[实用新型]一种长寿命电池

说明书

本申请涉及一种长寿命电池,属于锂电池技术领域。该电池包括铝锂合金管、金属外壳、卷芯、底板、盖板、正极汇流片、负极汇流片和固定支架。将铝锂合金通过压延方式制造成所需厚度铝锂合金箔。将铝锂合金通过压延方式制造成所需厚度铝锂合金片，然后裁切成所需尺寸作为正极汇流片。将正极浆料涂覆于铝锂合金箔，经碾压分条形成正极片。将铝锂合金通过挤压、拉伸或铸造成所需尺寸的铝锂合金管；将多个铝锂合金管通过焊接、粘接或一体成型等方式连接并形成一个铝管组；铝锂合金管除了可提供锂源外，还可抑制卷芯膨胀。本申请有助于提高电池的比能量,提高电池的首效及延长电池寿命,使用时不需对生产设备或环境做任何更改，生产成本低。

技术领域

本申请涉及一种长寿命电池,属于锂电池技术领域。

背景技术

新能源汽车的推广应用对锂离子电池的比能量和使用寿命提出了越来越高的要求。为了实现这一目标，当前普遍采用高比容量的正、负极材料来实现电池的高比能量，如NCM811或NCA正极材料，和硅基、锡基或金属锂负极材料。然而，在电池的首次充电过程中，负极形成的SEI膜会消耗部分从正极迁移过来的锂离子，造成正极材料中锂离子的损失，降低了电池首次效率(简称首效)，电池容量也随之降低；特别是当负极活性物质为硅基材料时，因其在充电过程中体积膨胀大，不断破坏SEI膜而消耗了电池中的活性锂离子，首效问题尤为严重，电池容量衰降快，循环寿命短。

为了提高锂离子电池的首效和循环寿命，除了对电池材料和电化学体系的选择匹配外，当前主要通过补锂技术来提高电池的首效和循环寿命。目前最为常见的补锂技术有正极补锂和负极补锂，也有少量采用隔膜补锂和电解液补锂等。其中正极补锂主要是将惰性富锂材料添加在正极活性材料中或喷撒在正极集流体或正极片表面，如在CN107706351A专利中，将富锂材料和正极活性材料一起混浆后涂覆于集流体上，提高电池容量和循环寿命；在CN105702913A专利中，在正极集流体和活性材料间先涂覆一层LixA化合物补锂层；在CN106384808A专利中，在正极集流体和活性材料间涂覆一层有机或无机锂化合物补锂层；在CN108682894A专利中，采用富锂金属氧化物(如Li₅FeO₄)与正极活性材料一起和浆后涂覆于正极集流体，得到补锂正极片；在CN102916164B专利中，采用有机锂盐溶液喷洒在正极片表面，得补锂正极片。正极补锂无需改变电池制作工艺设备和设施，但受补锂材料本身特性的影响，如部分材料在NMP或空气中不够稳定(如Li₂S、Li₅FePO₄)、导电性差(如Li₃N、Li₅FePO₄)或有非活性的残留(如LiF/Co),补锂材料普遍存在循环不稳定及倍率性能差的缺点，还需对补锂材料进行特别处理，如在CN109786746A专利中，采用碳包覆Li₂NiO₂来制备正极补锂材料。负极补锂技术主要采用锂粉和锂箔等材料添加在负极片中，如在CN102779975B、CN102779978B和CN103208612A专利中，公布了通过补锂装置，使锂粉在电场的作用下吸附于负极片表面，实现对负极活性材料的直接补锂。但金属锂粉很轻，容易漂浮在空气中，且与空气中的H₂O、氧气和CO₂都会发生反应，很容易被氧化甚至燃烧，因此该方法对生产条件要求非常严格，且不容易控制补锂量和补锂的均匀性，这就需要对生产环境和设备进行改造，采用特制的补锂设备，生产工艺条件严苛。为了降低金属锂粉的活性，在CN107225251A和CN107159898A专利中采用专用装置，通过对液态锂雾化后，用钝化气流将金属锂微球表面钝化，制备得到惰性锂粉，方便作为补锂材料用于锂离子电池的正、负极，以降低补锂设备和环境的要求。

其他补锂技术还有电解液补锂、隔膜补锂和电化学补锂等技术，如CN106684291A专利在隔膜上涂覆补锂层；CN108649231A专利在铝箔表面涂覆补锂层。以上专利的补锂材料来源及也跟正负极补锂一样困难，制备的补锂材料在空气中仍不够稳定，或容易进一步氧化，难于储存。

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