[实用新型]一种包括金属有机骨架修饰后铜箔集流体的锂电池有效
申请号: | 202221116138.4 | 申请日: | 2022-05-11 |
公开(公告)号: | CN217562630U | 公开(公告)日: | 2022-10-11 |
发明(设计)人: | 李风雷;郑玮;别晓鸣 | 申请(专利权)人: | 有研金属复材技术有限公司 |
主分类号: | H01M10/0525 | 分类号: | H01M10/0525;H01M4/66 |
代理公司: | 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 | 代理人: | 张文宝 |
地址: | 101407 北京市怀*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 包括 金属 有机 骨架 修饰 铜箔 流体 锂电池 | ||
本实用新型公开了属于用于直接转变化学能为电能的装置领域的一种包括金属有机骨架修饰后铜箔集流体设计的锂电池;包括:正极壳、负极壳、正极、负极、隔膜、垫片和弹簧片,其中,正极壳、正极、隔膜、负极、垫片、弹簧片和负极壳依次设置;负极由铜箔集流体和有机骨架修饰层组成。本实用新型将常规的负极材料去除,既能保证电池正常的充放电过程,又能显著提升电池的能量密度。在此基础上,对负极集流体进行优化以诱导锂离子的均匀传输,从而保证电池的性能。
技术领域
本实用新型属于用于直接转变化学能为电能的装置领域电池技术领域,具体为一种包括金属有机骨架修饰后铜箔集流体设计的锂电池。
背景技术
随着能源危机和环境污染的出现,发展可再生的二次能源受到了广泛的关注。其中,锂离子电池因具有自放电低、能量密度高等优势被广泛应用于生产和生活的各个领域。然而,随着生产生活中的各种设备和体系的不断进步,其对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。传统锂离子电池使用的负极材料为石墨等碳材料,随着研究的进步,其已接近能量密度的极限,因此开发新的负极材料十分重要。
锂金属具有超高的理论比容量(3860mA h g-1),其为石墨负极的近十倍。因此成为了高能量密度电池的理想备选之一。然而,锂金属负极的应用受到了一定的限制。一方面,锂金属在充放电过程中容易产生锂枝晶,锂枝晶的生长将穿刺隔膜造成电池的短路,进而引发电池安全问题的出现。更重要的是,锂金属负极的理论比容量是在锂的使用零过剩的条件下计算的,而其实际应中,锂金属甚至会出现超过十倍的过量,相应的实际比容量与石墨接近。在这种情况下,锂金属的优势并未得到发挥。考虑到电池的结构,因此,本申请巧妙的利用电池结构的优化,负极仅保留集流体结构,并在此基础上进行集流体结构的优化以实现锂离子在集流体上稳定的沉积与剥离。
实用新型内容
针对背景技术中存在的问题,本实用新型提供了一种包括金属有机骨架修饰后铜箔集流体设计的锂电池,将负极材料去除,其特征在于,包括:正极壳、负极壳、正极、负极、隔膜、垫片和弹簧片,其中,正极壳、正极、隔膜、负极、垫片、弹簧片和负极壳依次设置;
负极由铜箔集流体和有机骨架修饰层组成。
所述机骨架修饰层涂覆在所述铜箔集流体的正极方向。
所述正极由铝箔集流体和设置于正极材料组成。
所述正极材料涂覆在所述铝箔集流体的负极方向。
所述正极壳和所述负极壳的边缘固接围成锂离子电池外壳,锂离子电池外壳内填充电解液。
本实用新型的有益效果在于:
在传统锂离子电池的结构中,负极的组成通常由集流体和其上面的负极材料组成。本实用新型将常规的负极材料去除,既能保证电池正常的充放电过程,又能显著提升电池的能量密度。在此基础上,对负极集流体进行优化以诱导锂离子的均匀传输,从而保证电池的性能。
附图说明
图1为本实用新型一种包括金属有机骨架修饰后铜箔集流体设计的锂电池实施例中金属有机骨架修饰后的铜箔集流体设计的剖面结构示意图;
图2为本实用新型实施例中金属有机骨架修饰后的铜箔集流体设计细部的原理示意图;
图3为本实用新型实施例的爆炸结构示意图。
图中,1-正极壳,2-正极,3-隔膜,4-负极,5-负极壳,6-电解液,201-铝箔集流体,202- 正极材料,401-有机骨架修饰层,402-铜箔集流体。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
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