一种电极极片和锂离子电池制造技术

技术编号:41250585 阅读:7 留言:0更新日期:2024-05-09 23:59
本技术提供了一种电极极片和锂离子电池。所述电极极片包括集流体,沿集流体的宽度方向,所述集流体的表面依次划分为第一空箔区、活性材料区和第二空箔区;所述第一空箔区和所述第二空箔区中设置散热涂层;所述活性材料区中设置活性涂层。本技术在电极极片的空箔区设置散热涂层,不会增加生产负担,降低生产效率,且实现了每一个极片的均匀受热,实现了锂离子的电池的均匀散热,且避免了极片极化的问题,不会影响电池性能的正常发挥。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于锂离子电池,涉及一种电极极片和锂离子电池,尤其涉及一种具有散热功能的电极极片和锂离子电池。


技术介绍

1、锂离子电池属于一个亚稳态的系统,对温度十分敏感,温度过高会显著加速锂离子电池衰减速度,温度过低则会降低锂离子电池的动力学特性,造成析锂等问题的产生,因此如何控制锂离子电池的温度,避免温度过高或过低显得尤为重要。特别对于动力电池,一个电池组往往由数百只甚至数千只单体电芯组成,使用中往往还需要大电流放电,因此如何快速散热是提高动力电池使用寿命的关键。

2、目前动力电池普遍的散热方式是通过水冷管或者风冷的方式将使用中产生的热量从电池表面带走,如cn209088027u公开了一种风冷加水冷双效散热型锂电池,相邻锂电池的正负极通过镍带串联连接。锂电池内设有风冷加水冷机构,底板对称设置有小风扇,所述底板中央部设置有进风口,所述小风扇与锂电池电连接,对锂电池进行散热;所述锂电池之间设有布风板,所述顶盖的两端设置有出风口,所述侧板包括叶片,设置有镂空结构,所述叶片设置成多个叶片层叠,叶片往下设置,相邻叶片之间留有空隙,水冷机构使用液冷板贴于锂电池左右两侧,还有一个液冷板中一个位于底板上方与底板成平行设置。再如cn212967826u公开了一种风冷加水冷双效散热型锂电池,包括壳体,所述壳体的一侧安装有控制器,所述壳体的内部安装有安装板,所述安装板的表壁开设有通风孔,所述安装板的顶部设置有电池组,所述壳体的顶部安装有固定座,所述固定座的一端远离壳体的一侧安装有固定横杆,所述固定横杆的一端转动连接有传动齿轮,本技术设置了马达,通过马达的带动,实现风扇的往复移动,单一的风源利用效率更高,往复移动可以兼顾电池组内的多个蓄电池,保证蓄电池的正常风冷散热,同时设置的散热板,可以在风扇将热风吹出后,迅速消化,防止热风在壳体内循环,影响散热。

3、但由于电池内部是由正极、隔膜及负极三明治结构构成,而隔膜的导热性比较差,因此无论是圆柱形还是方形,在垂直表面方向的散热性都比较差,造成散热效果不佳,在电芯内部会产生更大的温度梯度,从而造成电池内部的电流分布不均匀现象。

4、因此,如何实现锂离子电池的均匀散热,同时实现锂离子电池性能的正常发挥,是亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本技术的目的在于提供一种电极极片和锂离子电池。本技术在电极极片的空箔区设置散热涂层,不会增加生产负担,降低生产效率,且实现了每一个极片的均匀受热,实现了锂离子的电池的均匀散热,且避免了极片极化的问题,不会影响电池性能的正常发挥。

2、为达此目的,本技术采用以下技术方案:

3、第一方面,本技术提供一种电极极片,所述电极极片包括集流体,沿集流体的宽度方向,所述集流体的表面依次划分为第一空箔区、活性材料区和第二空箔区;所述第一空箔区和所述第二空箔区中设置散热涂层;所述活性材料区中设置活性涂层。

4、本技术中,散热涂层和活性涂层可以仅位于集流体的单侧,也可以同时位于所述集流体的双侧,依据实际需要进行适应性调整即可。

5、本技术在电极极片的空箔区设置散热涂层,且在集流体的两端均设置空箔区,空箔区中均设置散热涂层,不会增加生产负担,在制备电极极片的过程中进行散热涂层的设置即可,在不降低生产效率的前提下,实现了每一个极片的均匀受热,从而实现了锂离子的电池的均匀散热,且避免了极片极化的问题,不会影响电池性能的正常发挥。

6、如果散热涂层位于集流体的整个表面,即与活性材料层形成层叠结构,则会增加电芯重量,降低电芯能量密度,同时还可能会出现锂离子电池在充放电过程中散热涂层中的金属析出导致极片短路等安全问题。

