一种新型电池极片和锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种新型电池极片，极片上有一个孔，该孔位于极片的几何中心，孔面积为1

【技术实现步骤摘要】
一种新型电池极片和锂离子电池


[0001]本技术属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种新型电池极片和锂离子电池。

技术介绍

[0002]电解液对极片的浸润，涉及到固、液、气三相接触的内容。当把电解液注入电池壳内时，首先电解液要排出壳内的空气，之后电解液会附着在正负极活物质的表面，有的电解液会通过卷芯的隔膜进入正极
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隔膜
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负极之间。随着时间的延续，会出现电解液浸润极片、隔膜内电解液反向浸润极片的现象，当静置时间长到一定程度时，在表面张力的作用下，对极片的浸润就达到一个平衡的状态。电极中的电解质润湿过程是由毛细管力驱动的自发液体吸附过程，忽略惯性和重力的影响。德国博世公司的工程师W.J.Weydanz等人利用中子衍射技术成功的观测到了电解液在软包锂离子电池内部的浸润过程，可以看到注液2min后大部分电解液还停留在电芯的外部，在47min 后真空注液的电池基本上完成了浸润，但是常压注液的锂离子电池仍然有相当部分的中间位置电芯没有浸润，电芯外部残留了大量的电解液。
[0003]目前提高极片浸润性的方法主要有改善注液工艺、添加电解液浸润剂、改变注液后静置的方式等。添加电解液浸润剂能够降低液体的表面张力，提高电解液对极片的润湿和渗透能力，从而提高电池的电化学性能。但当浸润剂的添加量不当时，会对电池的循环性能造成负面影响，且增加了电池成本。注液工艺和静置方式对改善浸润效果有限，且延长抽真空时间、加压、擀压、高温等不但影响生产效率还增加制造成本。
[0004]随着电池能量密度越来越高，极片也越来越厚，浸润问题也越来越受到重视。中国科学技术大学的俞书宏团队与斯坦福大学的崔屹教授受到自然界树木的导管结构的启发，为了获得仿生结构LCO电极，俞书宏团队以樟子松为模版，首先将樟子松切割成厚度为1.5mm的薄片，然后利用氨水溶解法将木材导管中的木质素溶解掉，获得均匀的多孔模板，然后将由LiNO3、 Co(NO3)2·
6H2O制备的LCO前驱体溶胶在真空环境下浸入到模板的导管内，并进行干燥形成LCO前驱体凝胶，最后在空气环境中700℃烧结2h，一方面使得LCO结晶化，另一方面将木质模板移除，在煅烧后LCO电极保留了垂直方向上的多孔结构。该结构能大大提高极片厚度，确保电解液的充分浸润，降低锂离子在电极内的扩散阻力，从而在高负载量的情况下也能够保证电池的循环性能和倍率性能。该方法操作困难，不宜商业应用。在专利CN 111755660A中，作者通过采用一块布满钢针的工装对极片进行打孔，该工装的钢针直径为0.1～0.3mm，相邻两个打孔针之间的距离为2～5mm。该工装主要是将极片穿透形成微孔，由于辊压后的极片较硬，该方法引起极片掉料、撕裂，毛刺等问题，无法商业化应用。相比以上两种方法，本案简单易操作，投入成本低，可商业化大规模应用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术旨在提出一种新型电池极片和锂离子电池，以提高电解液对极片的润湿和渗透能力，从而提高电池的电化学性能。
[0006]为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种新型电池极片结构，极片上有一个孔，该孔位于极片的几何中心，孔的面积为1
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900mm2。
[0008]进一步的，孔的面积为6
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100mm2，如果孔的面积太小，不利于极片中心的排气和电解液积聚，而孔太大的话则降低了极片的有效使用面积，影响电池的能量密度。
[0009]本专利技术的第二目的在于提供一种新型电池极片，该极片含有孔，且该极片为叠片电芯中的一层极片或者是卷绕电芯中的每一层极片的大平面单元，孔在每层极片上的相对位置一致，堆叠或卷绕以后，各层极片上的孔可以重叠形成通孔。
[0010]本专利技术的第三目的在于提供一种锂离子电池，该电池含有以上极片结构和极片组成的电芯。
[0011]相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
[0012]本技术通过在电池每层极片的几何中心打孔，注液过程中，打孔位置会促进气体排出并积聚电解液，该部分电解液会以孔为中心向四周扩散，既解决了电池中心浸润困难的问题，又缩短了浸润时间。简单易操作，缩短极片浸润时间，提高生产效率，降低制造成本，且可以提高电池的一致性。
附图说明
[0013]构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0014]图1为叠片电池极片打孔示意图；
[0015]图2为卷绕电池极片打孔示意图。
[0016]附图标记说明：
[0017]1、极片；2、孔；3、极耳。
具体实施方式
[0018]需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0019]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0020]在本技术的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0021]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0022]一种新型电池极片结构，极片1上有一个孔2，该孔2位于极片1的几何中心，孔2面积为1
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900mm2，孔2的形状为任意形状，优选圆形孔、无明显锐角或钝角的类似圆形孔中的一种，孔2面积为1
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900mm2，优选的孔2 面积范围为6
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100mm2。
[0023]本技术还提供了一种新型电池极片，该极片1上设有极耳3，极片 1含有孔2，且该极片1为叠片电芯中的一层极片1或者是卷绕电芯中的每一层极片1的大平面单元，孔2在每层极片1上的相对位置一致，堆叠或卷绕以后，各层极片1上的孔2可以重叠形成通孔。
[0024]在方形电池中，注液后，电解液从电池极片1四周向极片1中心扩散，电池的中心位置一般电解液难以浸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型电池极片，其特征在于：极片上有一个孔，该孔位于极片的几何中心，孔的面积为1
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900mm2。2.根据权利要求1所述的新型电池极片，其特征在于：孔的形状为圆形孔、无明显锐角或钝角的类似圆形孔中的一种。3.根据权利要求1或2所述的新型电池极片，其特征在于：孔的面积为6
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100mm2。4.一种新型电池极片，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：何爱勤，高秀玲，从长杰，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：新型
国别省市：