一种电池及其制备方法技术

本申请提供一种电池及其制备方法，该电池包括：壳体，设置于壳体中的至少一个电芯，至少一个电芯中包括正极片、负极片以及隔离极片；隔离极片以Z型连续弯折多次形成层叠结构，形成的层叠结构之间的层隙中设有一层正极片或负极片，且相邻两个层隙中各自设有的极片的极性不同；隔离极片包括第一集流体、涂覆在第一集流体的其中一表面的正极浆料以及涂覆在第一集流体的另一表面的负极浆料；其中，涂覆有正极浆料的表面与负极片接触，涂覆有负极浆料的表面与正极片接触。利用本申请提供的电池结构，能简化电池的制作流程，降低电池成本。降低电池成本。降低电池成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电池及其制备方法


[0001]本申请涉及能源
，特别涉及一种电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着锂电技术发展，锂电池在通信电源、数据中心、微网储能、电动车等领域应用越来越广泛，由于资源影响，锂电池的成本大幅上涨，给新型储能技术带来了发展和迭代的机会。
[0003]钠离子电池与锂离子电池的技术特点相似，理论成本更低，是产业内比较看好的技术，钠离子电池更安全，钠离子电池的制造成本理论上比锂离子电池更低。并且钠离子电池正负极集流体可以采用铝箔，因此在设计上可以考虑进一步的提升电池能量密度，降低电池成本。
[0004]但目前大多数电池的电极，采用正负极分开卷芯内部并联的结构，因此电芯的制作流程复杂，成本高。有鉴于此，需要提供一种新型电池结构，从而简化制作流程，降低电池成本。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种电池及其制备方法，能简化电池的制作流程，降低电池成本。
[0006]第一方面，本申请提供一种电池，该电池包括：壳体，设置于壳体中的至少一个电芯，至少一个电芯中包括正极片、负极片以及隔离极片；隔离极片以Z型连续弯折多次形成层叠结构，形成的层叠结构之间的层隙中设有一层正极片或负极片，且相邻两个层隙中各自设有的极片的极性不同；隔离极片包括第一集流体、涂覆在第一集流体的其中一表面的正极浆料以及涂覆在第一集流体的另一表面的负极浆料；其中，涂覆有正极浆料的表面与负极片接触，涂覆有负极浆料的表面与正极片接触。
[0007]利用本申请实施例提供的电池，可直接实现电芯内串，从而使电芯总正总负出来即为高压电芯，并且还能减少集流体的用量，提升电池能量密度，降低成本。
[0008]通过叠片设备依次放置正极片
‑
负极片
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正极片
‑
负极片
…
以及间隔在上述极片之间的隔离极片，既可以按本申请所描述的Z型叠片方式，还可以将正极片、负极片以及隔离极片依次用卷绕机层叠卷绕成卷状的电芯。根据叠片的厚度、充放电温升及极片活性物质的利用率来改变不同正极片以及负极片的放置顺序。
[0009]正极片和隔离极片接触时，钠离子从正极片的正极活性材料中脱出，经过电解液后嵌入到隔离极片的负极活性材料中；放电时，钠离子从隔离极片的负极活性材料中脱出，经过电解液后进入到正极片的正极活性材料中。负极片和隔离极片接触时，钠离子从隔离极片的正极活性材料中脱出，经过电解液后嵌入到负极片的负极活性材料中；放电时，钠离子从负极片的负极活性材料中脱出，经过电解液后进入到隔离极片的正极活性材料中。
[0010]作为一种可能的实施方式，正极片包括第二集流体和涂覆于第二集流体两面的正极浆料，负极片包括第三集流体和涂覆于第三集流体两面的负极浆料。
[0011]作为一种可能的实施方式，正极片、负极片以及隔离极片的集流体材质相同。钠离子电池正极片、负极片的集流体以及正负极片都可使用造价更低的铝箔而不是成本更高的铜箔，从而降低电池的制造成本，从而减少集流体的用量，提升电池的能量密度，降低成本。
[0012]作为一种可能的实施方式，正极浆料包括：钠层状氧化物正极材料以及聚阴离子类钠离子正极材料中的至少一种。
[0013]作为一种可能的实施方式，电池还包括：电解液，电解液包括原位固态电解液以及高压电解液中的至少一种。电解液填充浸润在正极片、负极片以及正极片、负极片之间的正负极片。在电解液允许的情况下，还可以将多个正负极片进行Z型叠片，从而提升电池输出的电压大小。
[0014]作为一种可能的实施方式，正极片、负极片以及隔离极片，以卷叠方式或卷绕方式形成电芯。
[0015]作为一种可能的实施方式，在壳体中包括多个电芯时，多个电芯通过隔离极片串联的连接方式，形成高压电芯。采用此种结构，在电解液允许的情况下，还可以将多个电芯中的隔离极片可以串联连接，使电芯实现内部串联，从而提升电池输出的总电压大小。
