一种固体电芯及含有该电芯的纸壳薄片锂离子电池的制作方法

本实用新型属于锂离子电池领域领域，尤其是涉及一种固体电芯及含有该电芯的纸壳薄片锂离子电池。
背景技术：
：随着锂电池技术的不断发展和客户对锂电池的要求不断提高，锂离子电池正在向着更轻、更薄、更高容量的方向发展。自从18650出现之后在锂离子电池领域已经达到了一个巅峰。为了适应生产力的发展，实现在锂离子电池各个领域的充分利用，该领域的研究者们希望从各个方面打破原有的桎梏，于是就有了薄片电池，大功率电池，异型电池等。现有的锂离子电池铝塑膜封边困难容易漏液，且弯折次数低，易破损，与极耳连接处密封性能差，且具有安全性差，比能量不高，电池成本高等缺点。统锂离子电池通过正负极的活性物质、集流体、隔膜、电解液作为载体，通过锂离子在正负极之间的流动来完成电能与化学能之间的转换的。因为有电解液的存在需要一种密封性较好，耐腐蚀的材料作为包装材料，对锂离子电池电芯进行包覆。传统软包锂离子电池采用铝塑膜作为外包装，铝塑膜在通过加热封边过程中容易产生小孔，导致密封性不好，加热过程中会导致铝塑膜内层pp融化，使铝层露出导致短路，且进行封边时易有空隙，封不牢，特别是极耳与铝塑膜连接处，经常出现漏液现象。因此需要一种新型的材料来作为电池的包装材料。在所有的柔性包装材料中，纸制品作为成本最低的包装材料，但若将其应用到锂离子电池制备中，如何有效避免电解液泄漏和腐蚀，即成为迫切需要解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本实用新型旨在提出一种固体电芯，以克服现有技术的缺陷，既可完成锂离子在正负极之间传输，又可以将正负极隔开防止出现短路现象，同时可避免电解液泄漏，降低电池的内阻。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种固体电芯，包括正极片和负极片；所述正极片和负极片之间设有凝胶电解质层；所述正极片和负极片分别紧贴凝胶电解质层的上表面和下表面；所述凝胶电解质层的厚度为20-40μm。所述凝胶电解质，由PVDF-HFP、LiPF6和溶剂按质量比(2.5-3.6)：(0.046-0.106)：(7-13)混合而成；粘度为3900-4100厘泊；所述溶剂为N-甲基吡咯烷和丙酮以质量比7:3混合的混合溶液。优选的，所述PVDF-HFP、LiPF6和溶剂的质量比为3：0.076：10；所述LiPF6电解液的浓度为1mol/L；粘度为4000厘泊。本实用新型的第二个目的在于提出一种含有如上所述的固体电芯的纸壳薄片锂离子电池，以应用上述固体电芯，并提高电池弯折次数。一种含有如上所述的固体电芯的纸壳薄片锂离子电池，包括壳体和封装于其内部的电芯；所述壳体内壁上设有防腐蚀层；所述电芯部分伸出所述壳体；所述壳体材质为不透气纸；所述电芯的正极片包括第一基底和正极浆料层，所述负极片包括第二基底和负极浆料层；所述正极浆料层和负极浆料层均紧贴所述凝胶电解质层；所述第一基底和第二基底的正对所述凝胶电解质层的一侧均一体成型有一极耳，两个极耳均伸出所述壳体；所述两个极耳错位设置。进一步的，所述防腐蚀层厚度为3-20μm。进一步的，所述防腐蚀层材质为聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。进一步的，所述壳体壁厚为30-300μm。进一步的，所述壳体材质为牛皮纸。进一步的，所述壳体长度和宽度均为50mm。进一步的，所述两个极耳分别位于所述电芯同侧的左右两边。进一步的，所述极耳形状为矩形；所述极耳的长度为5-10mm，宽度为3-5mm。进一步的，所述第一基底为铝箔，第二基底为铜箔。