一种电池极芯和二次电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电池极芯和二次电池，极芯包括隔膜、一个正极片和一个负极片，正极片和负极片之间通过隔膜隔开；正极片包括正极集流体和覆于正极集流体上的正极活性材料层，正极片设有由正极活性材料层的表面向正极集流体延伸的孔，孔的分布密度为1000

【技术实现步骤摘要】
一种电池极芯和二次电池


[0001]本技术涉及锂离子电池领域，具体地，涉及一种电池极芯和二次电池。

技术介绍

[0002]二次电池作为一种可逆的能量存储载体，在移动式电子设备（如手机）、汽车、家用电器等领域中得到广泛的应用，随着二次电池及使用其的产品的不断发展，消费者对电池的能量密度等性能有了更高的要求。
[0003]通常，增加极片的厚度可以提高电池的能量密度，但是极片厚度的增加使得极片内部锂离子扩散路径变长，往往导致极片的功率性能快速下降。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种电池极芯和二次电池，该电池极芯具有单个正极片和负极片，其不但具有高的能量密度，同时还具有较高的锂离子的扩散能力及功率性能。
[0005]为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种电池极芯，所述极芯包括隔膜、一个正极片和一个负极片，所述正极片和所述负极片之间通过隔膜隔开；
[0006]所述正极片包括正极集流体和覆于所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极片设有由所述正极活性材料层的表面向所述正极集流体延伸的孔，所述孔的分布密度为1000
‑
100000个/cm2，所述正极片的厚度为1
‑
10 mm；
[0007]所述负极片包括负极集流体和覆于所述负极集流体上的负极活性材料层，所述负极片设有由所述负极活性材料层的表面向所述负极集流体延伸的孔，所述孔的分布密度为1000
‑
100000个/cm2，所述负极片的厚度为0.5
‑
>10 mm。
[0008]可选地，所述正极片中孔的深度与所述正极片的厚度之比为0.3
‑
1.0；所述正极活性材料层与所述正极集流体的厚度之比为10：1
‑
500：1；所述孔的分布密度为1000
‑
10000个/cm2，所述正极片的厚度为1.5
‑
8mm；
[0009]所述负极片中孔的深度与所述负极片的厚度之比为0.3
‑
1.0；所述负极活性材料层与所述负极集流体的厚度之比为10：1
‑
500：1；所述孔的分布密度为1000
‑
10000个/cm2，所述负极片的厚度为0.6
‑
8mm。
[0010]可选地，所述正极集流体和所述负极集流体的厚度各自独立地为0.01
‑
1mm；所述正极活性材料层的面密度为0.1
‑
2.5g/cm2，压实密度为1.8
‑
2.7g/cm3，厚度为1
‑
10mm；所述负极活性材料层的面密度为0.05
‑
1.5g/cm2，压实密度为1.2
‑
1.7g/cm3，厚度为0.5
‑
10mm。
[0011]可选地，所述正极片和所述负极片中所述孔的直径各自独立地为10
‑
100μm。
[0012]可选地，所述正极活性材料层的总孔体积占所述正极活性材料层的总体积的1
‑
10%；
[0013]所述负极活性材料层的总孔体积占所述负极活性材料层的总体积的1
‑
10%。
[0014]可选地，所述正极活性材料层的总孔体积占所述正极活性材料层的总体积的2
‑
8%；
[0015]所述负极活性材料层的总孔体积占所述负极活性材料层的总体积的2
‑
8%。
[0016]可选地，所述正极活性材料层和所述负极活性材料层各自独立地包括多个活性材料子层，沿靠近所述集流体的方向，第i层活性材料子层的孔体积占活性材料层的总孔体积的比例ε
i
满足ε
i
=[a
×
(n+1)/n]/[i
×
(i+1)]；
[0017]其中，n表示所述活性材料子层的个数，n选自1
‑
10的整数，a表示所述活性材料层的总孔体积占所述活性材料层的总体积的比例，i为1至n中的任意整数，第一层活性材料子层表示离所述集流体最远的活性材料子层。
[0018]可选地，所述正极片和所述负极片中的孔各自独立地为贯穿孔和/或盲孔；所述贯穿孔贯穿所述活性材料层和所述集流体；所述盲孔的开口位于所述活性材料层远离集流体的表面，所述盲孔的盲端延伸至所述活性材料层或集流体内部；所述孔沿所述极片的厚度方向延伸。
