[实用新型]一种双碳性锂离子电池

说明书

本实用新型公开一种双碳性锂离子电池，包括：外壳，分别设置在所述外壳内的碳正极、碳负极、电解液；所述碳正极和碳负极均包括包括：碳布、与所述碳布四周连接的集流体、与所述集流体连接的引线极耳、包覆所述碳布和集流体的隔膜袋，所述引线极耳伸出所述隔膜袋。本实用新型通过在碳布四周连接集流体，引线极耳连接在集流体上，从而保持碳布各区域到极耳的电阻较为均一，以减少电池的内阻；同时，将碳布和集流体完全被隔膜袋包覆，避免从碳布掉落的碳屑造成电池内部短路，避免因内部短路造成电池失效，保证电池各项功能正常工作和改善电池安全性。

技术领域

本实用新型涉及二次锂离子电池技术领域，尤其涉及一种双碳性锂离子电池。

背景技术

现有锂离子电池在正极材料中使用钴和镍等贵重过渡金属化合物作为活性物质，材料成本很高，而且随着国际市场原料价格波动，国内电池材料的价格波动上涨幅度很大。另外，锂离子电池的正极片和负极片都必须使用涂布和辊压等等一系列复杂的制成工艺，生产设备昂贵，生产线资金投入很大，设备资金投入的成本分摊到每个产品上面，加大了现有锂离子电池产品的成本支出。双碳性锂离子电池是在正电极和负电极二端都使用碳素材料，没有昂贵的钴和镍等过渡金属元素。由于采用碳材料做电极，材料成本很低；另外，双碳性锂离子电池可以直接使用工业化生产的碳纤维无纺布作为正电极和负电极，制造工艺流程简单，生产设备投资少，产品的材料成本和生产成本大幅降低，因此，具有极大的应用前景。

普通双碳性锂离子电池的结构为碳正极、碳负极和设置在碳正极、碳负极之间的隔膜，但长期使用和反复充放电之后，电池负极和正极中的碳纤维布可能会出现掉落碳屑，掉落的碳屑容易造成双碳性锂离子电池内部短路，造成双碳性锂离子电池失效，甚至电池发热、起火和爆炸等等安全风险。同时碳负极和碳正极中的极耳直接连接的碳布的一个区域，碳布上距离极耳较远的区域的电子传输至极耳的电阻较大，造成双碳性电池的内阻增大。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进和完善。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种双碳性锂离子电池，避免双碳性锂离子电池内部短路，减少双碳性锂离子电池的内阻，从而提升电池放电性能、循环寿命和改善电池的安全性。

本实用新型的技术方案如下：提供一种双碳性锂离子电池，包括：外壳，分别设置在所述外壳内的碳正极、碳负极、电解液；所述碳正极包括：第一碳布、与所述第一碳布四周围边缘连接的第一集流体、与所述第一集流体连接的第一引线极耳、包覆所述第一碳布和第一集流体的第一隔膜袋，所述第一引线极耳伸出所述第一隔膜袋；所述碳负极包括：第二碳布、与所述第二碳布四周围边缘连接的第二集流体、与所述第二集流体连接的第二引线极耳、包覆所述第二碳布和第二集流体的第二隔膜袋，所述第二引线极耳从所述第二隔膜袋中伸出；所述第一集流体为铝质集流体或镍质集流体或不锈钢质集流体，所述第一引线极耳为铝带或镍带或不锈钢带；所述第二集流体为镍质集流体或铜质集流体或不锈钢质集流体，所述第二引线极耳为镍带或铜带或不锈钢带。将碳布的四周围边缘与集流体连接，引线极耳与集流体连接，从而保持碳布各区域到极耳的电阻较为均一，以减少电池的内阻；同时，将碳布和四周围边缘的集流体一同被隔膜袋完全包覆，隔膜袋的四周边缘通过热熔封接的方式完全封闭，避免从碳布掉落的碳屑造成电池内部短路，避免因内部短路造成电池失效。在碳正极与碳负极之间有电解液，其中包括锂盐例如LiClO₄(或者LiPF₆)和有机溶剂例如碳酸丙烯酯PC(或者碳酸乙烯酯C₃H₄O₃)。

进一步地，所述第一隔膜袋和第二隔膜袋均为微孔薄膜组成，例如尼龙膜或聚丙烯膜或聚乙烯膜或玻璃纤维布。微孔薄膜中微孔孔径为0.03～0.2微米，微孔薄膜的孔隙率为20～50％，微孔薄膜的厚度为20～100微米。