一种锂离子电池制造技术

本申请具体公开了一种锂离子电池

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其是涉及一种锂离子电池
。

技术介绍

[0002]随着锂离子电池的不断发展和其应用场景的拓宽，如何提高锂电池的能量密度
、
安全性以及集成与制造效率，并且实现节能减排和成本节约是目前研究的热点问题之一
。
[0003]调整锂离子电池中极片变长之后，虽然能够在一定程度上提高锂离子电池的能量密度，但是此时极片的过流需求增加，而极片中的集流体承担了主要的过流作用，因此，当极片长度增加后，相应地，集流体的过流能力也需要提升，否则，因集流体部分造成的电池压降增加将不利于锂电池循环性能和电化学性能的提升
。
因此，亟待提供一种能够兼顾高能量密度
、
优异循环性能和电化学性能的锂离子电池
。

技术实现思路

[0004]为了使锂离子电池能够兼具高能量密度
、
优异的循环性能和电化学性能，本申请提供一种锂离子电池
。
[0005]本申请提供的一种锂离子电池，采用如下的技术方案：一种锂离子电池，包括极片，所述极片包括集流体和活性物质层；所述集流体的厚度
d
与所述活性物质层的长度
L
的比值满足
4.5
×
10
‑6≤d/L≤4
×
10
‑5，所述活性物质层的长度
L
为
200
‑
1000mm
；所述活性物质层的厚度
t
与所述集流体的厚度
d
的比值满足
6≤t/d≤34。
[0006]目前，为了提高锂离子电池的能量密度，可以适当调整增加锂电池中极片的长度，以利用更多的活性物质发挥容量，但是随着极片长度的增加，极片的内阻也相应增加，虽然通过增加集流体厚度的方式虽然可以降低内阻，提高锂电池的循环和电化学性能，但是当集流体厚度增加后，对于特定空间的电池壳体内，可以用于设置活性物质物质层的空间变小，也即锂电池中活性物质层的总厚度降低，使锂电池能量密度无法得到有效提升
。
[0007]本申请通过控制集流体厚度与活性物质层长度的比值，在极片较长的情况下，保证集流体的过流能力，避免集流体内阻较大造成的锂离子电池压降，能够显著提高锂锂子电池的容量和循环寿命；同时控制活性物质层厚度和集流体厚度比值，在同样的电池内部空间下，避免因集流体厚度过大导致可容纳活性物质的空间变少，从而兼顾锂离子电池的高能量密度；与此同时，通过控制活性物质层厚度与集流体厚度的比值，能够缓解正极片
、
负极片在存储或者服役一段时间后因电极层膨胀
、
收缩而逐渐弛豫的情况，延缓锂离子电池内阻升高的速率，进一步提高锂电池的循环性能
。
[0008]当集流体的厚度与活性物质层的长度的比值过低时（小于
4.5
×
10
‑6），集流体厚度较小，此时对应的集流体的横截面积减小，对应地，集流体的内阻增加，不利于锂电池循环性能的提升；并且由于集流体的厚度减小，在极片较长的情况下，集流体上的活性物质层也较长，此时的极片边缘容易弯折
、
甚至发生断裂，极片的成型加工难度增加；而当集流体的厚度与活性物质层的长度的比值过高时（大于4×
10
‑5），此时，集流体厚度的提高虽然能够
降低集流体的阻抗，进而降低集流体部分造成的电池压降，但是相应地，锂离子电池中活性物质层的厚度也相应下降，使锂离子电池的能量密度下降，不利于获得综合性能优异的锂离子电池
。
当活性物质层的厚度与集流体的厚度的比值过低时（小于6），锂电池中发挥容量的活性物质数量降低，锂电池的能量密度降低；而当活性物质层的厚度与集流体的厚度的比值过高时（大于
34
），一方面，锂电池中的电极液对活性物质层的浸润度下降，不利于锂电池容量的发挥，反而不利于其能量密度的提升，另一方面，集流体在极片的辊压成型中容易被压坏
。
具体实施方式
[0009]为了更好地理解和实施，下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
[0010]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同
。
本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本专利技术
。
