一种双极性极片和钠离子双极性电池制造技术

本实用新型专利技术属于固态电池技术领域，包括双极性极片，该双极性极片包括集流体，集流体的正面和背面的边缘涂覆密封胶，正面的密封胶围成的区域内涂覆正极活性物质，背面的密封胶围成的区域内涂覆负极活性物质。还包括钠离子双极性电池，该双极性电池包括正极片和负极片，以及若干双极性极片；正极片、负极片和各双极性极片满足正极活性物质正对负极活性物质，且在正极活性物质和负极活性物质之间设置隔膜。由于电子直接从集流体的一面穿过另一面，而这个电流路径具有很小的距离以及很大的面积，因此欧姆电阻远远小于传统的极片，且每个双极性电池的正极极耳部和负极极耳部与集流体具有相同的宽度，因此可以满足电池的高倍率充放电需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
一种双极性极片和钠离子双极性电池


[0001]本技术属于蓄电池
，具体为一种双极性极片和钠离子双极性电池。

技术介绍

[0002]传统钠离子电池和锂离子电池内部包含一组正极片和负极片，此组正、负极片通过多层叠加或正负极卷绕实现不同容量的电池。极片叠加或卷绕形式的电池均处在电流汇流的极耳、极耳再和电池外部正负极连接，电池外部正负极之间需要导线连接实现电池单体之间的串联或并联实现容量和电压之间的任意组合。
[0003]叠片结构的极耳宽度远远小于极片宽度，正片极片的电流集中于极耳处，过大的电流导致此处温度上升、甚至发生极耳熔断。由于极耳宽度处在设计上限，为保证有足够的极耳截面积来满足承载电流的设计，因此无法使用更薄的正负极集流体，也无法设计出更大倍率充放电的电池。
[0004]对于混合动力汽车，汽车在制动过程会将机械能转化为电池的电能，由于钠离子电池和锂离子电池的上述特征，能量回收存在上限回收效率，本技术的电池结构电子直接从集流体的一端流向另一端，集流体的厚度即为电子的传输距离，极片面积即为电子传输面积。欧姆电阻远远小于传统的极片以及叠片或卷绕形式的电池，因此可以实现高倍率充电，提高能量回收效率。

