本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域,具體來(lái)講是一種鋰電池極耳及其包含該極耳的鋰電池
背景技術(shù):
在所有能源形式中,電能是最容易使用、最清潔環(huán)保和效率最高的能源。電池是最好的儲(chǔ)存電能的裝置。在所有電池產(chǎn)品中,鋰電池是目前世界上最年輕、最先進(jìn)、技術(shù)含金量最高、能量密度最大的能源產(chǎn)品,其廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車之中。然而,最近幾年來(lái),包括國(guó)內(nèi)和國(guó)外品牌的電動(dòng)車出現(xiàn)的多起電動(dòng)車燃燒事故,因此迫切需要改善鋰電池的安全性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題,提供一種鋰電池,具體的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰電池,包括位于中間的正極單元和正極單元周圍的負(fù)極單元,所述的正極單元和負(fù)極單元之間設(shè)有隔膜,所述的正極單元連接有正極耳,所述的負(fù)極單元連接有負(fù)極耳,所述的正極耳和負(fù)極耳均由導(dǎo)電高分子材料制成,所述導(dǎo)電高分子材料可以為常規(guī)的導(dǎo)電高分子材料。
作為對(duì)電池的改進(jìn),鋰電池的負(fù)極端設(shè)有能夠密封正極和電解液的密封圈。
作為改進(jìn),所述的負(fù)極周圍設(shè)有外殼,所述的外殼和負(fù)極之間設(shè)有聚氨酯彈性材料。
作為改進(jìn),所述的導(dǎo)電高分子材料為聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚苯乙烯的一種。
作為改進(jìn),所述的聚苯胺為聚苯胺接枝共聚物,所述的接枝共聚物的主鏈為聚乙烯基吡啶烷酮高分子鏈,所述的支鏈為含有苯胺重復(fù)單元的高分子鏈,所述的含有苯胺重復(fù)單元的高分子鏈的重復(fù)數(shù)位于10-1000。
作為改進(jìn),所述的正極耳和負(fù)極耳高分子導(dǎo)電材料的制備方法如下:
步驟a:將聚乙烯基吡啶烷酮和有機(jī)溶劑混合物,采用物理方法使得聚乙烯基吡啶烷酮完全溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中形成溶液;
步驟b:向步驟a后的溶液加入苯胺單體,苯胺單體的數(shù)量和聚乙烯基吡啶烷酮中的重復(fù)單元的比例為0.1-10;
步驟c:將步驟b后的溶液采用物理方法進(jìn)行攪拌;
步驟d:向步驟c的混合物加入酸溶液,使得溶液的ph控制在5-6之間;
步驟e:向步驟d后的溶液加入引發(fā)劑,所述的引發(fā)劑為聚乙烯基吡啶烷酮的0.01%-0.5%wt;
步驟f:在20℃-100℃下反應(yīng)1-40小時(shí);
步驟e:去除溶劑,制得所述的高分子導(dǎo)電材料
作為改進(jìn),所述的物理方法為磁力攪拌1-10小時(shí)。
作為改進(jìn),所述步驟a的有機(jī)溶劑為甲酰胺、三氟乙酸、dmso、dmf、六甲基磷酸酰胺、甲醇、乙醇、乙酸、三氯乙烯、正丁醇、乙醚、正丁醚、四氯化碳、環(huán)己烷、己烷、丙酮,所述的溶液中聚乙烯基吡啶烷酮的濃度為1g-100g/l。
作為改進(jìn),所述的酸溶液為濃硫酸、濃鹽酸、硝酸、稀硫酸、稀鹽酸、有機(jī)酸的一種,所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化月桂酰的一種。
作為改進(jìn),所述的步驟e包括步驟e-1,e-1具體步驟如下:
冷卻溶液,在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽使得溶液飽和,加入丙酮溶液,產(chǎn)生沉淀,提出沉淀,干燥,將沉淀溶于有機(jī)溶劑,抽濾出去無(wú)機(jī)鹽,用丙酮出去溶劑,制得聚合物,干燥。