相对于现有技术，本实用新型所述的一种固体电芯具有以下优势：本实用新型所述的一种固体电芯，将电解液固定在凝胶电解质内，即可实现锂离子在正负极之间传输，又可防止泄露，避免大范围的腐蚀情况发生，同时可降低电芯的厚度，将其用于锂离子电池壳降低整个电池的厚度，进而降低电池内阻，降低电池重量。本实用新型所述的一种含有如上所述的固体电芯的纸壳薄片锂离子电池，采用不透气纸作为电芯的外包装，并在其与电芯之间设置防腐蚀层，既可提高电池内阻、降低电池重量，提高比容量，又可提高电池的弯折次数，不易损坏，封边容易，还可防止潜在的腐蚀问题发生；此外，将极耳设置成与基底一体成型的形式，既可增加电芯的导电性，降低通过点焊极耳造成的电池内阻和工艺复杂性，又可避免可能的漏液现象，提高电池的安全性，降低电池生产成本。附图说明构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：图1为本实用新型实施例1所述的纸壳薄片锂离子电池的主视图；图2为本实用新型实施例1所述的纸壳薄片锂离子电池的横剖面的简单结构示意图。附图标记说明：1-壳体；2-防腐蚀层；3-电芯；31-正极片；32-凝胶电解质层；33-负极片；4-极耳。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。实施例1一种固体电芯，包括正极片和负极片；所述正极片和负极片之间设有凝胶电解质层；所述正极片和负极片分别紧贴凝胶电解质层的上表面和下表面；所述凝胶电解质层的厚度为30μm。如图1、图2所示，一种含有如上所述的固体电芯的纸壳薄片锂离子电池，包括壳体1和封装于其内部的电芯3；所述壳体1内壁上设有防腐蚀层2；所述电芯3部分伸出所述壳体1；所述壳体1材质为不透气纸；所述电芯3的正极片31包括第一基底和正极浆料层，所述负极片33包括第二基底和负极浆料层；所述正极浆料层和负极浆料层均紧贴所述凝胶电解质层32；所述第一基底和第二基底的正对所述凝胶电解质层32的一侧均一体成型有一极耳4，两个极耳4均伸出所述壳体1；所述两个极耳4错位设置。所述防腐蚀层2厚度为8μm；所述防腐蚀层2材质为聚丙烯。所述壳体1壁厚为80μm；所述壳体1材质为牛皮纸；所述壳体1长度和宽度均为50mm。所述两个极耳4分别位于所述电芯3同侧的左右两边；所述极耳4形状为矩形；所述极耳4的长度为6mm，宽度为4mm；所述第一基底为铝箔，第二基底为铜箔。实施例2一种固体电芯，包括正极片和负极片；所述正极片和负极片之间设有凝胶电解质层；所述正极片和负极片分别紧贴凝胶电解质层的上表面和下表面；所述凝胶电解质层的厚度为35μm。一种含有如上所述的固体电芯的纸壳薄片锂离子电池，包括壳体和封装于其内部的电芯；所述壳体内壁上设有防腐蚀层；所述电芯部分伸出所述壳体；所述壳体材质为不透气纸；所述电芯的正极片包括第一基底和正极浆料层，所述负极片包括第二基底和负极浆料层；所述正极浆料层和负极浆料层均紧贴所述凝胶电解质层；所述第一基底和第二基底的正对所述凝胶电解质层的一侧均一体成型有一极耳，两个极耳均伸出所述壳体；所述两个极耳错位设置。所述防腐蚀层厚度为12μm；所述防腐蚀层材质为聚四氟乙烯。所述壳体壁厚为150μm；所述壳体材质为牛皮纸；所述壳体1长度和宽度均为50mm。所述两个极耳分别位于所述电芯同侧的左右两边；所述极耳形状为矩形；所述极耳的长度为8mm，宽度为5mm；所述第一基底为铝箔，第二基底为铜箔。对市面上常见的采用铝塑膜外包的锂离子电池(产品型号187090，)以及实施例1和实施例2中的纸壳薄片锂离子电池的内阻、质量比能量和不泄露的弯折次数分别进行检测，检测结果见下表：名称电池内阻(mΩ)质量比能量(Wh/kg)弯折次数对比例100163500实施例1502106000实施例2602006200以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3