[发明专利]一种负极模块及应用该负极模块的锂电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种负极模块及应用该负极模块的锂电池，尤其涉及一种应用该负极模块的有机-水双电解质锂电池。

背景技术

以美国为首的西方各国都把缓解能源危机和环境压力的希望寄托在新能源产业的发展上，对新能源产业的发展进行了大力度的政策倾斜和扶持。新能源产业现阶段的焦点是大型储能电站以及纯电动汽车的能量储存系统。这两个能量储存系统都是由大量的单体电池通过串并联组合而来，具有规模巨大的特点。因为规模巨大，对电池的安全性和一致性的要求非常苛刻。

锂电池在过去二十多年在技术上有着巨大的发展，相对于铅酸、镍镉、镍氢等电池体系，锂电池有着比能量高、电压高和寿命长的优势。但现有技术中锂电池一般采用有机物质做电解质，由于有机物质闪点较低、稳定性差、容易受热分解和起火爆炸，因此锂电池安全性较差。另外，有机电解质的离子传导率低、对无机活性物质材料的浸润性差等缺点不仅会限制锂电池的功率性能和能量密度，也会造成单体电池一致性差的问题。现有技术通过将数十个锂电池串并联组合起来以获得大容量电池，如果串并联的多个单体电池之间的差异过大，很容易造成容量小的电池发生过充和过放现象，造成该单体电池过早损坏，从而影响整组电池的寿命。J.R.Dahn于1994年提出了水系电解质锂电池的概念，使用水系电解质虽然可以解决使用有机电解质带来的很多难题，但水系电解质锂电池的使用电压必须低于水的分解电压，这又大幅度降低了电池的能量密度。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种安全性好、能量密度高、功率性能好、可以在大倍率下充放电、工作电压高且一致性好的锂电池。

本发明提供一种负极模块，可应用于锂电池，包括：一负极片，一有机电解质及一第一隔膜，所述第一隔膜形成一独立的空间，所述有机电解质填充在所述第一隔膜形成的独立的空间内，所述负极片浸没在所述有机电解质中，并与所述第一隔膜间隔设置。

所述负极模块进一步包括一第二隔膜包裹在所述负极片表面。

本发明提供一种锂电池，包括：一正极、一水系电解质及一所述负极模块，所述负极模块与所述正极间隔设置，所述水系电解质至少设置于所述负极模块与所述正极之间。

与现有技术相比较，本发明的锂电池将负极组装成负极模块来使用，该负极模块不仅可以使锂电池具有有机-水双电解质结构，而且可进行更换以提高锂电池的正极的利用率，降低锂电池的成本。具有有机-水双电解质的锂电池可兼顾优异的功率性能和高的能量密度，同时还具有较高的工作电压，可以在大电流下进行充放电。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的负极模块的结构示意图。

图2为本发明第二实施例提供的负极模块的结构示意图。

图3为本发明第三实施例提供的锂离子电池的结构示意图。

图4为本发明第四实施例提供的锂离子电池的结构示意图。

图5为本发明第五实施例提供的锂离子电池的结构示意图。

图6为本发明第六实施例提供的锂离子电池的结构示意图。

图7为本发明第七实施例提供的锂离子电池的结构示意图。

图8为本发明第八实施例提供的锂离子电池的结构示意图。

图9为本发明第九实施例提供的锂离子电池的结构示意图。

图10为本发明第十实施例提供的锂空气电池的结构示意图。

图11为本发明第十一实施例提供的锂空气电池的结构示意图。

图12为本发明第十二实施例提供的锂空气电池的结构示意图。

图13为本发明第十三实施例提供的锂空气电池的结构示意图。

图14为本发明第十四实施例提供的锂空气电池的结构示意图。

图15为本发明实例1锂离子电池的充放电曲线。

图16为本发明实例1锂离子电池的循环曲线。

主要元件符号说明