技术实现思路

[0005]本技术的一个目的在于提供一种能够使电子直接从集流体的一侧流向另一侧的双极性极片，实现电子具有最小的传输距离以及极片具有最大的电流传输面积，从而无限提高极片的电流承载能力。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种双极性极片，包括集流体，集流体的正面和背面的边缘各预留涂胶区，并在涂胶区涂覆密封胶，且在正面的密封胶围成的区域内涂覆正极活性物质，在背面的密封胶围成的区域内涂覆负极活性物质。
[0007]在上述技术方案中，集流体的一面为正极活性物质，一面为负极活性物质，与具有现有的正负极活性物质分布在集流体左右两部分的极片相比，该双极性极片的电子直接从集流体的一面流向另一面，即集流体的厚度即为电子的传输距离，由于集流体的厚度远小于长度或宽度，因此这种双极性极片中电子从正极到负极的距离非常短，另外，在该双极性极片中，集流体正面面积即为电子传输面积，因此欧姆电阻远远小于传统的极片。
[0008]作为优选方案，集流体单侧的密封胶的厚度大于对应侧的活性物质的厚度。双极性极片作为组成电池的单元，通过一定数量的双极性极片的叠加得到不同电压的双极性电池，对于叠加的各层双极性极片，可通过使高于活性物质的密封胶部分融化，并对相邻的极片进行粘合固定和密封。
[0009]作为优选方案，所述双极性极片为薄片结构，具备折叠以及卷绕成卷的性能。双极性电池厚度小、表面积大的薄片结构，内部温度更加均匀，更利于电池散热和加热。
[0010]作为优选方案，所述双极性极片的集流体均为铝材质，可使用该种双极性极片制作钠离子电池。
[0011]本技术的另一个目的在于提供一种钠离子双极性电池，实现电子具有最小的传输距离以及极片具有最大的电流传输面积的目的，从而无限提高极片的电流承载能力。
[0012]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种钠离子双极性电池，包括正极片和负极片，以及在正极片和负极片之间沿着厚度方向叠加的上述双极性极片，该钠离子双极性电池种双极性极片、正极片和负极片中的集流体均为铝材质。具体地，所述正极片与双极性极片相比没有背面的负极活性物质及负极活性物质周边的密封胶，且集流体的一侧延伸形成预留的正极极耳部，所述负极片与双极性极片相比没有背面的正极活性物质及正极活性物质周边的密封胶，且集流体的一侧延伸形成预留的负极极耳部；所述正极片、负极片和各双极性极片满足正极活性物质正对负极活性物质，且在正极活性物质和负极活性物质之间设置隔膜，该隔膜中吸附电解质。
[0013]在上述技术方案中，叠加的双极性极片通过无极耳连接部件连接的方式串联，节约连接部件的成本以及占用的空间，且通过设置双极性极片叠加的层数可以得到不同电压大小的双极性电池，通过设置单个极片中活性物质的重量，可以得到不同容量大小的电池。这种双极性电池中，由于电子直接从集流体的一面穿过另一面，而这个电流路径具有很小的距离以及很大的面积，因此欧姆电阻远远小于传统的极片，且每个双极性电池的正极极耳部和负极极耳部与集流体具有相同的宽度，因此可以满足电池的高倍率充放电需求，在诸如油电混动的机动设备中可以实现提高能量回收效率的目的。
[0014]优选地，所述钠离子双极性电池还包括整体包裹并密封正极片、负极片以及双极性极片的绝缘层，正极极耳部和负极极耳部穿过绝缘层并裸露在外部。
[0015]优选地，所述正极片、负极片和双极性极片之间相邻的密封胶粘合在一起，实现对电池的固定及密封，确保电池具有稳定的充放电性能。
[0016]优选地，所述正极极耳部和负极极耳部具有与集流体的侧面相同的横截面形状，从而使正极极耳部和负极极耳部具有最大的尺寸，提高电流承载能力，满足其高倍率充放电性能对极耳的要求。
[0017]优选地，正极片和负极片中的集流体均为铝材质，正极活性物质为层状氧化物材料、聚阴离子化合物材料、普鲁士及其类似物材料、有机化合物材料中的一种；负极活性物质为碳素材料、合金型负极材料、氧化物型负极材料、硫化物型负极材料中的一种；电解质为溶解了包含六氟磷酸钠、高氯酸钠、NaTFSI、NaFTFSI、NaFSI的链状或环状酯类化合物。
[0018]综上所述，本技术提供的钠离子双极性电池具有以下有益效果：
[0019]1.组合的双极性电池电压大小取决于双极性极片叠加的层数，这种无极耳无连接部件串联的电池可提供不同的电池电压；
[0020]2.双极性电池极片的裁切口不在电池内部，因此极片没有边缘毛刺；
[0021]3.节约连接部件的成本以及占用的空间，还可以大大提高电池的倍率充放电性能；
[0022]4.双极性电池面积大，厚度小，内部温度更加均匀，更利于电池散热和加热；
[0023]5.由其制成的双极性钠离子电池组无外部串联，或者大幅减少电池的串联，节约连接部件，提升能量密度；
[0024]6.串联电池组中在充放电时，基础单元单元电池的电流相同，电压不同，当一个基础单元电池落后时，造成其他基础单元电池的电压波动，电流却不变化容易加速落后基础单元电池的损坏，甚至热失控。采用并联方式增加容量，如果一个电池单元异常或者损坏，可以屏蔽充放电，电压不变容量降低，但是电池组仍然可以正常使用。避免了传统铅酸电池或者锂离子电池电池串联的组合模式，一个基础单元损坏后，整个电池组将无法使用的缺陷。
[0025]7.极性钠离子电池组的尺寸特点决定了散热性能非常好，无极耳连接内阻非常小，非常适合大倍率充放电使用工况的电动自行车或电摩。
附图说明
[0026]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极性极片，其特征在于：包括集流体，集流体的正面和背面的边缘各预留一圈涂胶区，并在涂胶区涂覆密封胶，且在正面的密封胶围成的区域内涂覆正极活性物质，在背面的密封胶围成的区域内涂覆负极活性物质。2.如权利要求1所述的一种双极性极片，其特征在于：集流体单侧的密封胶的厚度大于对应侧的活性物质的厚度。3.如权利要求2所述的一种双极性极片，其特征在于：所述双极性极片为薄片结构，具备折叠以及卷绕成卷的形变性能。4.如权利要求1
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3任一项所述的一种双极性极片，其特征在于：所述双极性极片的集流体均为铝材质。5.一种钠离子双极性电池，其特征在于：包括正极片和负极片，以及在正极片和负极片之间沿着厚度方向叠加的若干权利要求4所述的双极性极片；所述正极片与双极性极片相比没有背面的负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，刘桃松，陈冬，郑丽华，张焱，赵昊，黄震霆，
申请(专利权)人：杭州华宇新能源研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：