一种双极电池及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种双极电池及其应用，包括正极极片、导电胶层和负极极片，正极极片、导电胶层和负极极片依次重叠设置；正极极片由厚度为8

【技术实现步骤摘要】
一种双极电池及其制作方法


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及一种双极电池及其制作方法。

技术介绍

[0002]双极电池是一种多个正负极组成的单片电池组合串联形成的一种电池，相比于现在锂离子电池，具有更高的能量密度，更高的电压，是一种非常有希望用于电动汽车和储能上的电池。
[0003]目前双极电池的箔材大多采用铜铝复合箔，先在其表面涂覆需要辊压压力较大的浆料后，再进行辊压，再在另一面涂布辊压压力较小的浆料再辊压，不仅耗费工时较长，且由于铝铜复合箔较薄，容易在辊压过程中大颗粒刺破箔材，导致正负极发生短路，出现电芯漏电的情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的为提供一种可对正负极极片的浆料同时涂布、同时辊压，生产效率高，且可避免双极电池短路的一种双极电池及其制作方法。
[0005]为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种双极电池极片，包括正极极片、导电胶层和负极极片，所述正极极片、所述导电胶层和所述负极极片依次重叠设置；
[0007]所述正极极片由厚度为8
‑
15μm的铝箔和涂覆于铝箔正面或反面的正极浆料组成，所述负极极片由厚度为4
‑
8μm的铜箔和涂敷于铜箔正面或反面的负极浆料组成；
[0008]所述导电胶层的厚度大于1μm。
[0009]本专利技术所述双极电池极片的正极极片和负极极片可分开进行制备，待制备完成采用导电胶进行粘结，相对于传统的双极电池极片提高了工作效率，且正极浆料和负极浆料分开进行辊压，在辊压时选择适合浆料的辊压压力避免了在辊压过程中大颗粒刺穿箔材，导致正负极发生短路，出现电芯漏电的情况。
[0010]上述一种双极电池极片，作为一种优选的实施方案，所述正极浆料由下述重量百分比的原料组成：正极活性物质94％
‑
98％、导电剂0.5％
‑
3％和粘结剂1.5％
‑
5％；所述正极活性物质为钴酸锂、NCM(镍钴锰酸锂)、NCMA(镍钴锰铝酸锂)、锰酸锂或磷酸铁锂，所述导电剂为SP(导电炭黑)、CNT(多壁碳纳米管)、VGCF(碳纤维)或SWCNT(单壁碳纳米管)，所述粘结剂为PVDF(聚偏氟乙烯)或PTFE(聚全氟乙烯)。
[0011]上述一种双极电池极片，作为一种优选的实施方案，所述负极浆料由下述重量百分比的原料组成：负极活性物质92％
‑
98％、导电剂0.5％
‑
3％、增稠剂1％
‑
2％和粘结剂1％
‑
3％；所述负极活性物质为石墨、硬碳、软碳、硅碳、硅氧、硅负极或钛酸锂，所述导电剂为SP、CNT、VGCF或SWCNT，所述增稠剂为CMC
‑
Na(羧甲基纤维素钠)、CMC
‑
Li(羧甲基纤维素锂)或PAA(聚丙烯酸)，所述粘结剂为SBR(丁苯橡胶乳液)或丙烯酸及其衍生物。
[0012]上述一种双极电池极片，作为一种优选的实施方案，所述导电胶层由下述重量百
分比的原料组成导电剂10％
‑
40％和粘结剂60％
‑
90％；导电剂为SP、CNT、SWCNT或VGCF中的至少一种，粘结剂为PVDF、PTFE、聚丙烯酸及其衍生物或环氧树脂中的至少一种。
[0013]本申请的第二方面，提供一种双极电池极片的制作方法，包括以下步骤：
[0014](1)制备正极极片：在铝箔上层或下层涂覆正极浆料，待涂覆完毕(达到设定的面密度13
‑
23mg/cm2)，经烘烤(1
‑
20m/min速度通过90
‑
110℃的烘道，烘道长2
‑
30m)、极片干燥后进行辊压(辊压的压力1
‑
300t，速度2
‑
80m/min)处理得正极极片；
[0015](2)制备负极极片：在铜箔上涂覆负极浆料，待涂覆完毕(达到设定的面密度8
‑
16mg/cm2)，经烘烤(1
‑
20m/min速度通过70
‑
100℃的烘道，烘道长2
‑
30m)、极片干燥后进行辊压(辊压的压力1
‑
300t，速度2
‑
80m/min)处理得负极极片；
