一種可脈沖大電流放電的鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可脈沖大電流放電的鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子二次電池廣泛地應(yīng)用與消費電子產(chǎn)品，如手機(jī)，筆記本電腦，平板電腦，藍(lán)牙耳機(jī)，MP3，數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。對于電池的續(xù)航能力要求越來越高。但在電子產(chǎn)品的應(yīng)用過程中，開機(jī)狀態(tài)、信號發(fā)送或者接收等工作情況時，要求電池在短時間(如小于Is)的大電流(如大于2C)放電，其余狀態(tài)的放電電流恢復(fù)為正常的。傳統(tǒng)的能量型鋰離子電池在保證能量密度的情況下，使用大電流放電時，會由于電池自身設(shè)計的原因，產(chǎn)生較大極化，將會縮小電池的有效工作電壓窗口，從而不能完全發(fā)揮電池的能量；傳統(tǒng)的功率型鋰離子電池在保證大倍率放電工作性能時，能量密度相對較低，取決于自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計或者材料選擇。
[0003]為了解決這一難題，現(xiàn)有的解決辦法為，將能量密度型電池與功率型電池進(jìn)行并聯(lián)，以達(dá)到平衡效果。然而需要制作兩套電池，將會增加電池組的制作成本。同時，電池組之間需要使用電源管理系統(tǒng)，將會增加管控難度。
[0004]然而大倍率放電，在多數(shù)電子產(chǎn)品中，只要求短時間的大倍率工作。功率型電池的功能只占很少的倍率，無法完全體現(xiàn)倍率電池的價值。同時，倍率電池將占去一定的空間，影響能量型電池對有效空間的利用。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種可脈沖大電流放電的鋰離子電池，不使用傳統(tǒng)的能量型電池與功率型電池并聯(lián)的方式，按照電子產(chǎn)品的峰值電流時間和峰值電流大小進(jìn)行電池結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而解決使鋰離子電池在不需要過多損失能量密度的情況下，能夠承受瞬間大電流工作，同時工作電壓窗口保持正常。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種可脈沖大電流放電的鋰離子電池，包括殼體、置于殼體內(nèi)的電芯和容納于殼體內(nèi)的電解液；電芯包括正極極片、負(fù)極極片和間隔設(shè)置于正極極片和負(fù)極極片之間的隔離膜；正極極片包括正極集流體及涂覆于正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)層由功率型正極活性物質(zhì)層和能量型正極活性物質(zhì)層組成，功率型正極活性物質(zhì)層和能量型正極活性物質(zhì)層獨立分區(qū)地涂覆于正極集流體兩表面；負(fù)極極片包括負(fù)極集流體及涂覆于負(fù)極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)層，負(fù)極活性物質(zhì)層由功率型負(fù)極活性物質(zhì)層和能量型負(fù)極活性物質(zhì)層組成，功率型負(fù)極活性物質(zhì)層和能量型負(fù)極活性物質(zhì)層獨立分區(qū)地涂覆于負(fù)極集流體兩表面；在制作電芯時，功率型正極活性物質(zhì)層與能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的位置相對應(yīng)；能量型正極活性物質(zhì)層與功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的位置相對應(yīng)。
[0008]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型有益效果在于:極片制作過程中，采用兩段式設(shè)計，其中一段采用能量型設(shè)計，另外一段采用功率型設(shè)計，相當(dāng)于將功率型電池設(shè)計和能量型設(shè)計并聯(lián)在一起，不需要制作成為兩組獨立的電池，亦不用增加電源管理系統(tǒng)，通過電池內(nèi)部進(jìn)行協(xié)調(diào)，達(dá)到實現(xiàn)電池在瞬間大電流工作的情況下，電池電壓窗口不被減小，同時通過空間的有效利用保障電池能量密度不被過多削減，整個制作過程更加簡便，成本降低，同時，可以根據(jù)電子產(chǎn)品的使用特性進(jìn)行極片的設(shè)計調(diào)整，保障電池特性，又不浪費各項性會K。
[0009]作為本實用新型的一種改進(jìn)，涂覆于所述正極集流體單面的功率型/能量型正極活性物質(zhì)層和涂覆于所述負(fù)極集流體單面的功率型/能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度均為20 μ m?105 μ m，優(yōu)選地，涂覆于所述正極集流體單面的功率型/能量型正極活性物質(zhì)層的厚度為20 μπι?100 μπι ;涂覆于所述負(fù)極集流體單面的功率型/能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為25 μπι?105 μm ;其中，涂覆于所述正極集流體單面的功率型正極活性物質(zhì)層的厚度為40 μ m ;涂覆于所述負(fù)極集流體單面的功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為40 μ m時為最佳；涂覆于所述正極集流體單面的能量型正極活性物質(zhì)層的厚度為50 μπι ;涂覆于所述負(fù)極集流體單面的能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為50 μπι時為最佳。