[发明专利]一种卷绕式双极电池的制备方法及卷绕式双极电池

说明书

本发明公开了一种卷绕式双极电池的制备方法及卷绕式双极电池，制备方法包括以下步骤：将正极活性浆料与负极活性浆料分别涂覆在双极性集流体的第一面与第二面，涂覆完成后烘干，再进行辊压切片，得到双极片；将第一面或第二面任意一面涂覆固态电解质，并将双极片的边缘区域涂上绝缘胶；将n个双极片按照相邻双极片的粘接面极性相反的方式进行叠放粘接，再将固态电解质涂覆于粘接好的双极片表面，得到n层双极片，其中，n≥2；将n层双极片卷绕成电芯，n层双极片的尾部焊接极耳，进行烘干封装化成，得到卷绕式双极电池。本发明通过使用双极性集流体，使电池产生高电压，同时将叠放好的双极片进行卷绕较相同体系的串联电池增加10％能量密度以上。

发明领域

本发明属于二次电池技术领域，尤其涉及一种卷绕式双极电池的制备方法及卷绕式双极电池。

背景技术

现有的双极电池为叠片结构，双极电池的电压是由叠片层数决定的，更适合高电压如几十伏甚至上百伏的电池制作，而对于电压要求较低的产品，用叠片结构来制作电压较低的双极电池就会做成厚度薄，但是面积大的电池，显然不太适合电子产品的使用，且制作成本较高，或使用多支锂离子电池串联的方式，此种方式比较浪费空间，能量密度提升较困难。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种卷绕式双极电池的制备方法及卷绕式双极电池，通过将涂覆有活性物质的双极性集流体进行与固态电解质进行卷绕，使得到的电池具有电压高，安全性好，能量密度高，较相同体系的串联电池增加10％能量密度以上。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明公开了一种卷绕式双极电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将正极活性浆料涂覆在双极性集流体的第一面，负极活性浆料涂覆在所述双极性集流体的第二面，涂覆完成后烘干，再进行辊压，压至预定厚度，切片，得到双极片；

步骤二、在所述第一面或所述第二面任意一面涂覆固态电解质，并将所述双极片的边缘区域涂上绝缘胶；

步骤三、将n个所述双极片按照相邻的所述双极片的粘接面极性相反的方式进行叠放，并对叠放好的n个所述双极片施加压力，使其相互粘接，再将所述固态电解质涂覆于粘接好的所述双极片表面，得到n层双极片，其中，n≥2；

步骤四、将所述n层双极片卷绕成电芯，所述n层双极片的尾部焊接极耳，进行烘干封装化成，得到卷绕式双极电池。

其中，在步骤一中，所述第一面涂覆的所述正极活性浆料烘干辊压后形成正极活性层，所述正极活性层与正极集流体组成正极；所述第二面涂覆的所述负极活性浆料烘干辊压后形成负极活性层，所述负极活性层与负极集流体组成负极。使用模切机对辊压后的所述双极性集流体进行切片，将所述双极性集流体切成合适的形状与大小。在步骤二中，所述固态电解质包括无机固体电解质、固体聚合物电解质、复合聚合物电解质和凝胶聚合物电解质，起到电解液与隔膜的作用。

具体的，所述双极性集流体包括铜铝复合箔或铝镍复合箔，厚度为3～28μm。所述第一面为铝箔，所述第二面为铜箔或镍箔，所述双极性集流体没有孔洞，一旦所用的箔材中存在孔洞，电解液很容易进入，导致电池发生短路，当铝箔有孔洞时，易导致另一面的铜箔或镍箔发生氧化腐蚀，所述铝箔与所述铜箔或所述镍箔导通，纵向传输电子的方式大大降低了电池电子传输的路径，降低了电池内阻，使电池能够很好的导电；优选的，所述双极性集流体的厚度为10～20μm。在上述范围内，所述双极性集流体能够满足卷绕时的柔韧性，又具有阻抗低和高导电率。

具体的，在步骤一中，所述双极性集流体的边缘区域不涂覆所述正极活性浆料与所述负极活性浆料。通过在边缘区域留下无涂覆的所述双极性集流体，能够使所述绝缘胶粘接的更加牢固，同时防止电解液从层间留出造成联通，且能使相邻的所述双极性集流体绝缘。