一种新型软包锂电池制造技术

本实用新型专利技术涉及锂离子电池制备技术领域，具体公开一种新型软包锂电池，包括由铝塑膜围成的密闭空间、逐层设置在所述密闭空间内的负极集流体、固体电解质、正极活性材料层、正极集流体；所述负极集流体和所述正极集流体为多孔泡沫金属，所述负极集流体上负载有亲锂性纳米颗粒；所述正极活性材料层为浆料状且密封在所述固体电解质与正极集流体之间。本实用新型专利技术将所述负极集流体和所述正极集流体设置呈多孔泡沫结构，多孔泡沫结构使得负极集流体和正极集流体的比表面积相应增大，比表面积增大而充放电过程中电流大小不变，进而使得电池的活性物质的局部电流密度变小。

A new type of soft pack lithium battery

【技术实现步骤摘要】
一种新型软包锂电池
本技术涉及锂离子电池制备
，特别涉及一种新型软包锂电池。
技术介绍
目前，新能源汽车已经成为我国七大战略性新兴产业之一，并且随着新能源汽车研发的飞速发展，锂离子动力电池由于具有高能量密度和长循环使用寿命的优越性，逐步成为最具有发展潜力和竞争力的动力电池之一。全固体锂电池近年来因具有更高的能量密度和优异的安全性能而成为研究热点，但全固体锂电池中，集流体的比表面积有限，固态正极活性材料与集流体接接触面积较小，使得电池充放电过程中活性物质的局部电流密度过大，导致电池容量衰减。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种新型软包锂电池，该电池能提到锂离子传导率的同时，减小电池充放电过程中活性物质的局部电流密度。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种新型软包锂电池，包括由铝塑膜围成的密闭空间、逐层设置在所述密闭空间内的负极集流体、固体电解质、正极活性材料层、正极集流体；所述负极集流体和所述正极集流体为多孔泡沫金属，所述负极集流体上设置有亲锂性纳米颗粒层；所述正极活性材料层为浆料状且密封在所述固体电解质与正极集流体之间。与现有技术相比，本技术将所述负极集流体和所述正极集流体设置呈多孔泡沫结构，一方面，多孔泡沫结构使得负极集流体和正极集流体的比表面积相应增大，浆料状的正极活性材料由于其具有的流动性，使得正极活性材料嵌在正极集流体各个孔内，进而增大正极活性材料与正极集流体的接触面积，从而减小电池的活性物质的局部电流密度；进一步的，正极活性材料与集流体的接触面积的增大，提高正极活性材料的利用率，从而促进正极活性材料发生电化学反应，增强电极的导电性；另一方面，所述负极集流体负载的亲锂性纳米颗粒使得多孔泡沫结构的负极集流体可对锂离子向内诱导沉积，使得锂离子分布得更均匀，进而有效抑制电池充电和放电过程中锂枝晶的生长，从而增加电池循环寿命和安全稳定性。作为优选，所述正极活性材料层的材料包括碳纳米管、石墨烯、石墨炔、导电炭黑中的一种或几种。作为优选，还包括设置在所述密闭空间外的正极极耳和负极极耳；所述正极极耳与所述正极集流体电性连接，所述负极极耳与所述负极集流体电性连接。作为优选，所述正极极耳与所述正极集流体焊接连接，所述负极极耳与所述负极集流体焊接连接。作为优选，所示正极极耳与所述正极集流体之间以及所述负极极耳与所述负极集流体之间的还设置有连接加强件。作为优选，所述连接加强件为高温胶带，所示高温胶带粘接在所述正极极耳与所述正极集流体的连接处以及所述正极极耳与铝塑膜之间；所示高温胶带还粘接在所述负极极耳与所述负极集流体的连接处以及所述负极极耳与铝塑膜之间。作为优选，所述正极极耳为铝条，所述负极极耳为镍条。作为优选，所述正极集流体采用铝材料或钛材料或不锈钢材料制造。作为优选，所述负极集流体采用铜材料制造。作为优选，所述正极集流体和/或所述负极集流体上涂有碳层。附图说明现结合附图与具体实施例对本技术作进一步说明。图1本技术的内部结构示意图。图中：1、铝塑膜；2、负极集流体；3、固体电解质；4、正极活性材料层；5、正极集流体；6、正极极耳；7、负极极耳；8、高温胶带。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，本技术提供一种新型软包锂电池，包括由铝塑膜1围成的密闭空间、逐层设置在所述密闭空间内的负极集流体2、固体电解质3、正极活性材料层4、正极集流体5；所述负极集流体2和所述正极集流体5为多孔泡沫金属，所述负极集流体2上设置有亲锂性纳米颗粒层；所述正极活性材料层4为浆料状且密封在所述固体电解质3与正极集流体5之间。其中，亲锂性纳米颗粒的材料包括金、银、锌、锡、铝中的任一种。