一种软包锂电池制造技术

本申请公开了一种软包锂电池。本申请的软包锂电池包括铝塑封装以及封装其中的交替堆叠排列的正极片和负极片，并且，在正极片和负极片的夹层中间放置有参比电极极片。本申请的软包锂电池，在正极片和负极片之间增加参比电极极片，实现了对电池内部正极电位、负极电位和阻抗等信息的原位监控，解决了难以实现的在实际工况条件下的原位监测正极和负极电化学行为的问题，特别适用于研究电池循环过程中的正极、负极电化学失效行为和机理。并且，本申请的软包锂电池，在不增加额外设备或工时投入的条件下依托现有聚合物软包制造产线即可实现生产。生产。生产。

【技术实现步骤摘要】
一种软包锂电池


[0001]本申请涉及软包装电池
，具体涉及一种软包锂电池。

技术介绍

[0002]当前，锂离子电池在新能源动力、储能、3C数码等领域被大规模应用。作为一种典型的电化学能源存储器件，锂离子电池在充放电过程中存在较多复杂的电化学反应，内部存在电解液损耗、活性材料结构损伤、CEI膜/SEI膜形成、负极析锂等多种副反应。为了满足产业端对锂电池循环寿命的要求，必须通过相关基础研究的突破，搞清楚锂电池性能衰减的相关机理。以往的研究中，锂电池性能衰减的研究主要是通过离位手段，如在多次充放电循环后，将软包电池、圆柱电池等全电池拆开，通过多种手段观察失效行为。但离位检测的手段存在一定程度的“失真”，并不能完全给出实际工况条件下的失效行为。
[0003]因此，如何实现在实际工况中准确有效的监测电池内部的电化学反应，如何实时检测和观察电池的失效行为，仍然是产业界和学术界的亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的提供一种改进的软包锂电池。
[0005]为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：
[0006]本申请公开了一种软包锂电池，其包括铝塑封装以及封装其中的交替堆叠排列的正极片和负极片，并且，在正极片和负极片的夹层中间放置有参比电极极片。
[0007]需要说明的是，本申请创造性的将三电极体系结构设计应用于软包锂电池中，在正极片和负极片之间增加参比电极极片，可实现对电池内部正极电位、负极电位和阻抗等信息的原位监控，解决了难以实现原位监测正极和负极电化学行为的问题。本申请的软包锂电池，可在不增加额外设备或工时投入的条件下依托现有聚合物软包制造产线实现，特别适用于研究电池循环过程中的正极、负极电化学失效行为和机理。
[0008]本申请的一种实现方式中，参比电极极片为负载单质锂的极片。优选的，参比电极极片为锂箔与铜箔碾压形成的一体化电极结构。
[0009]本申请的一种实现方式中，参比电极极片的厚度为20
‑
100μm。
[0010]需要说明的是，本申请参比电极极片的厚度优选为20
‑
100μm，一方面是考虑，现有工艺条件很难将锂箔与铜箔碾压到低于20μm，若强行增加辊压强度进行过度挤压，会造成负载铜箔的开裂；另一方面，参比电极极片厚度高于100μm，容易造成叠片软包变形，导致容量发挥失常，进而很难获得准确的正负极充放电行为信息。
[0011]本申请的一种实现方式中，参比电极极片的长度为正极片或负极片长度的60％
‑
90％，宽度为正极片或负极片宽度的30％
‑
60％。
[0012]本申请的一种实现方式中，正极片、负极片和参比电极极片分别由极耳引出，并且参比电极极片极耳的宽度为正极片或负极片的极耳宽度的1/3至2/3。
[0013]本申请的一种实现方式中，正极片的层数为n层，负极片的层数为n+1层，n为不小
于10的偶数；参比电极极片为1层，其设置于从下而上的第0.5n层正极片与第0.5n+1层负极片之间。
[0014]本申请的一种实现方式中，正极片和负极片均为双面涂布，并且，负极相比正极的N/P比在1.03至1.10之间。
[0015]由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：
[0016]本申请的软包锂电池，在正极片和负极片之间增加参比电极极片，实现了对电池内部正极电位、负极电位和阻抗等信息的原位监控，解决了难以实现原位监测正极和负极电化学行为的问题，特别适用于研究电池循环过程中的正极、负极电化学失效行为和机理。并且，本申请的软包锂电池，在不增加额外设备或工时投入的条件下依托现有聚合物软包制造产线即可实现生产。
附图说明