本發(fā)明公開(kāi)的的鋰電池抗沖擊性強(qiáng),以及用導(dǎo)電高分子材料作為極耳,抗腐蝕性強(qiáng),使用壽命長(zhǎng)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中標(biāo)記:1-負(fù)極單元,101-負(fù)極耳,2-正極單元,201-正極耳,3-隔膜,4-密封圈,5-外殼,6-聚氨酯彈性材料。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
具體實(shí)施例1:如圖1所示,本實(shí)施例公開(kāi)了一種鋰電池,包括位于中間的正極單元2和正極單元周圍的負(fù)極單元1,所述的正極單元和負(fù)極單元之間設(shè)有隔膜3,所述的正極單元連接有正極耳201,所述的負(fù)極單元連接有負(fù)極耳101,所述的正極耳和負(fù)極耳均由導(dǎo)電高分子材料制成,鋰電池的負(fù)極端設(shè)有能夠密封正極和電解液的密封圈4,負(fù)極周圍設(shè)有外殼5,所述的外殼和負(fù)極之間設(shè)有聚氨酯彈性材料。
所述的導(dǎo)電高分子材料為聚苯胺,所述的聚苯胺為聚苯胺接枝共聚物,所述的接枝共聚物的主鏈為聚乙烯基吡啶烷酮高分子鏈,所述的支鏈為含有苯胺重復(fù)單元的高分子鏈,所述的含有苯胺重復(fù)單元的高分子鏈的重復(fù)數(shù)位于10-1000。
步驟a:將聚乙烯基吡啶烷酮和有機(jī)溶劑混合物,使得聚乙烯基吡啶烷酮完全溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中形成溶液,有機(jī)溶劑為甲酰胺,溶液中聚乙烯基吡啶烷酮的濃度為1g/l
步驟b:向步驟a后的溶液加入苯胺單體,苯胺單體的數(shù)量和聚乙烯基吡啶烷酮中的重復(fù)單元的比例為0.1;
步驟c:將步驟b后的溶液采用磁力攪拌10小時(shí);
步驟d:向步驟c的混合物加入濃硫酸,使得溶液的ph控制在5之間;
步驟e:向步驟d后的溶液加入引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰,所述的引發(fā)劑為聚乙烯基吡啶烷酮的0.01%wt;
步驟f:在100℃下反應(yīng)1小時(shí);
步驟e:冷卻溶液,在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽使得溶液飽和,加入丙酮溶液,產(chǎn)生沉淀,提出沉淀,干燥,將沉淀溶于有機(jī)溶劑,抽濾出去無(wú)機(jī)鹽,用丙酮出去溶劑,制得聚合物,干燥。
實(shí)施例2:
與實(shí)施例1不同點(diǎn)在于,制備高分子導(dǎo)電材料步驟如下:
步驟a:將聚乙烯基吡啶烷酮和有機(jī)溶劑混合物,使得聚乙烯基吡啶烷酮完全溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中形成溶液,有機(jī)溶劑為dmso,溶液中聚乙烯基吡啶烷酮的濃度為100g/l
步驟b:向步驟a后的溶液加入苯胺單體,苯胺單體的數(shù)量和聚乙烯基吡啶烷酮中的重復(fù)單元的比例為3;
步驟c:將步驟b后的溶液采用磁力攪拌5小時(shí);
步驟d:向步驟c的混合物加入濃鹽酸,使得溶液的ph控制在5之間;
步驟e:向步驟d后的溶液加入引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰,所述的引發(fā)劑為聚乙烯基吡啶烷酮的0.5%wt;
步驟f:在60℃下反應(yīng)20小時(shí);
步驟e:冷卻溶液,在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽使得溶液飽和,加入丙酮溶液,產(chǎn)生沉淀,提出沉淀,干燥,將沉淀溶于有機(jī)溶劑,抽濾出去無(wú)機(jī)鹽,用丙酮出去溶劑,制得聚合物,干燥。
實(shí)施例3:
與實(shí)施例1不同點(diǎn)在于,制備高分子導(dǎo)電材料步驟如下:
步驟a:將聚乙烯基吡啶烷酮和有機(jī)溶劑混合物,使得聚乙烯基吡啶烷酮完全溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中形成溶液,有機(jī)溶劑為三氯乙烯,溶液中聚乙烯基吡啶烷酮的濃度為30g/l
步驟b:向步驟a后的溶液加入苯胺單體,苯胺單體的數(shù)量和聚乙烯基吡啶烷酮中的重復(fù)單元的比例為2;
步驟c:將步驟b后的溶液采用磁力攪拌4小時(shí);
步驟d:向步驟c的混合物加入濃鹽酸,使得溶液的ph控制在6之間;
