一种三维集流体锂离子动力电池的制作方法

本实用新型涉及一种三维集流体锂离子动力电池。

背景技术：

锂离子电池以其能量密度高、循环寿命好而应用于通讯、数码、电动汽车等领域。目前提高锂离子电池能量密度的方法发主要有：(1)提高材料的压实密度；(2)选择高容量的正负极材料；(3)选择高电压电解液；(4)通过优化电池设计、工艺配方；(5)选择更薄集流体；而方法(1)～(4)在目前条件下很难有大的提高，而方法(5)的改善措施无非是选择更薄的铝箔(12μm)和铜箔(8μm)以实现其能量密度的提高。而负极集流体采用铜箔，其存在自身密度大，无孔隙粘附力差等缺陷，影响其能量密度的进一步提高。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种制作简单、能量密度高、质量密度高的三维集流体锂离子动力电池。

本实用新型通过以下方案实现：

一种三维集流体锂离子动力电池，包括正极片、负极片、隔膜和外壳，所述正极片、负极片通过隔膜间隔开相互叠放或卷绕在一起形成电芯，所述电芯置于外壳内，所述正极片包括正极基体和正极活性物质，所述负极片包括负极基体和负极活性物质，所述正极基体、负极基体均为泡沫镍，所述正极基体的表面包覆有一层金属铝层，所述正极活性物质填充在正极基体内，所述负极活性物质填充在负极基体内。

进一步地，所述正极基体表面包覆的金属铝层的厚度为0.1～2.0μm。

进一步地，所述正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种；所述负极活性物质为Si/C、石墨中的一种或多种。

本实用新型的一种三维集流体锂离子动力电池，结构简单，制作方便，正极基体、负极基体均采用泡沫镍，且在正极基体表面包覆一层金属铝层，正极活性物质填充在正极基体内，负极活性物质填充在负极基体内，可提高正极活性物质、负极活性物质的占有率，正极片、负极片的体积能量密度和质量能量密度都较高，采用三维结构的泡沫镍作为基体材料，有利于电流密度的均匀分布和电解液渗透、均匀分布，可提高活性物质的利用率，提高锂离子电池的容量和放电倍率性能，同时也可以提高电池充放电过程中的热量平衡，提高电池循环寿命。

附图说明

图1为实施例1中三维集流体锂离子动力电池的示意图；

图2为实施例1中三维集流体锂离子动力电池的1C、3C放电曲线图；

图3为实施例1中三维集流体锂离子动力电池的1C循环寿命曲线图。

具体实施方式

实施例只是为了说明本实用新型的一种实现方式，不作为对本实用新型保护范围的限制性说明。

实施例1

一种三维集流体锂离子动力电池，型号为130mm×110mm×20mm，容量为32A，如图1所示，包括正极片1、负极片2、隔膜3和外壳4，正极片1、负极片2通过隔膜3间隔开相互叠放在一起形成电芯，电芯置于外壳内，正极片包括正极基体和正极活性物质，负极片包括负极基体和负极活性物质，正极基体、负极基体均为泡沫镍，正极基体的表面包覆有一层厚度为1.5μm金属铝层，正极活性物质填充在正极基体内，负极活性物质填充在负极基体内，正极活性物质为镍钴铝酸锂，负极活性物质为Si/C和石墨的混合物。

将实施例1的三维集流体锂离子动力电池进行1C、3C放电测试，具体测试方法为：①0.5C恒流放电至2.8V，搁置10min；②0.5C恒流恒压充电至截止电压4.35V、截止电流0.02C，搁置30min；③1C/3C恒流放电至2.8V，其1C、3C放电曲线如图2所示，从图2中可以看出，1C放电容量达到额定容量的99.98％，3C放电容量达到额定容量的99.79％。

将实施例1的三维集流体锂离子动力电池进行1C容量循环测试，具体测试方法为：①0.5C恒流放电至2.8V，搁置10min；②1C恒流恒压充电至截止电压4.35V、截止电流0.02C，搁置30min，③1C恒流放电至2.8V，搁置30min；④循环②～③500次，其1C容量循环寿命曲线如图3所示，从图3中可以看出，1C循环500次，电池放电容量保持在93.20％左右。

实施例2

一种三维集流体锂离子动力电池，型号为32650，容量为6A，包括正极片、负极片、隔膜和外壳，正极片、负极片通过隔膜间隔开相互卷绕在一起形成电芯，电芯置于外壳内，正极片包括正极基体和正极活性物质，负极片包括负极基体和负极活性物质，正极基体、负极基体均为泡沫镍，正极基体的表面包覆有一层厚度为0.5μm的金属铝层，正极活性物质填充在正极基体内，负极活性物质填充在负极基体内，正极活性物质为钴酸锂，负极活性物质为Si/C。