[0011]除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的表达成分的量
、
反应条件等的所有数值被理解为在被术语“约”修饰
。
因此，除非有相反指示，否则在这里阐述的数值参数是能够根据需要获得的所需性能来变化的近似值
。
[0012]本文中所用的“和
/
或”是指所提及的要素之一或全部
。
[0013]本文中所用“包括”和“包含”涵盖只有所提及要素的情形以及除了所提及要素还存在其它未提及要素的情形
。
[0014]本专利技术中所有百分比均为重量百分比，另有说明的除外
。
[0015]除非另有说明，否则在本说明书中所用的“一”、“一种”、“一个”和“该”意在包括“至少一种”或“一种或多种”。
例如，“一组分”是指一种或多种组分，因此在所述实施方案的实施中可能考虑并可能采用或使用多于一种组分
。
[0016]本专利技术的所述一种锂离子电池，包括极片，所述极片包括集流体和活性物质层；所述集流体的厚度
d
与所述活性物质层的长度
L
的比值满足
4.5
×
10
‑6≤d/L≤4
×
10
‑5，所述活性物质层的长度
L
为
200
‑
1000mm
；所述活性物质层的厚度
t
与所述集流体的厚度
d
的比值满足
6≤t/d≤34。
[0017]优选地，所述集流体的内阻
R
与所述锂离子电池的
DCR
值的比值满足
0.05≤R/DCR≤0.35。
[0018]由于锂电池的阻抗与集流体阻抗
、
电解液阻抗
、
离子阻抗
、
活性物质层阻抗等相关，通过调整集流体内阻与锂电池
DCR
值的比值，能够在实现锂电池能量密度的同时，显著降低因集流体部分造成的锂电池压降，提高锂电池的循环性能
。
[0019]优选地，所述极片包括正极片和负极片，所述正极片包括正极集流体和正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体和负极活性物质层
。
[0020]优选地，所述正极活性物质层的长度
L1
满足本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池，其特征在于：包括极片，所述极片包括集流体和活性物质层；所述集流体的厚度
d
与所述活性物质层的长度
L
的比值满足
4.5
×
10
‑6≤d/L≤4
×
10
‑5，所述活性物质层的长度
L
为
200
‑
1000mm
；所述活性物质层的厚度
t
与所述集流体的厚度
d
的比值满足
6≤t/d≤34。2.
根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于：所述集流体的内阻
R
与所述锂离子电池的
DCR
值的比值满足
0.05≤R/DCR≤0.35。3.
根据权利要求书1所述的一种锂离子电池，其特征在于：所述极片包括正极片和负极片，所述正极片包括正极集流体和正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体和负极活性物质层
。4.
根据权利要求3所述的一种锂离子电池，其特征在于：所述正极活性物质层的长度
L1
满足
200mm≤L1≤400mm
时，所述正极集流体的厚度
d1
满足8μ
m≤d1≤12
μ
m
；所述正极活性物质层的长度
L1
满足
L1
＞
400mm
时，所述正极集流体的厚度
d1
满足
12
μ
m
＜
d1≤18
μ
m
；和
/
或，所述负极活性物质层的长度
L2
满足
200mm≤L2≤400mm
时，所述负极集流体的厚度
d2
满足
4.5
μ
m≤d2≤6
μ
m
；所述负极活性物质层的长度
L2
满足
L2
＞
400mm
时，所述负极集流体的厚度
d2
满足6μ
m
＜
d2≤12
μ
m。5.
根据权利要求3所述的一种锂离子电池，其特征在于：所述正极集流体的厚度
d1
与所述正极活性物质层的长度
L1
的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超杰，许久凌，
申请(专利权)人：中创新航科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：