可充电电池及其制备方法与用电设备技术

本发明专利技术提供了一种可充电电池及其制备方法与用电设备，涉及储能器件领域，该可充电电池包括依次叠层设置的隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构，隔膜/正极复合结构和隔膜/负极复合结构之间填充有电解质；隔膜/正极复合结构包括隔膜和设置于隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于隔膜表面或陶瓷涂层表面的正极材料层；隔膜/负极复合结构包括隔膜和设置于隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于隔膜表面或陶瓷涂层表面的负极材料层。利用该可充电电池能够缓解现有技术的可充电电池能量密度低的技术问题，达到提高可充电电池能量密度的技术效果。

Rechargeable battery and its preparation method and electrical equipment

【技术实现步骤摘要】
可充电电池及其制备方法与用电设备
本专利技术涉及储能器件领域，尤其是涉及一种可充电电池及其制备方法与用电设备。
技术介绍
可充电电池，又称二次电池，例如锂电池电池，是新一代的储能电源，随着可充电电池技术的不断更新和发展，目前可充电电池已广泛应用生活中的各个领域中，尤其是在新能源汽车、电网储能、特种车以及通信基站等领域有很大的应用前景。可充电电池的结构一般包括依次叠层设置的正电极、有机电解液、隔膜以及负电极。为了满足可充电电池大功率、大电流和高电压的需求，目前的可充电电池的结构一般为：负电极、隔膜、正电极、隔膜、负电极、隔膜、正电极、隔膜、……、负电极组成，正电极、隔膜与负电极之间设有电解液。其中正电极和负电极分别包括集流体和涂覆在集流体表面的正极活性材料或负极活性材料，集流体一般为铝箔或铜箔，主要作用为用于传输载流子。在每个可充电电池单元中就有两层集流体(分别为正极集流体和负极集流体)，集流体的重量占据总的可充电电池重量的10－20％，随着可充电电池中正电极和负电极设置层数的增加，这部分的重量也随之增大。在评价可充电电池的电性能指标时，能量密度是一个重要的参考指标。以电动汽车为例，又轻容量又大的电池才能满足电动汽车的要求，搭载同样重量的电池，能量密度越高车才会跑得越远。因此，如何提高可充电电池的能量密度成为目前可充电电池的研究热点。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种可充电电池，本专利技术的第二目的在于提供一种可充电电池的制备方法，以缓解现有技术的可充电电池能量密度低的技术问题。本专利技术的第三目的在于提供一包含上述可充电电池的用电设备。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种可充电电池，包括叠层设置的隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构，所述隔膜/正极复合结构和所述隔膜/负极复合结构之间填充有电解质；所述隔膜/正极复合结构包括隔膜和设置于所述隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于所述隔膜表面或所述陶瓷涂层表面的正极材料层；所述隔膜/负极复合结构包括隔膜和设置于所述隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于所述隔膜表面或所述陶瓷涂层表面的负极材料层。进一步的，所述隔膜/正极复合结构与所述隔膜/负极复合结构依次叠层交替设置，所述隔膜/正极复合结构的层数或所述隔膜/负极复合结构的层数分别选自2～1000之间的自然数。进一步的，所述隔膜/正极复合结构中，所述隔膜与所述正极材料层之间设有多孔网状结构的导电涂层。进一步的，所述导电涂层中的孔隙为纳米级孔隙或微米级孔隙。进一步的，所述导电涂层包括导电剂，所述导电剂选自导电炭黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、碳纤维或石墨烯中的任一种或至少两种的组合。一种可充电电池的制备方法，对隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构进行组装，并将电解质填充于所述隔膜/正极复合结构和所述隔膜/负极复合结构之间，然后对隔膜/正极复合结构、隔膜/负极复合结构和电解质进行封装得到所述可充电电池。进一步的，先分别制备隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构，然后再对隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构进行封装。进一步的，提供隔膜，在所述隔膜的至少一个表面制备陶瓷涂层，在所述隔膜或所述陶瓷涂层表面制备正极材料层，得到隔膜/正极复合结构；优选地，先在所述隔膜或所述陶瓷涂层表面制备导电涂层，再在所述导电涂层表面制备正极材料层，得到隔膜/正极复合结构；优选地，提供隔膜，在所述隔膜表面依次制备陶瓷涂层、导电涂层和正极材料层，得到隔膜/正极复合结构。进一步的，提供隔膜，在所述隔膜的至少一个表面制备陶瓷涂层，在所述隔膜或所述陶瓷涂层表面制备负极材料层，得到隔膜/负极复合结构；优选地，提供隔膜，在所述隔膜表面依次制备陶瓷涂层和负极材料层以及任选的导电涂层，所述导电涂层位于所述陶瓷涂层与所述负极材料层之间，得到隔膜/负极复合结构。一种用电设备，包括上述可充电电池或利用上述制备方法得到的可充电电池。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的可充电电池，采用独创的隔膜/电极复合结构，即，隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构，隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构依次叠层设置。其中，隔膜/电极复合结构包括隔膜和设置于所述隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于所述隔膜表面或所述陶瓷涂层表面的电极材料层，电极材料层为正极材料层或负极材料层。该可充电电池结构中省略了原电池中的集流体，将作为充放电功能层的电极材料层直接设置于隔膜或陶瓷涂层表面，可以有效降低可充电电池的重量和体积，从而提高可充电电池的能量密度。另外，本专利技术提供的可充电电池的出现颠覆了传统隔膜与电极材料层之间的设置结构，开创了一种新的设计思路，对于可充电电池领域来说是一种革命性的结构变化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1提供的隔膜/正极复合结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例5提供的隔膜/正极复合结构的结构示意图；图3为本专利技术实施例7提供的隔膜/负极复合结构的结构示意图；图4为本专利技术实施例9提供的隔膜/负极复合结构的结构示意图；图5为本专利技术实施例11提供的锂离子可充电电池的结构示意图；图6为本专利技术实施例12提供的锂离子可充电电池的结构示意图；图7为本专利技术实施例13提供的锂离子可充电电池的结构示意图。图标：10－隔膜；20－陶瓷涂层；30－正极材料层；40－导电涂层；50－负极材料层。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术的一个方面提供了一种可充电电池，包括叠层设置的隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构，所述隔膜/正极复合结构和所述隔膜/负极复合结构之间填充有电解质；所述隔膜/正极复合结构包括隔膜和设置于所述隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于所述隔膜表面或所述陶瓷涂层表面的正极材料层；所述隔膜/负极复合结构包括隔膜和设置于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可充电电池，其特征在于，包括叠层设置的隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构，所述隔膜/正极复合结构和所述隔膜/负极复合结构之间填充有电解质；所述隔膜/正极复合结构包括隔膜和设置于所述隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于所述隔膜表面或所述陶瓷涂层表面的正极材料层；所述隔膜/负极复合结构包括隔膜和设置于所述隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于所述隔膜表面或所述陶瓷涂层表面的负极材料层。