[0016]第二方面，本申请提供一种电池制备方法，该方法包括：将正极活性材料、导电剂、粘结剂和有机溶剂，混合、搅拌制得正极浆料，将负极活性材料、导电剂、粘结剂和有机溶剂，混合、搅拌制得负极浆料；将调配好的正极浆料涂覆在第一集流体的其中一表面，并将调配好的负极浆料涂覆在第一集流体的另一表面，烘干、辊压后形成隔离极片；将隔离极片以Z型连续弯折多次形成层叠结构，在层叠结构形成的每个层隙设有一层正极片或负极片以制成电芯，其中，隔离极片上涂覆有正极浆料的表面与正极片接触，涂覆有负极浆料的表面与负极片接触，相邻两个层隙中各自设有的极片的极性不同；将电芯装入壳体内，并注入电解液，密封后制成电池。
[0017]本申请的这些方面或其它方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
[0018]图1为一种电池结构示意图；
[0019]图2A为电芯的横截面示意图；
[0020]图2B为电芯的立体示意图；
[0021]图2C为锂离子电池电芯的横截面示意图；
[0022]图3为一种隔离极片的结构示意图；
[0023]图4为一种负极片的结构示意图；
[0024]图5为一种正负极片的结构示意图；
[0025]图6A为正极片与隔离极片接触示意图；
[0026]图6B为负极片与隔离极片接触示意图；
[0027]图7为电池制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述
的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本申请中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本申请保护范围内。本申请的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
[0029]在众多的储能技术中，锂离子电池由于具有能量密度大、循环寿命长、重量轻、无污染等优点，已被广泛的应用于各种场景。但锂资源是有限的，且价格逐年增高，成为大规模发展储能电池需要面对的一个问题。钠元素与锂元素处于同一主族，具有相似的物理化学性质，并且钠资源十分丰富，分布广泛，提炼成本低，钠离子电池有望替代锂离子电池。
[0030]钠离子电池通常使用钠基正极(例如含钠过渡金属氧化物)和碳负极(例如硬碳)，由非水有机电解质在正负极之间传输钠离子从而进行充放电，基于钠离子传导的钠离子单体能量密度高，无毒可回收，相比锂离子电池具有更大的竞争优势。并且，当前的锂离子电池的正负极是分开的，正极集流体可以采用铝材料，但由于锂会与铝发生反应，因此负极集流体只能采用价格更高的铜材料，且电芯内部为并联结构，无法提升电压输出。而因为钠和铝在低电位不会发生反应，所以钠离子电池的正负集流体都可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：壳体，设置于所述壳体中的至少一个电芯，所述至少一个电芯中包括正极片、负极片以及隔离极片；所述隔离极片以Z型连续弯折多次形成层叠结构，形成的层叠结构之间的层隙中设有一层所述正极片或所述负极片，且相邻两个层隙中各自设有的极片的极性不同；所述隔离极片包括第一集流体、涂覆在所述第一集流体的其中一表面的正极浆料以及涂覆在所述第一集流体的另一表面的负极浆料；其中，涂覆有正极浆料的表面与所述负极片接触，涂覆有负极浆料的表面与所述正极片接触。2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极片包括第二集流体和涂覆于所述第二集流体两面的正极浆料。3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述负极片包括第三集流体和涂覆于所述第三集流体两面的负极浆料。4.根据权利要求1
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3任一所述的电池，其特征在于，所述正极片、所述负极片以及所述隔离极片的集流体材质相同。5.根据权利要求1
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4任一所述的电池，其特征在于，所述正极浆料包括：钠层状氧化物正极材料以及聚阴离子类钠离子正极材料中的至少一种。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：钟正，于申军，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：