本发明属于电池,具体涉及一种锂电池及其制备方法。
背景技术:
1、对电芯的能量密度的追求,以及对电芯的安全性的追求,一直是锂电池开发的两大侧重点。现阶段依靠功能性隔膜(陶瓷层涂敷pp/pe基隔膜),可实现电芯在130℃条件下的热稳定性。同时也要求电芯能通过针刺测试,保证行车在各种工况下(例如底部碰撞、底部划伤等)整车级安全。
2、专利cn111048788设计了一种在高分子薄膜双面蒸镀铝或铜金属层作为复合集流体的方案,在该集流体上涂敷正极或负极浆料,烘干、辊压后获得正极或负极极片,由该种极片组成的电池,可有效地通过电芯针刺实验。但是,复合集流体由于其本征多层、多材质等特点,其在涂布、辊压、尤其是焊接工段存在大量的工艺问题,易造成电芯内阻高、制造良率低等问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于,提供一种锂电池及其制备方法,在提高能量密度的同时,以解决因复合集流体多层多材质的情况,导致电芯内阻增高以及制造良率低等问题。
2、为了解决或者一定程度上改善上述技术问题,根据本发明一方面,提供一种锂电池,包括:壳体、极耳和多个依次层叠的基础单元体;
3、多个所述基础单元体设置于所述壳体内,所述极耳的部分伸入所述壳体内,与多个所述基础单元体连接;
4、所述基础单元体包括依次层叠的高分子薄膜层、负极极片、隔膜和正极极片;
5、其中,所述正极极片包括自支撑正极活性材料薄膜层和贴敷于所述自支撑正极活性材料薄膜层单面的第一金属层;
6、所述负极极片包括自支撑负极活性材料薄膜层和贴敷于所述自支撑负极活性材料薄膜层的单面的第二金属层。
7、在一些实施方式中,所述第一金属层通过物理气相沉积工艺贴敷于所述自支撑正极活性材料薄膜层的所述单面,实现全极片电子导通,所述第二金属层通过物理气相沉积工艺贴敷于所述自支撑负极活性材料薄膜层的所述单面,实现全极片电子导通。
8、在一些实施方式中,所述正极极片还包括第三金属层,所述第三金属层的一部分设置于所述自支撑正极活性材料薄膜层和所述第一金属层之间,所述第三金属层的另一部分连接于所述极耳;
9、所述负极极片还包括第四金属层,所述第四金属层的一部分设置于所述自支撑负极活性材料薄膜层和所述第二金属层之间,所述第四金属层的另一部分连接于所述极耳。
10、在一些实施方式中,所述第三金属层的厚度大于所述第一金属层的厚度,所述第四金属层的厚度大于所述第二金属层的厚度。
11、在一些实施方式中,所述第三金属层的所述一部分覆盖所述自支撑正极活性材料薄膜层和所述第一金属层的部分;
12、所述第四金属层的所述一部分覆盖所述自支撑负极活性材料薄膜层和所述第二金属层的部分。
13、根据本发明的另一方面,提供一种锂电池的制备方法,包括:提供自支撑正极活性材料薄膜层,在所述自支撑正极活性材料薄膜层的单面贴敷第一金属层,得到正极极片;
14、提供自支撑负极活性材料薄膜层,在所述自支撑负极活性材料薄膜层的单面贴敷第二金属层,得到负极极片;
15、提供高分子薄膜层和隔膜,将所述高分子薄膜层、所述负极极片、所述隔膜和所述正极极片依次进行叠层并热压,得到基础单元体;
16、提供壳体和极耳,将多个所述基础单元体进行层叠后放置于所述壳体内,所述极耳的部分伸入所述壳体内,与多个所述基础单元体连接,得到锂电池。
17、在一些实施方式中,通过物理气相沉积工艺在所述自支撑正极活性材料薄膜层的所述单面贴敷所述第一金属层;
18、通过物理气相沉积工艺在所述自支撑负极活性材料薄膜层的所述单面贴敷所述第二金属层。
19、在一些实施方式中,在所述自支撑正极活性材料薄膜层的单面贴敷第一金属层的步骤之前,还包括:
