[实用新型]一种聚合物电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种聚合物电池。

背景技术

锂离子电池具有高工作电压、高能量密度、体积小、无记忆效应和寿命长等优点，是继铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池之后发展起来的一种具有更高能量密度的新型高能电池。

目前，锂离子电池采用的仍是液态电解质体系，虽然采用液态电解质体系的锂离子电池具有良好的高倍率充放电性能和低温性能，但却存在着漏液等安全隐患。

聚合物锂离子电池是在液态锂离子电池基础上发展起来的新一代高比能量二次电池体系。与传统液态锂离子电池相比，它具有以下明显优点：1、采用聚合物电解质代替液态电解质溶液，可有效的避免液态电池可能存在的电解液泄漏问题，可提高电池的可靠性；2、采用轻质软性塑料材质为外壳，相比于采用金属壳体的液态电池，一方面可有效地降低电池外壳重量，提高电池的重量效率，使得聚合物锂离子电池具有更高的重量比能量；另一方面，可有效地降低因金属外壳对内压积累不够敏感、在滥用条件下发生爆炸、燃烧等不安全行为的几率，使得聚合物锂离子电池具有更好的安全性能；3、外形设计灵活、方便，可用于发展超薄、超大面积的各种异型电池。

然而，不论是液态锂离子电池还是聚合物锂离子电池，通常均采用石墨作为负极活性物质，但实际使用中石墨的克容量较低，虽然通过不断的改进使石墨的实际克容量已经非常接近其理论容量（372mAh/g），但仍处于较低的水平，从而也导致锂离子电池的体积能量密度很低。

实用新型内容

为克服现有技术中聚合物锂离子电池能量密度低的问题，本实用新型提供了一种高能量密度的聚合物电池。

本实用新型公开的聚合物电池包括电池壳体以及位于电池壳体内的凝胶电芯，所述凝胶电芯至少包括依次排列的正极片、第一凝胶电解质层、隔膜、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、负极片，所述负极片为碳化硅负极片。

进一步的，所述负极片表面还具有第四凝胶电解质层，所述第四凝胶电解质层和第三凝胶电解质层分别位于负极片两侧。

进一步的，所述第二凝胶电解质层与第三凝胶电解质层厚度之和大于第一凝胶电解质层厚度。

进一步的，所述第一凝胶电解质层厚度为2-6um，第二凝胶电解质层厚度为2-6um，第三凝胶电解质层厚度为2-8um，第四凝胶电解质层厚度为2-8um。

进一步的，所述第一凝胶电解质层厚度与第二凝胶电解质层厚度相同；所述第三凝胶电解质层厚度与第四凝胶电解质层厚度相同。

进一步的，所述第一凝胶电解质层与第二凝胶电解质层的厚度均同时小于第三凝胶电解质层厚度和第四凝胶电解质层的厚度。

进一步的，所述第一凝胶电解质层、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、第四凝胶电解质层各自独立的为抽提法凝胶电解质层或倒相法凝胶电解质层。

进一步的，所述第一凝胶电解质层、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、第四凝胶电解质层均为倒相法凝胶电解质层。

进一步的，所述第一凝胶电解质层、第二凝胶电解质层、第三凝胶电解质层、第四凝胶电解质层均包括聚合物多孔膜以及分散于其中的锂盐。

进一步的，所述聚合物多孔膜为聚偏氟乙烯和/或偏氟乙烯-六氟丙烯多孔膜。

现有技术中对石墨负极材料的研究和开发已使实际使用中的石墨的实际克容量非常接近其理论容量（372mAh/g）。但仍需要进一步提高负极活性物质的容量。硅具有较高的理论克比容量（4200mAh/g）和较低的嵌锂电位（<0.5V），而且硅资源丰富，环境友好，是一种具有发展前景的新型负极材料。现有技术中已知碳化硅可作为锂离子电池的负极活性材料使用。

但是碳化硅在嵌/脱锂过程中会产生巨大的体积变化（变化率超过300%），使得材料的结构迅速坍塌、粉化及从集流体上脱落，电子不能迅速转移导致材料电化学性能急剧下降。从而严重阻碍了碳化硅作为负极活性物质的实用化。

本实用新型公开的聚合物电池提高了电池的体积能量密度，从而大大提高其容量。同时，可避免在充放电过程中，负极材料的体积变化，防止负极材料粉化脱落对电池产生不利后果，具有优异的循环性能。

附图说明

图1是本实用新型提供的聚合物电池的凝胶电芯结构示意图。

其中，1、隔膜；2、第一凝胶电解质层；3、第二凝胶电解质层；4、第三凝胶电解质层；5、负极片；6、第四凝胶电解质层；7、正极片。

具体实施方式