【技术特征摘要】
1.一种可充电电池，其特征在于，包括叠层设置的隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构，所述隔膜/正极复合结构和所述隔膜/负极复合结构之间填充有电解质；所述隔膜/正极复合结构包括隔膜和设置于所述隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于所述隔膜表面或所述陶瓷涂层表面的正极材料层；所述隔膜/负极复合结构包括隔膜和设置于所述隔膜至少一个表面的陶瓷涂层，以及设置于所述隔膜表面或所述陶瓷涂层表面的负极材料层。2.根据权利要求1所述的可充电电池，其特征在于，所述隔膜/正极复合结构与所述隔膜/负极复合结构依次叠层交替设置，所述隔膜/正极复合结构的层数或所述隔膜/负极复合结构的层数分别选自2～1000之间的自然数。3.根据权利要求1或2所述的可充电电池，其特征在于，所述隔膜/正极复合结构中，所述隔膜与所述正极材料层之间设有多孔网状结构的导电涂层。4.根据权利要求3所述的可充电电池，其特征在于，所述导电涂层中的孔隙为纳米级孔隙或微米级孔隙。5.根据权利要求3所述的可充电电池，其特征在于，所述导电涂层包括导电剂，所述导电剂选自导电炭黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、碳纤维或石墨烯中的任一种或至少两种的组合。6.一种权利要求1－5任一项所述的可充电电池的制备方法，其特征在于，对隔膜/正极复合结构与隔膜/负极复合结构进行组装，并将...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟，
申请(专利权)人：北京国能电池科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11