[0017]图1为本申请实施例中三电极体系软包电池示意图；
[0018]图2是本申请实施例中正极电化学监测示意图；
[0019]图3是本申请实施例中负极电化学监测示意图；
[0020]图4是本申请实施例中正极/参比的充放电曲线；
[0021]图5是本申请实施例中负极/参比的充放电曲线。
具体实施方式
[0022]三电极体系是为了排除电极电势因极化电流而产生较大误差而设计，使用三电极体系，既可以使工作电极的界面通过极化电流，又不妨碍工作电极的电位控制和测量，从而可以同时实现对电流和电势的控制和测量。
[0023]本申请创造性的在实际电池中构筑三电极体系，将负载单质锂金属的铜箔作为参比电极，实现对电池内部正极电位、负极电位和阻抗等信息的原位监控。具体的，本申请的软包锂电池，如图1所示，包括铝塑封装1以及封装其中的交替堆叠排列的正极片2和负极片3，其中，在正极片2和负极片3的夹层中间放置有参比电极极片4。
[0024]本申请中，通过在实际软包锂电池中引入参比电极极片，解决了原位监测正极和负极电化学行为的问题。本申请的一种实际软包电池中三电极体系结构的制造，可在不增加额外设备或工时投入的条件下依托现有聚合物软包制造产线实现，特别适用于研究电池循环过程中的正极/负极电化学失效行为和机理。
[0025]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
[0026]实施例1
[0027]本实施例中，我们采用3764型软包电池作为模型电池，即长64mm、宽37mm的软包体系电池。正极活性材料选用商业化钴酸锂，约190mAh g
‑1，负极活性材料选用石墨材料，约325mAh g
‑1。其中，正极片选用12片，面载量约15mg cm
‑2；负极片选用13片；正负极极片的N/P比为1.05。正负极极片极耳的宽度为10mm。选用参比电极极片厚度为25μm，其中，铜箔厚9μm，铜箔表面负载的锂箔厚度16μm。参比电极宽度约为15mm，长度约为45mm；参比电极极耳的宽度为5mm。将正负极极片按照“负极、正极、负极、正极、....正极、负极”的排列方式将总共
25片极片进行叠片，同时将参比电极极片放置在第4片正极和第5片负极极片中间。电解液选用商业化高压钴酸锂电解液(新宙邦)。软包组装完成，在电池测试柜(新威)进行电化学测试。同时，采用电化学工作站分别检测正极/参比和负极/参比的电化学体系的充放电曲线，具体测试方式如图2和图3所示。其中，图2为正极电化学监测示意图，图3为负极电化学监测示意图。
[0028]通过检测获得正极/参比和负极/参比的充放电曲线，结果如图4和图5所示。图4为正极/参比的充放电曲线，图5为负极/参比的充放电曲线。通过图4和图5可以清晰的观测是正极和负极在充放电过程中的电化学曲线，结果表明，通过采用本实施例中的带有三电极体系的软包电池，可实现对实时工况条件下的全电池正极和负极电化学行为的检测。本实施例的带有三电极体系的软包电池，非常适用于长周期循环过程中电池容量衰减机制的分析。
[0029]进一步的研究表面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软包锂电池，包括铝塑封装(1)以及封装其中的交替堆叠排列的正极片(2)和负极片(3)，其特征在于：在正极片(2)和负极片(3)的夹层中间放置有参比电极极片(4)。2.根据权利要求1所述的软包锂电池，其特征在于：所述参比电极极片(4)为负载单质锂的极片。3.根据权利要求2所述的软包锂电池，其特征在于：所述参比电极极片(4)为锂箔与铜箔碾压形成的一体化电极结构。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的软包锂电池，其特征在于：所述参比电极极片(4)的厚度为20
‑
100μm。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的软包锂电池，其特征在于：所述参比电极极片(4)的长度为正极片(2)或负极片(3)长度的60％
‑
90％，宽度为正极片(2)或负极片...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆贺，林海，方建军，潘锋，
申请(专利权)人：未名电池科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：