[发明专利]一种动力电池负极片及电池和动力电池缓冲电池组

说明书

技术领域

本发明属于动力电池领域，尤其涉及一种动力电池负极片及电池和动力电池缓冲电池组。

背景技术

近年来，随着石油危机的影响以及环保的高层次要求，混合动力汽车、纯动力汽车已成为汽车的主要发展趋势。而作为混合动力汽车以及纯电动汽车的最主要的动力来源装置——车载动力电池模块已成为研究的热点。

混合动力汽车以及纯电动汽车的刹车制动方式不同于传统燃油车，燃油车的制动方式为机械刹车，该方式制动器磨损严重，并且产生大量的热会导致热衰退现象，而混合动力汽车以及纯电动汽车的刹车制动方式为再生制动方式，其将刹车时产生的能量反馈给车载电池，既避免能量的浪费，又可以提高续驶里程。而混合动力汽车以及纯电动汽车续驶里程是非常重要的。但是能量反馈是以刹车时的短时间脉冲电流对动力电池模块充电。现有的车载动力电池模块一般是锂离子动力电池模块，该模块由若干锂离子单体电池串联组成。但是刹车的脉冲电流一般在200A以上，持续时间10S，如此高的电流，对电池模块产生强大的冲击，电池的损伤也很严重，常出现电解液副反应加剧或者负极产生锂枝晶，会严重影响电池的安全及寿命。

CN102263300公开了一种车载动力电池模块。该车载动力电池模组包括动力电池组，动力电池组有若干动力单体电池串联组成；还包括与动力电池组并联的脉冲缓冲电池组，脉冲缓冲电池组由若干脉冲缓冲单体电池串联组成；动力电池组的两端电压与脉冲缓冲电池组的两端电压相等，动力电池组的两端电压与脉冲缓冲电池组的极化内阻比为1：0.5-1：0.1。本发明的车载动力电池模块可以有效抗击刹车脉冲电流对其造成的伤害；在脉冲电流冲击之后，可以有效保持车载动力电池模块的循环性能以及安全性能。但是该专利所提到的技术方案由于受材料及工艺条件限制，只能做到脉冲缓冲电池组的极化电阻为动力电池组的0.5-0.1倍。这种脉冲缓冲电池组对动力电池组的保护能力有限。

发明内容

本发明为解决动力电池在高功率充放电时，大电流对电池模块产生强大的冲击的技术问题，提供一种能够进行高功率、大电流充放电的负极片及电池和动力电池缓冲电池组。

本发明公开了一种动力电池负极片，该负极片包括负极活性材料、负极集流体、导电剂及负极粘结剂；所述负极活性材料为硬碳；所述负极片的敷料厚度为负极活性材料平均粒径的2-5倍。

本发明还公开了一种动力电池，所述动力电池包括盖板、壳体、电芯和电解液，所述电芯和电解液密封于电池壳体内，所述盖板与壳体密封连接；所述电芯包括正极片、负极片以及设置于正极片与负极片之间的隔膜；其中，所述负极片为本发明所述的负极片。

本发明还公开了一种动力电池缓冲电池组，所述缓冲电池组为本发明所述的动力电池串联而成。

传统动力电池一般是电池容量越小，内阻越高，无法同时满足小容量低内阻的要求。本发明通过采用硬碳作为负极活性材料并将负极片涂覆厚度控制在负极活性材料平均直径的2-5倍的范围内，制备出小容量低内阻的动力电池，将其组装成电池组模块，用于电动车动力缓冲系统。够有效抗击刹车脉冲电流对其造成的伤害；在脉冲电流冲击之后，可以有效保持车载动力电池模块的循环性能以及安全性能。本发明的动力电池内阻小于0.5mΩ且容量低于30Ah。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种动力电池负极片，该负极片包括负极活性材料、负极集流体、导电剂及负极粘结剂；所述负极活性材料为硬碳；所述负极片的敷料厚度为负极活性材料平均粒径的2-5倍。

本发明中，负极活性材料采用硬碳，具有以下优点：首先，硬碳具有较大的层间距和较小的层平面，锂离子在层间扩散速率较快，适于高倍率充放电；此外，硬碳比表面大，含有更多的极性基团，与电解液能有更好互容性，有效阻止溶剂分子与锂离子的共嵌入；另外，硬碳表面有许多蜂窝状孔洞，内部有较大的空间，可吸附锂，增加储锂量。

本发明的负极片的敷料厚度为负极活性材料平均粒径的2-5倍，这种较薄的敷料厚度可以缩短锂离子移动的距离，加快锂离子的脱嵌，减小大电流充放时的极化，适合大功率充放电。