[0019]可选地，所述孔在所述正极活性材料层表面和所述负极活性材料层表面的开口形状各自独立地选自圆形、长方形和梯形中的一种或几种。
[0020]本技术第二方面提供一种二次电池，所述二次电池包括本技术第一方面提供的电池极芯。
[0021]通过上述技术方案，本技术的电池极芯包括一个正极片和一个负极片，正极片和负极片为厚且多孔的结构，单个厚极片能够有效利用极芯内部空间，减少箔材用量，提高极芯的能量密度以及降低极芯的成本，同时极片内部的孔道结构能够有效地降低锂离子及电子迁移路径的迂曲度，提高锂离子的扩散能力及极芯的功率性能。
[0022]本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0023]附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0024]图1是本技术极片的一种具体实施方式的俯视图；
[0025]图2是本技术极片的一种具体实施方式的沿厚度方向截面图；
[0026]图3是本技术的锂离子电池的一种具体实施方式的结构示意图。
[0027]附图标记说明
[0028]1、正极集流体2、正极活性材料层3、隔膜4、负极活性材料层5、负极集流体6、孔。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。
[0030]本技术第一方面提供一种电池极芯，如图3所示，所述极芯包括隔膜3、一个正极片和一个负极片，所述正极片和所述负极片之间通过隔膜3隔开；所述正极片包括正极集流体1和覆于所述正极集流体1上的正极活性材料层2，所述正极片设有由所述正极活性材料层2的表面向所述正极集流体1延伸的孔，所述孔的分布密度为1000
‑
100000个/cm2，所述正极片的厚度为1
‑
10 mm；所述负极片包括负极集流体5和覆于所述负极集流体5上的负极活性材料层4，所述负极片设有由所述负极活性材料层4的表面向所述负极集流体5延伸的
孔，所述孔的分布密度为1000
‑
100000个/cm2，所述负极片的厚度为0.5
‑
10 mm。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池极芯，其特征在于，所述极芯包括隔膜、一个正极片和一个负极片，所述正极片和负极片之间通过隔膜隔开；所述正极片包括正极集流体和覆于所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极片设有由所述正极活性材料层的表面向所述正极集流体延伸的孔，所述孔的分布密度为1000
‑
100000个/cm2，所述正极片的厚度为1
‑
10mm；所述负极片包括负极集流体和覆于所述负极集流体上的负极活性材料层，所述负极片设有由所述负极活性材料层的表面向所述负极集流体延伸的孔，所述孔的分布密度为1000
‑
100000个/cm2，所述负极片的厚度为0.5
‑
10mm。2.根据权利要求1所述的电池极芯，其特征在于，所述正极片中孔的深度与所述正极片的厚度之比为0.3
‑
1.0；所述正极活性材料层与所述正极集流体的厚度之比为10：1
‑
500：1；所述孔的分布密度为1000
‑
10000个/cm2，所述正极片的厚度为1.5
‑
8mm；所述负极片中孔的深度与所述负极片的厚度之比为0.3
‑
1.0；所述负极活性材料层与所述负极集流体的厚度之比为10：1
‑
500：1；所述孔的分布密度为1000
‑
10000个/cm2，所述负极片的厚度为0.6
‑
8mm。3.根据权利要求1所述的电池极芯，其特征在于，所述正极集流体和所述负极集流体的厚度各自独立地为0.01
‑
1mm；所述正极活性材料层的面密度为0.1
‑
2.5g/cm2，压实密度为1.8
‑
2.7g/cm3，厚度为1
‑
10mm；所述负极活性材料层的面密度为0.05
‑
1.5g/cm2，压实密度为1.2
‑
1.7g/cm3，厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何科峰，袁晓涛，何俊伍，许占，胡瑜磊，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：新型
国别省市：