与现有技术相比，本技术将所述负极集流体2和所述正极集流体5设置呈多孔泡沫结构，一方面，多孔泡沫结构使得负极集流体2和正极集流体5的比表面积相应增大，浆料状的正极活性材料层4由于其具有的流动性，使得正极活性材料4嵌在正极集流体各个孔内，进而增大正极活性材料4与正极集流体5的接触面积，从而减小电池的活性物质的局部电流密度；进一步的，正极活性材料4与正极集流体5的接触面积增大，提高正极活性材料的利用率，从而促进正极活性材料发生电化学反应，增强电极的导电性；另一方面，所述负极集流体2负载的亲锂性纳米颗粒使得多孔泡沫结构的负极集流体2可对锂离子向内诱导沉积，使得锂离子分布得更均匀，进而有效抑制电池充电和放电过程中锂枝晶的生长，从而增加电池循环寿命和安全稳定性。固体的表面存在肉眼可识别或肉眼不可识别的凹凸不平的丘陵，当固定表面与固体表面接触时，由于丘陵的作用，使得固定表面与固体表面之间不完全贴紧，造成接触面的界面阻抗增大。浆料状的正极活性材料使得正极活性材料与电解质的接触依然保持成固体与半固态的接触状态，进而利用液体柔润性好的优势，使得正极活性材料与固体电解质3接触时，正极活性材料贴紧固体电解质3的各个位置，以防止两者之间的界面电阻变大，以使电池的离子传输效率得到有效地提高，并且能够抑制电池极化的发生，使得正极活性材料的利用率得以增加。本实施例中，浆料状的正极活性材料采用现有技术中半固态锂浆料电池常用的浆料状活性材料，本申请并不要求保护其材料及组分。本实施例中，所述正极活性材料层4包括碳纳米管、石墨烯、石墨炔、导电炭黑等材料的一种或几种。在正极活性材料中掺杂碳纳米管等材料，因碳纳米管等材料具有良好的导电性，可提高正极活性材料的导电性，进而减少集流体的用量。如图1所示，本技术还包括正极极耳6和负极极耳7；所述正极极耳6与所述正极集流体5电性连接，所述负极极耳7与所述负极集流体2电性连接。本实施例中，所述正极极耳6与所述正极集流体5焊接连接，所述负极极耳7与所述负极集流体2焊接连接。所示正极极耳6与所述正极集流体5之间以及所述负极极耳7与所述负极集流体2之间的还设置有连接加强件。优选的，所述连接加强件为高温胶带8，所示高温胶带8粘接在所述正极极耳6与所述正极集流体5的连接处以及所述正极极耳6与铝塑膜1之间；所示高温胶带8还粘接在所述负极极耳7与所述负极集流体2的连接处以及所述负极极耳7与铝塑膜1之间。正极极耳6与正极集流体5、以及负极极耳7与负极集流体2的通过焊接实现电性连接，且通过高温胶带8，除加强电极极耳与集流体的连接稳固性外，还使得正极极耳6和负极极耳7与铝塑膜1相互隔离防导电。本实施例中，所述正极集流体5采用铝材料或钛材料或不锈钢材料制造，所述负极集流体2采用铜材料制造，进一步的，所述正极集流体5和/或所述负极集流体2上涂有碳层。如图1所示，本实施例中的铝塑膜1围成一方形体，即所述密闭空间呈方形。所述密闭空间内由下至上，依次铺设正极集流体5、正极活性材料层4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型软包锂电池，其特征在于，包括由铝塑膜围成的密闭空间、逐层设置在所述密闭空间内的负极集流体、固体电解质、正极活性材料层、正极集流体；/n所述负极集流体和所述正极集流体为多孔泡沫金属，所述负极集流体上设置有亲锂性纳米颗粒层；/n所述正极活性材料层呈浆料状且密封在所述固体电解质与正极集流体之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型软包锂电池，其特征在于，包括由铝塑膜围成的密闭空间、逐层设置在所述密闭空间内的负极集流体、固体电解质、正极活性材料层、正极集流体；
所述负极集流体和所述正极集流体为多孔泡沫金属，所述负极集流体上设置有亲锂性纳米颗粒层；
所述正极活性材料层呈浆料状且密封在所述固体电解质与正极集流体之间。


2.根据权利要求1所述的新型软包锂电池，其特征在于，还包括正极极耳和负极极耳；
所述正极极耳与所述正极集流体电性连接，所述负极极耳与所述负极集流体电性连接。


3.根据权利要求2所述的新型软包锂电池，其特征在于，所述正极极耳与所述正极集流体焊接连接，所述负极极耳与所述负极集流体焊接连接。


4.根据权利要求3所述的新型软包锂电池，其特征在于，所示正极极耳与所述正极集流体之间以及所述负极极耳与所述负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗锴，施志聪，钟宜成，梁振浪，黄蔼琪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44