[0016](3)在正极极片涂覆有正极浆料面的相对面上涂覆导电胶，和/或在负极极片涂覆有负极浆料面的相对面上涂覆导电胶，将正极极片涂覆有导电胶的面和负极极片涂覆有负极浆料面的相对面盖合重叠放置，辊压(压力1
‑
5t)得所述的双极电池极片。
[0017]其中正负极表面涂覆的浆料边缘预留2
‑
20mm的空箔，用于粘贴热熔胶，电解液则被热熔胶密封于被隔膜隔开的正负极片之间。
[0018]上述一种双极电池极片的制作方法，作为一种优选的实施方案，步骤(1)中，所述正极极片的正极浆料层的密度2.3
‑
4.25g/cm3；步骤(2)中，所述负极极片的负极浆料层的密度0.8
‑
1.85g/cm3。此处的正极浆料层指正极浆料经辊压所形成，负极浆料层指负极浆料经辊压所形成。
[0019]本申请的第三方面，提供一种双极电池，所述双极电池包括上述双极电池极片和电解质，所述电解质连通两个所述双极电池极片构成双极电池单元，若干双极电池单元串联组成双极电池；相邻两个双极电池单元之间通过导电胶进行串联。电解质位于两个双极电池极片中间，与其中一个双极电池片的正极极片连通，与另一个双极电池片的负极极片连通构成双极电池单元。
[0020]上述一种双极电池，作为一种优选的实施方案，所述电解质为固态电解质。
[0021]上述一种双极电池，作为一种优选的实施方案，所述电解质为液态电解质，所述液体电解质包括隔膜和浸透在隔膜内的电解液。
[0022]优选地，隔膜为PP(聚丙烯)隔膜、PE(聚乙烯)隔膜、陶瓷隔膜或陶瓷涂胶隔膜；电解液为EC:DMC:EMC＝1:3:1，1mol/L LiPF6,少量添加剂。
[0023]上述一种双极电池，作为一种优选的实施方案，构成双极电池单元的两个所述双极电池极片相接触的边缘通过热熔胶密封连接；绕着两个双极电池极片相接触面的边缘涂覆热熔胶形成热熔胶层，热熔胶层的厚度为20
‑
200um，热熔胶层在双极电池极片上延伸的宽度为5
‑
10mm。
[0024]本专利技术的有益效果为：构成本专利技术所述双极电池极片的正极极片和负极极片可同时进行生产，提高了双极电池的生产效率；且正极极片和负极极片在生产过程中可根据各自材料所需的压力进行辊压，相对传统的生产方式不必采用先涂覆所需辊压压力大的一面，辊压后再涂覆辊压压力小的一面，再进行辊压，即减少了操作难度，同时使用此种工艺可将箔材厚度减薄增加电池能量密度。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极电池极片，其特征在于，包括正极极片、导电胶层和负极极片，所述正极极片、所述导电胶层和所述负极极片依次重叠设置；所述正极极片由厚度为8
‑
15μm的铝箔和涂覆于铝箔正面或反面的正极浆料组成，所述负极极片由厚度为4
‑
8μm的铜箔和涂敷于铜箔正面或反面的负极浆料组成；所述导电胶层的厚度大于1μm。2.根据权利要求1所述的一种双极电池极片，其特征在于，所述正极浆料由下述重量百分比的原料组成：正极活性物质94％
‑
98％、导电剂0.5％
‑
3％和粘结剂1.5％
‑
5％；所述正极活性物质为钴酸锂、NCM、NCMA、锰酸锂或磷酸铁锂，所述导电剂为SP、CNT、VGCF或SWCNT，所述粘结剂为PVDF或PTFE。3.根据权利要求1所述的一种双极电池极片，其特征在于，所述负极浆料由下述重量百分比的原料组成：负极活性物质92％
‑
98％、导电剂0.5％
‑
3％、增稠剂1％
‑
2％和粘结剂1％
‑
3％；所述负极活性物质为石墨、硬碳、软碳、硅碳、硅氧、硅负极或钛酸锂，所述导电剂为SP、CNT、VGCF或SWCNT，所述增稠剂为CMC
‑
Na、CMC
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Li或PAA，所述粘结剂为SBR或丙烯酸及其衍生物。4.根据权利要求1所述的一种双极电池极片，其特征在于，所述导电胶层由下述重量百分比的原料组成导电剂10％
‑
40％和粘结剂60％
‑
90％；导电剂为SP、CNT、SWCNT或VGCF中的至少一种，粘结剂为P...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟丽，梁辉，李琮熙，张光中，武增雪，岳旭佳，杨帆，杨辛，李倩，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：