[实用新型]一种大孔径金属气凝胶基锂离子电池

说明书

本实用新型公开了一种大孔径金属气凝胶基锂离子电池，该锂离子电池的电极以大孔径的金属气凝胶作为集流体；锂离子电池的正负极活性物质填充在金属气凝胶的孔隙中。本方案据此构成的锂离子电池具有出色的高倍率放电性能、循环性能和机械安全性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标。

技术领域

本实用新型涉及电池技术，具体涉及锂离子电池技术。

背景技术

锂离子电池因具有容量高，循环寿命长等优点，已大量在电子产品中得到了广泛应用，例如智能手机、平板电脑、数码相机、电动玩具、电子导航仪等。

近年来，锂离子电池在新能源汽车、通信基站、军事、航空航天等领域也得到了较为广泛的应用。

目前传统的锂离子电池正负极集流体使用的是平面铝箔和平面铜箔，正负极材料涂覆在6-20um厚的箔材表面，经烘干后制得电极，再进行组装制成锂离子电池。

传统锂离子电池所使用的平面箔材制作的极片，由于电子运动到箔材的行程较长，收集电子的能力较弱，所以极片厚度一般不能超过200um；并且平面箔材制作的极片，无法有效应对活性物质的体积变化，制约了电池循环性能的进一步提升。

气凝胶是一种新型的固体材料，是一种使用气体代替凝胶中的液体而本质上不改变凝胶本身的网络结构的特殊凝胶，是凝胶干燥后的产物。它具有纳米级的多孔结构和高孔隙率等特点，是目前所知密度最小的固体材料之一，密度最低可至0.001g/cm3，孔隙率可以达到90.0％-99.5％。这种连续三维纳米网络结构使其具有独特的性能，如高孔隙率，高比表面积，超低的密度，低光折射率，低声速等。目前气凝胶在电池中的应用尚处于研究初期，更多的是用于存储凝胶电解质，或者是作为添加剂用于电极中，且都处于探索阶段。

实用新型内容

针对现有锂离子电池所存在的问题，需要一种新的锂离子电池技术。

为此，本实用新型的目的在于提供一种大孔径金属气凝胶基锂离子电池，该锂离子电池具有出色的高倍率放电性能，循环性能和机械安全性能。

为了达到上述目的，本实用新型提供的大孔径金属气凝胶基锂离子电池，所述锂离子电池的电极以大孔径的金属气凝胶作为集流体；锂离子电池的正负极活性物质填充在金属气凝胶的孔隙中。

进一步的，所述金属气凝胶的孔径在30-500um之间。

进一步的，所述锂离子电池包括电芯以及包装膜，所述电芯由若干金属气凝胶负极片，隔膜以及金属气凝胶正极片叠加组装而成；所述包装膜包覆在电芯上。

进一步的，以金属气凝胶作为集流体的电极的两面设有涂层。

进一步的，锂离子电池的正负极活性物质均匀分布在金属气凝胶的孔隙中。

本实用新型提供的金属气凝胶基锂离子电池，在高倍率放电，循环和机械安全性能上都得到较大幅度的提高。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1是本实用新型实例1中大孔径金属气凝胶制备过程示意图；

图2是本实用新型实例1中干粉填充示意图；

图3是本实用新型实例2中湿法填充示意图；

图4是本实用新型实例1中电池装配示意图。

图中：1.含金属盐前驱体，2.溶胶，3.凝胶，4.高温后金属单质气凝胶，5.定量送料，6.压辊装置，7.电极，8.PET膜，9.干燥，10.涂辊，11.气凝胶负极片，12.隔膜，13.气凝胶正极片，14.叠片后电芯，15.极耳焊接，16.电池铝塑膜。

具体实施方式