[发明专利]一种新型锂电池芯单元及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种锂电池芯单元，及制造锂电池芯单元的方法。

【背景技术】

电池的发展和应用历程悠久，从普通的干电池到如今的锂电池，电池的发展也是日新月异。

锂电池又称之为锂离子电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，锂电池的单元主要由几部分组成：正极极片、负极极片、隔膜和电解液。锂电池从根据正负极材料进行划分，目前主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等几种类型。其中钴酸锂性能稳定，由于钴属于稀缺类资源，应用成本高，目前主要应用于小型产品（如手机）；与锰酸锂相比，磷酸铁锂的容量密度更高，充放电寿命更长，工作温度区间更大，磷酸铁锂的成本也要低于锰酸锂，因此，在目前，磷酸铁锂电池在大型产品（如汽车）中应用最为广泛。

但是磷酸铁锂电池较之其他种类的锂电池而言，其正极材料的振实密度小，而且在制造正极极片和负极极片时，都需要在正极材料和负极材料中掺杂粘结剂，也造成其极片的密度小，因此，其内锂离子的扩散速度慢，导电性能较差，其次，密度小也导致内阻大，造成极化损失增大，进而导致锂电池的使用寿命减小；另外，磷酸铁锂电池还存在低温性能差、性能一致性存在问题等缺陷；以上种种均限制了磷酸铁锂电池的发展和应用，同时，也限制了锂电池的发展和应用。

针对上述问题，本发明提出了一个新的技术方案。

【发明内容】

本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种容量高、密度高、充放电能力强、一致性高的新型锂电池芯单元，及制造该锂电池芯单元的方法。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种新型锂电池芯单元，包含有由正极材料压制而成的正极预制片、由负极材料压制而成的负极预制片，以及隔膜；在所述正极预制片与负极预制片靠向隔膜的一侧设有导电材料，所述导电材料贴合附着在正极预制片与负极预制片的表面并渗入到正极预制片与负极预制片内；所述正极预制片在远离隔膜的一侧设有正极集流膜，所述负极预制片在远离隔膜的一侧设有负极集流膜。

进一步地，所述正极材料为磷酸亚铁锂或由带磷酸亚铁锂的三元正极材料。

进一步地，所述负极材料为石墨和石墨烯的其中一种或两种。

进一步地，所述的导电材料为导电液或导电剂。

一种制造锂电池芯单元的方法，包括有以下步骤：

（1）取松装密度为0.6g/cm³、振实密度为0.82g/cm³的、未烧结的正极材料置入模具中，再对模具内空间进行常温预压排气，然后对模具中的正极材料施加20～30MPA的压力，保压15～30min，制得压实密度为1.56g/cm³的正极预制片；

（2）取振实密度为1.2g/cm³的负极材料置入模具中，施加20～30MPA的压力，保压15～30min，制得压实密度为2.25g/cm³的负极预制片；

（3）将正极集流膜铺设在正极预制片上，将负极集流膜铺设在负极预制片上；

（4）将导电材料喷涂在正极预制片和负极预制片的其中一面上；

（5）在正极预制片上铺设隔膜；

（6）将正极预制片和负极预制片叠加复合，再对两者进行加压，制得锂电池芯单元。

进一步地，在步骤（1）和步骤（2）中还包括有步骤（1’）：将制得的压实密度为1.56g/cm³的正极预制片持续施加20～30MPA的压力，再将其环境温度梯度升温至700～1200℃，接着保压冷却，最后获得压实密度为2.18g/cm³的正极预制片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种新型锂电池芯单元及其制造方法，通过高温高压压制的方式预先制造正极极片和负极极片，再将导电材料附着在极片表面并渗入到极片内，使得其制得的锂电池芯单元具有容量高、密度高、一致性高、充放电速度快、能力强，而且安全环保的优点。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

【附图说明】

图1为本发明实施例锂电池单元的工作原理图；

图2为本发明实施例的锂电池单元的结构示意图；

图3为本发明实施例中锂电池单元的制造流程图。

【具体实施方式】