20、提供第三金属层,所述第三金属层的一部分贴敷于所述自支撑正极活性材料薄膜层的所述单面,所述第三金属层的另一部分用于连接所述极耳;
21、在所述自支撑负极活性材料薄膜层的单面贴敷二金属层的步骤之前,还包括:
22、提供第四金属层,所述第四金属层的一部分贴敷于所述自支撑负极活性材料薄膜层的所述单面,所述第三四金属层的另一部分用于连接所述极耳。
23、在一些实施方式中,所述第三金属层的厚度大于所述第一金属层的厚度,所述第四金属层的厚度大于所述第二金属层的厚度。
24、在一些实施方式中,所述第三金属层的所述一部分覆盖所述自支撑正极活性材料薄膜层和所述第一金属层的部分;
25、所述第四金属层的所述一部分覆盖所述自支撑负极活性材料薄膜层和所述第二金属层的部分。
26、本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明的锂电池及其制备方法可以达到相当的技术进步性及实用性,并具有产业上的广泛利用价值,其至少具有下列优点:
27、(一)本发明由高分子薄膜层、正极极片、隔膜和负极极片组成基础单元体,在基础单元体中增加了高分子薄膜层,解决了在复合集流体中引入高分子薄膜层导致的电芯内阻增高以及制造良率低等问题。
28、(二)本发明的通过简单层叠基础单元体的方式,能够实现任意电芯厚度和容量的锂电池,操作简单,无需增加额外的制备工艺。
29、(三)本发明的正极极片和负极极片的制备是在自支撑活性材料薄膜层的单面通过物理气相沉积工艺生成超薄的金属层,进而降低了正极极片和负极极片的重量,提高了锂电池能量密度。
30、(四)本发明在正极极片和负极极片中分别增加第三金属层和第四金属层,且该第三金属层和第四金属层均覆盖自支撑活性材料薄膜层的部分,即保证了基础单元体与极耳的连接强度,保证了电能传输的稳定性,同时并未大幅提高电芯的重量,保证了电芯的能量密度。
31、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
1.一种锂电池,其特征在于,包括:壳体、极耳和多个依次层叠的基础单元体;
2.根据权利要求1所述的锂电池,其特征在于,所述第一金属层通过物理气相沉积工艺贴敷于所述自支撑正极活性材料薄膜层的所述单面,实现全极片电子导通,所述第二金属层通过物理气相沉积工艺贴敷于所述自支撑负极活性材料薄膜层的所述单面,实现全极片电子导通。
3.根据权利要求1或2所述的锂电池,其特征在于,所述正极极片还包括第三金属层,所述第三金属层的一部分设置于所述自支撑正极活性材料薄膜层和所述第一金属层之间,所述第三金属层的另一部分连接于所述极耳;
4.根据权利要求3所述的锂电池,其特征在于,所述第三金属层的厚度大于所述第一金属层的厚度,所述第四金属层的厚度大于所述第二金属层的厚度。
5.根据权利要求4所述的锂电池,其特征在于,所述第三金属层的所述一部分覆盖所述自支撑正极活性材料薄膜层和所述第一金属层的部分;
6.一种锂电池的制备方法,其特征在于,包括:
7.根据权利要求6所述的锂电池的制备方法,其特征在于,通过物理气相沉积工艺在所述自支撑正极活性材料薄膜层的所述单面贴敷所述第一金属层;
8.根据权利要求6或7所述的锂电池的制备方法,其特征在于,在所述自支撑正极活性材料薄膜层的单面贴敷第一金属层的步骤之前,还包括:
9.根据权利要求8所述的锂电池的制备方法,其特征在于,所述第三金属层的厚度大于所述第一金属层的厚度,所述第四金属层的厚度大于所述第二金属层的厚度。
10.根据权利要求8所述的锂电池的制备方法,其特征在于,所述第三金属层的所述一部分覆盖所述自支撑正极活性材料薄膜层和所述第一金属层的部分;
