一种具有改善电解液浸润性的锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有改善电解液浸润性的锂离子电池，包括依次层叠设置的负极片、隔膜和正极片，所述隔膜的至少一侧表面设置有加强层，所述加强层的表面遍布贯穿设置的纵向孔，所述加强层的侧面遍布贯穿设置的横向孔，所述横向孔与纵向孔相互连通。本实用新型专利技术通过设置加强层，加强层具有相互连通的横向孔与纵向孔结构，在电池注液后，能够通过毛细管作用将电解液导流至电芯内部各个区域，大大提高了电芯的浸润效果，缩短浸润时间，提高生产效率，提高电芯安全和使用性能，具有工艺简单、浸润效率高和电池安全性能好等特点。浸润效率高和电池安全性能好等特点。浸润效率高和电池安全性能好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有改善电解液浸润性的锂离子电池


[0001]本技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种具有改善电解液浸润性的锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点，在移动电话、数码摄像机和手提电脑等便携式电子设备上得到了广泛使用，并且在电动汽车和电动自行车等电动交通工具，以及储能设施等大中型电动设备方面均有着广泛的应用前景。
[0003]电解液的浸润性是动力电池制作和设计过程中的关键技术重点和要求。目前，大多电池设计都没有行之有效的改善电解液浸润性，常见的改善方式为在电池卷芯下采用多孔垫片结构，这种方法在一定程度上可以改善电解液浸润性，但浸润效果不佳，电解液只能通过材料的吸附作用对极片进行缓慢浸润，浸润时间较长，生产效率低。
[0004]除此之外，电芯在化成或者使用过程中，内部不可避免的会产生气体，若不能及时将气体排出，将会造成电池极片浸润不良和黑斑等现象，从而影响电池的电性能及安全性能。
[0005]CN208272052U公开了一种圆柱电池电解液浸润结构，主要是在圆柱电池滚槽后，用胶纸在钢壳上边卷成一个圆筒，用于盛放电解液，然后裁切铝塑膜，用热封机将电池封装到铝塑膜内，上端开口，烘烤后注液，并保持电解液盈余，然后将铝塑膜上口热封起来。放置一段时间待电解液充分润湿极片后，剪开铝塑膜，用封口机封装好盖帽，得到电解液充分浸润的圆柱电池。但是其仍存在排气困难的问题。
[0006]CN110416632A公开了一种改善锂离子电池极片浸润性的方法，在锂离子电池极片的卷绕工序中，于卷芯内部的负极片和隔膜之间引入一段浸润薄膜，形成负极片、浸润薄膜、隔膜、正极片依次贴合的卷芯结构，所述浸润薄膜为氧化铝或导电剂类材料。在不易浸入电解液的卷芯的内部引入浸润薄膜，而在卷芯外部易吸收电解液的部位不引入浸润薄膜，引入的浸润薄膜可以实现对电解液良好的浸润和保液性，从而实现电芯极片的有效浸润，避免极片浸润不充分。但是依然存在排气困难的问题。
[0007]现有改善电解液浸润性的锂离子电池均存在工艺复杂、浸润时间久以及不能及时将电池产气排出的问题，因此，如何在保证锂离子电池具有制备工艺简单的情况下，还具有浸润时间短和及时排出电池产气的特点，成为目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种具有改善电解液浸润性的锂离子电池，在隔膜的至少一侧表面设置有加强层，加强层内设置有相互连通的横向孔与纵向孔，通过横向孔与纵向孔的毛细作用，使锂离子电池能够及时排气和加快浸润，具有工艺简单、浸润效率高和电池安全性能好等特点。
[0009]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0010]本技术提供了一种具有改善电解液浸润性的锂离子电池，包括依次层叠设置的负极片、隔膜和正极片，所述隔膜的至少一侧表面设置有加强层，所述加强层的表面遍布贯穿设置的纵向孔，所述加强层的侧面遍布贯穿设置的横向孔，所述横向孔与纵向孔相互连通。
[0011]本技术通过设置加强层，加强层具有相互连通的横向孔与纵向孔结构，在电池注液后，能够通过毛细管作用将电解液导流至电芯内部各个区域，大大提高了电芯的浸润效果，缩短浸润时间，提高生产效率；将加强层设置于负极片与隔膜之间，化成过程中产生的气体可以通过横向孔和纵向孔快速排出至电池外部，消除气泡导致的极片浸润不良和黑斑等现象，提高SEI膜的成膜均匀性，从而提高产品优率。将该结构置于正极片与隔膜之间，能够将电芯在使用过程中产生的气体快速排出至电池外部，提高电芯安全和使用性能，具有工艺简单、浸润效率高和电池安全性能好等特点。
