899677.7》的机械制作技术，在箔材两表面上，制作出具有高密度、微米级双向对穿的有毛刺和无毛刺的两种微孔箔材料；当混合好的电池正负极浆料分别涂覆到两种微孔箔材表面上时，正极浆料会填补并覆盖有毛刺微孔箔材表面的毛刺，而负极浆料会填补并覆盖无毛刺微孔箔材表面的微孔；由于两种微孔箔材的比表面积，因不同的箔材厚度而得到增加，由此增大了正、负极浆料与微孔箔材之间的粘合面积；提高材料与微孔箔材之间粘合力，在制作正、负极极片时，就可以适当提高正、负极浆料在微孔箔材两面的涂覆厚度，从而提高正、负极浆料也即电池活性物质在电池当中的占比，相对减少粘结剂及微孔箔材料在电池中的比重，实现电池能量密度的提升；根据不同正、负极材料的特性和颗粒度大小情况，结合两种微孔箔材的厚度、比表面积、孔隙率、毛刺高度特性，综合制作成本进行合理的组合使用，使涂覆在微孔箔材两面的正、负极浆料：包含水分、锂离子、电解质这些材料成分都可以更自由地、更高效率的通过高密度的微米级孔隙，实现在电池内部更快速有效的浸润和流通，提高电解质注入效率和水分烘干效率，减少生产设备投入和生产能耗，大幅提高生产产能；相应的，两种微孔箔材与正、负极浆料之间相接触的比表面积更大后，能有效降低极化内阻，提高电池充放电倍率，更进一步提高电池的一致性和循环使用寿命。附图说明图1为本技术实施例提供的一种二次电池结构原理图示；图2为本技术实施例提供的一种有毛刺微孔箔材结构图示；图3为本技术实施例提供的一种无毛刺微孔箔材结构图示；符号说明：正极集电极501，正极浆料502，层间隙504，毛刺505，微孔506，隔离膜521，负极集电极511，负极浆料512，电池壳522。具体实施方式参照附图1~3，本实施例的二次电池制作方法：首先，本技术所述的两种微孔箔材，可通过现有的激光光刻技术、电化学腐蚀技术、熔融电解技术进行生产制作，也可参照专利申请号《201710899677.7》的机械制作技术方法，在箔材两表面上，制作出具有高密度、微米级双向对穿的有毛刺和无毛刺的两种微孔箔材料；本实施例结合当前电池正、负极浆料的颗粒度大小，以及正极集电极501和负极集电极511的厚度，优选微孔506的孔径范围为：0.001mm~0.2mm，微孔的排列密度范围为：1~20000孔/mm2；如图2为有毛刺微孔箔材，在本实施例中优选作为正极集电极501使用，其优选的材质为铝箔材料，其正极集电极501上分布有高密度的微孔506，其微孔506上具有凸起状的毛刺505，其毛刺505的单边凸起高度为0.01~0.1mm，其有毛刺微孔箔材的比表面积，相对同等规格尺寸的平面无孔箔材增加0.1%~250%，但相对的质量不发生变化；如图3为无毛刺微孔箔材，在本实施例中优选作为负极集电极511使用，其优选的材质为铜箔材料，其负极集电极511上分布有高密度的微孔506，其微孔506上没有凸起的毛刺，其微孔箔材的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池，包含正极浆料、负极浆料，正极集电极，负极集电极，隔离膜，电池包装壳，其特征在于，所述正极集电极和负极集电极上，都设有孔径范围为0.001mm~0.2mm的高密度、微米级微孔，所述正极集电极的微孔上设置有凸起状的毛刺，为有毛刺微孔；所述负极集电极的微孔上不设置凸起状毛刺，为无毛刺微孔；所述正极集电极的两面涂布正极浆料，所述负极集电极的两面涂布负极浆料。

【技术特征摘要】
1.一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池，包含正极浆料、负极浆料，正极集电极，负极集电极，隔离膜，电池包装壳，其特征在于，所述正极集电极和负极集电极上，都设有孔径范围为0.001mm~0.2mm的高密度、微米级微孔，所述正极集电极的微孔上设置有凸起状的毛刺，为有毛刺微孔；所述负极集电极的微孔上不设置凸起状毛刺，为无毛刺微孔；所述正极集电极的两面涂布正极浆料，所述负极集电极的两面涂布负极浆料。2.根据权利要求1所述的一种由两种微孔集电极组合应用的二次电池，其特征在于，所述正极集电极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴达红，
申请(专利权)人：吴小林，周清香，
类型：新型
国别省市：湖南,43