[发明专利]类固态元电芯及制备方法

说明书

本发明提供了一种类固态元电芯及制备方法，属于蓄电池技术领域，包括多个正元电芯、多个与所述正元电芯相互交错堆叠的负元电芯、以及多个分别设置在所述正元电芯与所述负元电芯之间的第一隔膜层。本发明提供的类固态元电芯及制备方法，在组合电芯的制作过程中，首先分别堆叠组成独立的正元电芯以及负元电芯。首先将正元电芯与负元电芯分别进行加热固化，然后再将正元电芯与负元电芯相互交错设置并通过第一隔膜层相互隔开，最后将组合好的组合电芯进行整体的固化。可以改善电芯正负极界面的接触阻抗，改善离子迁移路径和反应界面效率，多次的固化同时还可以比普通的固化步骤更加增强电池的整体钢性强度，提升电池的装配性和安全性。

技术领域

本发明属于蓄电池技术领域，更具体地说，是涉及一种类固态元电芯及制备方法。

背景技术

目前，在锂电池生产过程中都是采用传统液态工艺体系，其电芯内部电极构成为：(正极+隔膜+负极)*N层(根据容量要求)，然后封装注入电解液化成激活而成。由于电极是正负极及隔膜直接层叠(或卷绕)而成，其结构松散强度不高极易弯曲变形，注入电解液浸润后极片变软更突出(尤其是极片涂覆薄或电芯整体厚度小的产品更明显)。安全性能方面，由于隔膜在正负极中间未敷合形成一个整体，在针刺时，隔膜刺破前，作用在隔膜上的力(隔膜的耐刺破强度)，会让隔膜产生向针刺点方向的位移，导致正负极边沿处，因隔膜位移收缩产生正负极片直接短路风险。从而导致目前现有的液态锂电池会存在钢性强度差、安全性能差、能量密度较低、温度适宜性能较弱等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种类固态元电芯及制备方法，旨在解决现有技术中的传统锂电池存在的电池钢性强度差以及安全性能差的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种类固态元电芯，包括多个正元电芯、多个与所述正元电芯相互交错堆叠的负元电芯、以及多个分别设置在所述正元电芯与所述负元电芯之间的第一隔膜层，其中所述正元电芯均包括多个正极片、多个分别位于两相邻正极片之间的负极片、以及设置在所述正极片与所述负极片之间的第二隔膜层，所述负元电芯均包括多个负极片、多个分别位于两相邻负极片之间的正极片、以及设置在所述正极片与所述负极片之间的第三隔膜层。

在一种可能的实现方式中，所述第一隔膜层为整体结构，所述第一隔膜层依次折叠形成用于将所述正元电芯与负元电芯分隔的容纳间隙，所述正元电芯与所述负元电芯均交错设置在容纳间隙内。

在一种可能的实现方式中，所述第二隔膜层为整体结构，所述第三隔膜层也为整体结构，且所述第二隔膜层与所述第三隔膜层分别依次折叠成用于容纳且分隔所述负极片与所述正极片的容纳间隙。

在一种可能的实现方式中，在所述正元电芯中所述正极片的数量为三个，且所述正元电芯中所述负极片的数量为两个。

在一种可能的实现方式中，在所述负元电芯中所述负极片的数量为三个，且所述负元电芯中所述正极片的数量为两个。

本发明提供的类固态元电芯的有益效果在于：与现有技术相比，包括由多个正极片、多个分别位于两相邻正极片之间的负极片、以及设置在所述正极片与所述负极片之间的第二隔膜层组成的正元电芯，由多个负极片、多个分别位于两相邻负极片之间的正极片、以及设置在所述正极片与所述负极片之间的第三隔膜层组成的负元电芯。将多个正元电芯与多个所述负元电芯相互交错堆叠并通过第一隔膜层相互隔开。本发明类固态元电芯，在组合电芯的制作过程中，首先分别堆叠组成独立的正元电芯以及负元电芯。首先将正元电芯与负元电芯分别进行加热固化，然后再将正元电芯与负元电芯相互交错设置并通过第一隔膜层相互隔开，最后将组合好的组合电芯进行整体的固化。可以改善电芯正负极界面的接触阻抗，改善离子迁移路径和反应界面效率，多次的固化同时更加增强电池的整体钢性强度，提升电池的装配性和安全性。不仅有效的解决了极片松散极易弯曲变形，敷合成一体的结构不仅让离子迁移路径更短、反应界面更好，也让针刺等安全实验时避免了隔膜受力位移导致的安全隐患。同时也增强了电芯的钢性强度，提高了PACK的成组效率，减小了安全隐患。