[0012]需要说明的是，本技术对加强层的位置不做具体要求和特殊限定，即加强层在负极片与隔膜之间、正极片与隔膜之间或隔膜的两侧，本领域技术人员可根据设计要求合理选择加强层的位置，例如，需要将电芯使用过程中的气体快速排出，则将加强层设置于正极片与隔膜之间。
[0013]需要说明的是，在液态锂离子电池首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。这种钝化层是一种界面层，具有固体电解质的特征，这层钝化膜被称为固体电解质界面膜简称SEI膜。
[0014]作为本技术的一个优选技术方案，所述纵向孔的轴线相交于所述隔膜与负极片的接触面，所述纵向孔包括垂直孔和纵向斜孔。
[0015]作为本技术的一个优选技术方案，所述横向孔的轴线相交于所述纵向孔的轴线，所述横向孔包括水平孔和水平斜孔。
[0016]本技术通过水平和垂直设置横向孔和垂直孔，使加强层内部的孔道规整，具有良好的吸液和排气性能。
[0017]作为本技术的一个优选技术方案，所述加强层的厚度为50～200nm，例如，厚度为50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]作为本技术的一个优选技术方案，所述隔膜的两侧表面均设置有所述加强层。
[0019]作为本技术的一个优选技术方案，所述的横向孔的截面形状包括长方形、梯形、三角形、圆形或扇形。
[0020]所述的纵向孔的截面形状包括长方形、梯形、三角形、圆形或扇形。
[0021]作为本技术的一个优选技术方案，所述横向孔的截面形状为圆形。
[0022]所述横向孔的直径为20～100nm，例如，直径为20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm或100nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]作为本技术的一个优选技术方案，所述纵向孔的截面形状为圆形。
[0024]本技术通过设置横向孔和纵向孔的截面形状均为圆形，圆柱形内壁能够提高毛细吸液能力，从而进一步地提高锂离子电池的浸润效果。
[0025]所述纵向孔的直径为0.5～2μm，例如，直径为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm或2.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0026]作为本技术的一个优选技术方案，所述横向孔等距排布于所述加强层的侧面，所述纵向孔等距排布于所述加强层的表面。
[0027]需要说明的是，本技术对横向孔和纵向孔的等距排布形式不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据操作需要合理选择排布形式，例如，横向孔和纵向孔均为矩阵排布或圆点矩阵排布等。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有改善电解液浸润性的锂离子电池，包括依次层叠设置的负极片、隔膜和正极片，其特征在于，所述隔膜的至少一侧表面设置有加强层，所述加强层的表面遍布贯穿设置的纵向孔，所述加强层的侧面遍布贯穿设置的横向孔，所述横向孔与纵向孔相互连通。2.根据权利要求1所述的具有改善电解液浸润性的锂离子电池，其特征在于，所述纵向孔的轴线相交于所述隔膜与负极片的接触面，所述纵向孔包括垂直孔和纵向斜孔。3.根据权利要求2所述的具有改善电解液浸润性的锂离子电池，其特征在于，所述横向孔的轴线相交于所述纵向孔的轴线，所述横向孔包括水平孔和水平斜孔。4.根据权利要求1所述的具有改善电解液浸润性的锂离子电池，其特征在于，所述加强层的厚度为50～200nm。5.根据权利要求1所述的具有改善电解液浸润性的锂离子电池，其特征在于，所述隔膜的两侧表面均设置有所述加强层。6.根据权利要求1所述的具有改善电解液浸润性的锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：恒大新能源技术深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：