[发明专利]一种原位测试电池极片阻抗的锂电池及其制作方法

说明书

一种原位测试电池极片阻抗的锂电池及其制作方法，在所述的锂电池中正极极片的集流体采用多孔铝箔或带有孔隙的泡沫镍片，负极极片的集流体采用多孔铜箔或带有孔隙的泡沫铜片，正极极片和负极极片两面均通过其集流体的通孔或孔隙连通；所述正极极片、负极极片采用Z型叠片或逐层叠片方式组成电池裸芯，所述电池裸芯中叠片数量不少于四片，相邻两片极片之间通过一个隔膜隔离，在电池裸芯中至少包括一个对称电池单体，所述对称电池单体由两组相邻布置的相同电极极片组成。本发明通过对电极集流体结构及电极极片叠片顺序的改进，达到了在简化同种极片间阻抗测试的同时过程中又避免了对极片界面结构破坏、提高测试结果稳定性和准确性的目的。

技术领域

本发明涉及一种锂电池及其制作方法，尤其是一种可原位进行测试电池极片阻抗的锂电池及其制作方法，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

普通锂电池的交流阻抗（EIS）测试，表征的是正极-电极液-负极之间的阻抗信息，这个测试结果反映正负极综合影响，无法区分正负极对阻抗的贡献程度，所以要研究单种极片的阻抗信息就需要制作对称电池。对称电池是由两个相同电极组成的电池，通过测定交流阻抗(EIS)得到极片阻抗信息，用于电池的研究开发。

目前研究单种极片阻抗，大多采取拆解正常电池中具有一定SOC（电池的荷电状态）的相同电池极片再重新组装成对称电池的方法，之后通过对称电池交流阻抗（EIS）的测试来分析研究极片阻抗。由于上述对称电池制作方法步骤复杂，不仅需要拆解出一定SOC的正极或负极极片重新制作成电池，而且在制作过程中存在极片间的相对运动，容易造成界面破坏，给研究带来了一定难度和不确定性。

发明内容

本发明提供一种原位测试电池极片阻抗的锂电池及其制作方法，旨在通过对电极集流体结构及电极极片叠片顺序的改进，达到在极片阻抗测试过程中无需电池拆解、避免对极片界面结构破坏、提高测试结果稳定性和准确性的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种原位测试电池极片阻抗的锂电池，其正极极片的集流体采用多孔铝箔或带有孔隙的泡沫镍片，负极极片的集流体采用多孔铜箔或带有孔隙的泡沫铜片，正极极片和负极极片两面均通过其集流体的通孔或孔隙连通，在小电流充放电过程中，正极极片、负极极片两面的活性物质均能参与化学反应；所述正极极片、负极极片采用Z型叠片或逐层叠片方式组成电池裸芯，所述电池裸芯中叠片数量不少于四片，相邻两片叠片之间通过一个隔膜隔离，在电池裸芯中至少包括一个对称电池单体，所述对称电池单体由两片相邻布置的相同电极极片组成。

上述原位测试电池极片阻抗的锂电池，所述集流体的通孔或孔隙均匀分布，集流体的通孔或孔隙面积与集流体表面面积的比率大于20％。

上述原位测试电池极片阻抗的锂电池，所述集流体的通孔或孔隙直径尺寸不小于正极极片、负极极片的厚度。

上述原位测试电池极片阻抗的锂电池，在所述电池裸芯中，负极极片尺寸不小于正极极片尺寸，负极极片与正极极片的中心轴线重合，在正极极片上设有正极极耳，在负极极片上设有负极极耳，正极极耳和负极极耳互不重叠。

一种原位测试电池极片阻抗的锂电池制作方法，包括以下操作步骤：

a、将正极活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂和负极活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂按照设定比例和工艺，分别制作成正极浆料和负极浆料；

b、在多孔铝箔或带有孔隙的泡沫镍片双面均匀涂覆上正极浆料，烘干制作成正极极片，在多孔铜箔或带有孔隙的泡沫铜片双面均匀涂覆上负极浆料，烘干制作成负极极片；

c、将正极极片、隔膜和负极极片进行叠片制作电池裸芯，再将正极极耳与铝外接极耳进行焊接，负极极耳与铜外接极耳连接；

d、提供铝塑膜，所述铝塑膜通过冲压形成空腔，将上述电池裸芯置于铝塑膜的空腔中，然后进行封装，再经过烘烤、加注电解液后封口、静置24小时；

f、对每个相邻的正负电极进行化成操作，老化72小时，完成锂电池制作过程；