步驟e:向步驟d后的溶液加入引發(fā)劑過(guò)氧化月桂酰,所述的引發(fā)劑為聚乙烯基吡啶烷酮的0.01%wt;
步驟f:在40℃下反應(yīng)10小時(shí);
步驟e:冷卻溶液,在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽使得溶液飽和,加入丙酮溶液,產(chǎn)生沉淀,提出沉淀,干燥,將沉淀溶于有機(jī)溶劑,抽濾出去無(wú)機(jī)鹽,用丙酮出去溶劑,制得聚合物,干燥。
實(shí)施例4:
與實(shí)施例1不同點(diǎn)在于,制備高分子導(dǎo)電材料步驟如下:
步驟a:將聚乙烯基吡啶烷酮和有機(jī)溶劑混合物,使得聚乙烯基吡啶烷酮完全溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中形成溶液,有機(jī)溶劑為dmso,溶液中聚乙烯基吡啶烷酮的濃度為30g/l
步驟b:向步驟a后的溶液加入苯胺單體,苯胺單體的數(shù)量和聚乙烯基吡啶烷酮中的重復(fù)單元的比例為2;
步驟c:將步驟b后的溶液采用磁力攪拌4小時(shí);
步驟d:向步驟c的混合物加入濃硫酸,使得溶液的ph控制在5之間;
步驟e:向步驟d后的溶液加入引發(fā)劑過(guò)氧化月桂酰,所述的引發(fā)劑為聚乙烯基吡啶烷酮的0.01%wt;
步驟f:在40℃下反應(yīng)10小時(shí);
步驟e:冷卻溶液,在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽使得溶液飽和,加入丙酮溶液,產(chǎn)生沉淀,提出沉淀,干燥,將沉淀溶于有機(jī)溶劑,抽濾出去無(wú)機(jī)鹽,用丙酮出去溶劑,制得聚合物,干燥。
實(shí)施例5:
與實(shí)施例1不同點(diǎn)在于,制備高分子導(dǎo)電材料步驟如下:
步驟a:將聚乙烯基吡啶烷酮和有機(jī)溶劑混合物,使得聚乙烯基吡啶烷酮完全溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中形成溶液,有機(jī)溶劑為dmso,溶液中聚乙烯基吡啶烷酮的濃度為40g/l
步驟b:向步驟a后的溶液加入苯胺單體,苯胺單體的數(shù)量和聚乙烯基吡啶烷酮中的重復(fù)單元的比例為4;
步驟c:將步驟b后的溶液采用磁力攪拌5小時(shí);
步驟d:向步驟c的混合物加入硝酸,使得溶液的ph控制在5;
步驟e:向步驟d后的溶液加入引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰,所述的引發(fā)劑為聚乙烯基吡啶烷酮的0.5%wt;
步驟f:在30℃下反應(yīng)20小時(shí);
步驟e:冷卻溶液,在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽使得溶液飽和,加入丙酮溶液,產(chǎn)生沉淀,提出沉淀,干燥,將沉淀溶于有機(jī)溶劑,抽濾出去無(wú)機(jī)鹽,用丙酮出去溶劑,制得聚合物,干燥。
實(shí)施例6:
與實(shí)施例1不同點(diǎn)在于,制備高分子導(dǎo)電材料步驟如下:
步驟a:將聚乙烯基吡啶烷酮和有機(jī)溶劑混合物,使得聚乙烯基吡啶烷酮完全溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中形成溶液,有機(jī)溶劑為乙醇,溶液中聚乙烯基吡啶烷酮的濃度為30g/l
步驟b:向步驟a后的溶液加入苯胺單體,苯胺單體的數(shù)量和聚乙烯基吡啶烷酮中的重復(fù)單元的比例為2;
步驟c:將步驟b后的溶液采用磁力攪拌8小時(shí);
步驟d:向步驟c的混合物加入稀硫酸,使得溶液的ph控制在5-6之間;
步驟e:向步驟d后的溶液加入引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰,所述的引發(fā)劑為聚乙烯基吡啶烷酮的0.5%wt;
步驟f:在30℃下反應(yīng)10小時(shí);
步驟e:冷卻溶液,在溶液中加入無(wú)機(jī)鹽使得溶液飽和,加入丙酮溶液,產(chǎn)生沉淀,提出沉淀,干燥,將沉淀溶于有機(jī)溶劑,抽濾出去無(wú)機(jī)鹽,用丙酮出去溶劑,制得聚合物,干燥。
實(shí)施例1-6極耳的性能測(cè)定如下: