双极性扣式锂离子电池的制作方法

1.本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种双极性扣式锂离子电池。


背景技术：

2.目前市场上扣式电池应用领域非常广泛，在使用过程中往往需要多个电池串连，这样的使用方式会产生较大的接触电阻，缩短电池的使用时间。双极性扣式固态锂/锂离子电池具有结构紧凑、内阻低、比功率大等优点。在国内市场双极性扣式固态锂/锂离子电池领域尚属空白。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种双极性扣式锂离子电池。
4.本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：双极性扣式锂离子电池，包括壳体，所述壳体包括可以拆合的负极壳体及正极壳体；
5.还包括封装在壳体内的双极性极片、负极极片、正极极片及固态电解质，所述双极性极片位于所述负极壳体与正极壳体之间，所述双极性极片与负极壳体之间设置所述负极极片，所述双极性极片与正极壳体之间设置所述正极极片，所述负极极片与双极性极片、正极极片与双极性极片之间均设置固态电解质。
6.本实用新型设置，壳体作为良好的电子导体，壳体用于固定和支撑负极极片、双极性极片、正极极片等内部组件，并起到集流作用。正极极片、负极极片及双极性极片用于固定活性物质和集流作用；固态电解质用于正负极活性物质之间的锂离子传输与导通。封装时，负极极片、双极性极片、正极极片等内部组件设置完毕后，将正极壳体与负极壳体嵌套，采用传统扣式电池封装技术进行封装。
7.所述正极壳体上套有绝缘护套。正极壳体作为总正极集流体带有绝缘护套，负极壳体作为总负极集流体，封装时将正极壳体嵌入到负极壳体中。
8.所述正极极片与正极壳体之间设置有弹垫，所述弹垫靠近正极极片的一侧设置有垫片。
9.所述弹垫为碟形弹簧垫片，所述弹垫的两个底面大小不同，所述弹垫较小的一个底面与正极壳体接触，弹垫较大的一个底面与垫片相贴。
10.所述固态电解质为聚合物固态电解质或无机物固态电解质中的一种。固态电解质为不流动的固态，具有电子绝缘性和锂离子传输与导通功能，置于正极极片和双极性极片或负极极片之间。
11.所述正极极片朝向固态电解质的一侧涂覆有活性物质，所述双极性极片的两侧分别对应涂覆正负极活性物质。双极性极片的集流体为良好的电子导体，与活性物质具有较好的结合力，耐固态电解质腐蚀，双极性极片可以是单一材料电子导体也可以是复合材料电子导体，两侧分别涂覆正负极活性物质，正负极活性物质侧均与固态电解质接触，分别与
正负极极片或相邻的双极性极片组成电池单元。
12.所述负极极片朝向固态电解质的一侧涂覆活性物质。涂覆活性物质的一侧与固态电解质接触，裸露一侧与负极壳体内侧接触。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
14.本实用新型提供一种双极性扣式锂离子电池，在一个电池壳组内可以集成多个电池单元，节省壳体用量，减小电池体积，实现多伏电压需求；电子传输面积更大，传输路径更短，减少能量损失，倍率放电性能好；避免液态电解质挥发对环境污染；装配操作工艺简单。不仅能够有效解决因产生接触电阻而降低电池使用时间问题，还能够提高电池的倍率放电性能、节省扣式电池的壳体材料用量、提高电池的体积比能量和重量比能量。
附图说明
15.图1是本实用新型结构示意图。
16.图中：1、负极壳体；2、正极壳体；3、双极性极片；4、负极极片；5、正极极片；6、固态电解质；7、弹垫；8、垫片。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：
18.实施例1
19.如图1所示，双极性扣式锂离子电池包括壳体，壳体包括可以拆合的负极壳体1及正极壳体2；
20.还包括封装在壳体内的双极性极片3、负极极片4、正极极片5及固态电解质6，双极性极片3位于负极壳体1与正极壳体2之间，双极性极片3与负极壳体1之间设置负极极片4，双极性极片3与正极壳体2之间设置正极极片5，负极极片4与双极性极片3、正极极片5与双极性极片3之间均设置固态电解质6。
21.正极壳体2上套有绝缘护套。正极壳体2作为总正极集流体带有绝缘护套，负极壳体1作为总负极集流体，封装时将正极壳体2嵌入到负极壳体1中。
22.正极极片5与正极壳体2之间设置有弹垫7，弹垫7靠近正极极片5的一侧设置有垫片8。
23.弹垫7为碟形弹簧垫片(即碟簧)，弹垫7的两个底面大小不同，弹垫7较小的一个底面与正极壳体2接触，弹垫7较大的一个底面与垫片8相贴。
24.固态电解质6为聚合物固态电解质或无机物固态电解质中的一种。固态电解质6为不流动的固态，具有电子绝缘性和锂离子传输与导通功能，置于正极极片和双极性极片或负极极片之间。
25.正极极片5朝向固态电解质6的一侧涂覆有活性物质，双极性极片3的两侧分别对应涂覆正负极活性物质。双极性极片3的集流体为良好的电子导体，与活性物质具有较好的结合力，耐固态电解质6腐蚀，双极性极片3可以是单一材料电子导体也可以是复合材料电子导体，两侧分别涂覆正负极活性物质，正负极活性物质侧均与固态电解质6接触，分别与正负极极片或相邻的双极性极片组成电池单元。
26.负极极片4朝向固态电解质6的一侧涂覆活性物质。涂覆活性物质的一侧与固态电
解质6接触，裸露一侧与负极壳体1内侧接触。
27.正极极片5和负极极片4各1片，双极性极片3数量可以为1片或多片。
28.实施例2
29.在实施例1的基础上，制作6.4v、2.5mah(0.2c)双极性扣式锂离子电池。
30.电池壳组的壳体总体外形尺寸为垫片8尺寸为弹垫7尺寸15.4
×
1mm。
31.采用peo基固态电解质，固态电解质6离子电导率为1
×
10-4
scm-1
，电解质外形尺寸，电解质外形尺寸数量为2片。
32.正极极片5集流体为铝箔，厚度12微米，活性物质为磷酸铁锂，正极材料面密度为0.01g/cm2，正极极片5尺寸为
33.负极极片4集流体为铜箔，厚度10微米，活性物质为人造石墨，负极材料面密度为0.06g/cm2，负极极片4尺寸为
34.双极性极片3集流体为铜铝复合材料，厚度为20微米，铜材料一侧涂覆负极活性物质，铝材料一侧涂覆正极活性物质，双极性极片尺寸为数量为1片。
35.装配顺序为：将正极壳体2凹口向上置于平台上；将弹垫7较小的底面朝下，较大的底面朝上置于正极壳体2中；将垫片8置于弹垫7下底面上方；将正极极片5裸露一侧朝向垫片8一侧，与垫片8对齐，置于垫片8上方；取1片固态电解质6，将固态电解质6与正极极片5对齐，置于正极极片5上方；将双极性极片3涂覆有负极活性物质一侧朝向固态电解质6，与固态电解质6对齐，置于固态电解质6上方；再取1片固态电解质6，将固态电解质6与双极性极片3对齐，置于双极性极片3上方；将负极极片4涂覆有负极活性物质一侧朝向固态电解质6，与固态电解质6对齐，置于固态电解质6上方；将负极壳体1凹口朝下，扣在前面的组合体上，最后将整套组件在封装机上封装形成一个整体双极性扣式锂离子电池。未提及到的配方或工艺均按常规进行操作。