功率型正極活性物質(zhì)層和功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的涂覆厚度相對比能量型正極活性物質(zhì)層和能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度均要薄些，這樣鋰離子和電子在電阻相對較大的電極活性物質(zhì)上迀移的距離小，總內(nèi)阻減小，可以支持大電流，以達(dá)到高功率的要求；能量型的正好相反，以達(dá)到功率型極片和能量型極片的最佳效果，當(dāng)涂覆于正極集流體和負(fù)極集流體單面的功率型正極活性物質(zhì)層和功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為45 μπι、涂覆于正極集流體和負(fù)極集流體單面的能量型正極活性物質(zhì)層和能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度為48 μπι時效果最佳，以達(dá)到有效地解決電池對有效空間的利用的問題。
[0010]作為本實用新型的一種改進(jìn)，涂覆有功率型正極活性物質(zhì)層的正極集流體一側(cè)比涂覆有能量型正極活性物質(zhì)層的正極集流體一側(cè)的厚度大；涂覆有功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極集流體一側(cè)比涂覆有能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極集流體一側(cè)的厚度大。在同一正極極片上設(shè)計有功率型正極活性物質(zhì)層和能量型正極活性物質(zhì)層，功率型正極活性物質(zhì)層的涂覆厚度相對比能量型正極活性物質(zhì)層要薄些，是為了使鋰離子功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的電子在電阻相對較大的電極活性物質(zhì)上迀移的距離小，總內(nèi)阻減小，可以支持大電流，以達(dá)到高功率的要求，能量型正極活性物質(zhì)層達(dá)到高能量的要求；在同一負(fù)極極片上設(shè)計有功率型負(fù)極活性物質(zhì)層和能量型負(fù)極活性物質(zhì)層時同理。這樣相當(dāng)于將功率型電池設(shè)計和能量型設(shè)計并聯(lián)在一起，不需要制作成為兩組獨立的電池，同時通過空間的有效利用保障電池能量密度不被過多削減，整個制作過程更加簡便，成本降低，保障電池特性，又不浪費各項性能。
[0011]作為本實用新型的一種改進(jìn)，功率型正極活性物質(zhì)層的涂布重量等于/小于能量型正極活性物質(zhì)層的涂布重量，功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的涂布重量等于/小于能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的涂布重量。功率型正極活性物質(zhì)層和能量型正極活性物質(zhì)層采用相同配方時，或功率型負(fù)極活性物質(zhì)層和能量型負(fù)極活性物質(zhì)層采用相同配方時，功率型正極活性物質(zhì)層比能量型正極活性物質(zhì)層的涂布重量小，是為了使鋰離子功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的電子在電阻相對較大的電極活性物質(zhì)上迀移的距離小，總內(nèi)阻減小，可以支持大電流，以達(dá)到高功率的要求，能量型正極活性物質(zhì)層達(dá)到高能量的要求；這樣以突出功率型正極活性物質(zhì)層和能量型正極活性物質(zhì)層的特性，以達(dá)到兩段式設(shè)計的最佳效果；在同一負(fù)極極片上設(shè)計有功率型負(fù)極活性物質(zhì)層和能量型負(fù)極活性物質(zhì)層時同理?；蛘吖β市驼?、負(fù)極活性物質(zhì)層的壓實密度等于能量型正、負(fù)極活性物質(zhì)層的壓實密度時，則使用導(dǎo)電能力更強(qiáng)的配方制作功率型正、負(fù)極活性物質(zhì)層，如增加導(dǎo)電劑比例、使用功率型主材等等；這樣相當(dāng)于將功率型電池設(shè)計和能量型設(shè)計并聯(lián)在一起，不需要制作成為兩組獨立的電池，同時通過空間的有效利用保障電池能量密度不被過多削減，整個制作過程更加簡便，成本降低，保障電池特性，又不浪費各項性能。
[0012]作為本實用新型的一種改進(jìn)，功率型正極活性物質(zhì)層的壓實密度等于/大于能量型正極活性物質(zhì)層的壓實密度，功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的壓實密度等于/大于能量型負(fù)極活性物質(zhì)層的壓實密度。在配方相同的情況下，功率型正極活性物質(zhì)層比能量型正極活性物質(zhì)層的壓實密度大，是為了使鋰離子功率型負(fù)極活性物質(zhì)層的電子在電阻相對較大的電極活性物質(zhì)上迀移的距離小，總內(nèi)阻減小，可以支持大電流，以達(dá)到高功率的要求，能量型正極活性物質(zhì)層達(dá)到高能量的要求；這樣以突出功率型正極活性物質(zhì)層和能量型正極活性物質(zhì)層的特性，以達(dá)到兩段式設(shè)計的最佳效果；在同一負(fù)極極片上設(shè)計有功率型負(fù)極活性物質(zhì)層和能量型負(fù)極活性物質(zhì)層時同理?；蛘吖β市驼⒇?fù)極活性物質(zhì)層的壓實密度等于能量型正、負(fù)極活性物質(zhì)層的壓實密度時，則使用導(dǎo)電能力更強(qiáng)的配方制作功率型正、負(fù)極活性物質(zhì)層，如增加導(dǎo)電劑比例、使用功率型主材等等；這樣相當(dāng)于將功率型電池設(shè)計和能量型設(shè)計并聯(lián)在一起，不需要制作成為兩組獨立的電池，同時通過空間的有效利用保障電池能量密度不被過多削減，整個制作過程更加簡便，成本降低，保障電池特性，又不浪費各項性能。
[0013]作為本實