7、作为本技术中一个优选的技术方案,所述散热涂层的厚度为20~30μm,例如20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm或30μm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

8、本技术中,散热涂层的厚度在20~30μm数值范围内时,不会影响极片的后处理过程同时还是实现均匀散热的目的。而如果散热涂层的厚度过薄,会导致散热效果变差,无法实现极片的均匀受热,从而不能解决锂离子电池的散热问题;而如果散热涂层的厚度过厚,会影响极片的后处理过程,从而影响极片的正常使用。

9、作为本技术中一个优选的技术方案,所述散热涂层为银散热涂层。

10、本技术中的散热涂层中,选用的导热材料均为常规的材料,如提及的银颗粒等,且涂层中不可避免的还存在粘结剂,粘结剂的种类不做特殊限定,包括但不限于聚四氟乙烯、聚丙烯酸或聚丙烯腈等。

11、作为本技术中一个优选的技术方案,所述活性涂层的厚度为100~200μm,例如100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm等。

12、作为本技术中一个优选的技术方案,沿所述集流体的宽度方向,所述活性涂层的宽度为所述集流体的宽度的89~91%,例如89%、89.5%、90%、90.5%或91%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

13、作为本技术中一个优选的技术方案,所述集流体的宽度为400~500mm,例如400mm、410mm、420mm、430mm、440mm、450mm、460mm、470mm、480mm、490mm或500mm等。

14、作为本技术中一个优选的技术方案,沿所述集流体的宽度方向,所述散热涂层的宽度总和为所述集流体的宽度的9~11%,例如9%、9.5%、10%、10.5%或11%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

15、本技术提供的电极极片中,散热涂层中的宽度总和的占比如果过大,会导致活性涂层的占比过少,从而影响极片性能的正常发挥;而散热涂层的宽度总和的占比如果过小,又会影响散热效果。

16、作为本技术中一个优选的技术方案,所述集流体的表面还设置有涂炭层,所述活性涂层位于所述涂炭层的表面。

17、作为本技术中一个优选的技术方案,所述集流体的第一空箔区和第二空箔区均设置电极极片的极耳。

18、本技术得到的电极极片,将设置有散热涂层的空箔区进行模切等加工处理后,可直接得到电池的极耳结构,即使得散热涂层只位于电池的极耳中,从而对电池的重量影响较小,不会造成电芯能量密度大幅降低;同时,含有散热涂层的极耳均直接与极片相连,使得电芯每一片极片都受热均匀,减少了电芯内部极化,增强了散热效果。

19、同时,在此基础上,本技术中散热涂层的厚度在20~30μm数值范围内时,还不会影响极耳的焊接性同时还达到了散热的目的。

20、作为本技术中一个优选的技术方案,所述电极极片包括正极极本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电极极片,其特征在于,所述电极极片包括集流体,沿集流体的宽度方向,所述集流体的表面依次划分为第一空箔区、活性材料区和第二空箔区;所述第一空箔区和所述第二空箔区中设置散热涂层;所述活性材料区中设置活性涂层。

2.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述散热涂层的厚度为20~30μm。

3.根据权利要求1或2所述的电极极片,其特征在于,所述散热涂层为银散热涂层。

4.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述活性涂层的厚度为100~200μm。

5.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,沿所述集流体的宽度方向,所述活性涂层的宽度为所述集流体的宽度的89~91%;

6.根据权利要求1或5所述的电极极片,其特征在于,沿所述集流体的宽度方向,所述散热涂层的宽度总和为所述集流体的宽度的9~11%。

7.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述集流体的表面还设置有涂炭层,所述活性涂层位于所述涂炭层的表面。

8.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述集流体的第一空箔区和第二空箔区均设置电极极片的极耳。

9.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述电极极片包括正极极片和/或负极极片。

10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括如权利要求1-9任一项所述的电极极片。

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【技术特征摘要】

1.一种电极极片,其特征在于,所述电极极片包括集流体,沿集流体的宽度方向,所述集流体的表面依次划分为第一空箔区、活性材料区和第二空箔区;所述第一空箔区和所述第二空箔区中设置散热涂层;所述活性材料区中设置活性涂层。

2.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述散热涂层的厚度为20~30μm。

3.根据权利要求1或2所述的电极极片,其特征在于,所述散热涂层为银散热涂层。

4.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述活性涂层的厚度为100~200μm。

5.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,沿所述集流体的宽度方向,所述活性涂层的宽度为所述集流体...

【专利技术属性】
技术研发人员:屈红娇丁静李旺轩贺萌
申请(专利权)人:湖北亿纬动力有限公司
类型:新型
国别省市:

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