【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池制备，尤其涉及一种长循环、高比能、超快充异型储能电池极片、电池及其制备方法。
技术介绍
1、随着社会经济的发展，人们对于消费类电池如手机电池，手表电池的快充性能要求日益提升，由于电池内部离子的快速传导加速了电解液的消耗，电池正负极与电解液产生一系列的副反应，极片膨胀严重，电池形成鼓包，造成极片性能恶化，严重影响电池循环性能，大大削减了电池使用寿命。特别是目前消费者需求的各种个性化产品如曲面手机，曲面腕表，因为其曲面机构，电池内部极片应力分布不均，极片性能更易恶化，因此在快充条件下循环寿命远低于平面电池。由此可见，改造电池极片结构，开发长循环、超快充可塑性电池对电池产商至关重要。
2、目前电池厂商常规的异型电池制作方法如下：制浆、双面均匀涂布、辊压、制片、注液包装、曲面夹具加压化成。为了获得曲面结构，采用具有向下凸出的弧面的夹具对电芯进行热压整形，制得一面为平面，一面为内凹面的锂电池的方法，此方法虽然制成了曲面结构，但是由于使用传统对称涂布方式，不可避免的在快充过程中由于电池材料的膨胀，曲面内外侧极片回弹应力不均匀，电池由曲面结构向水平结构转移，与电池模组外壳产生碰撞，进一步加剧了电池形变，影响循环寿命，带来安全隐患。为了解决形变问题，部分电池厂家在电池极片两侧均匀涂覆能量密度低，膨胀系数小的正负极材料，减小电池在循环过程因为材料膨胀带来的电池结构变化，但是此种方式制备的电芯能量密度低，增大了电池包的体积，不利于电子产品的便捷性与轻量化设计。
3、因此，亟需提供一种在快充过程中能保持良好循
技术实现思路
1、本专利技术是为了克服异型电池能量密度低同时在快充过程中电芯极片产生回弹应力，使得异型电池结构发生变化，造成循环性能急剧下降的现象，提供了一种长循环、高比能、超快充异型储能电池极片、电池，在电池极片两侧面电池浆料的涂布面密度与类型存在差异，该差异主要为了在保证能量密度的条件下限制在快充过程出现的结构变化的现象，从而进一步优化电池的循环寿命及安全性。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种长循环、高比能、超快充异型储能电池极片，所述电池极片两侧面的电池浆料类型和涂布面密度均不同。
3、进一步的，所述电池极片两侧面的电池浆料包括第一电池浆料和第二电池浆料，当第一电池浆料的膨胀系数大于第二电池浆料的膨胀系数时，第一电池浆料的涂布面密度小于第二电池浆料的涂布面密度。
4、在其中一些实施例中，所述电池极片两侧面的电池浆料的涂布面密度之差为5-50g/m2。
5、本专利技术实施例还提供了一种长循环、高比能、超快充异型储能电池，所述长循环、高比能、超快充异型储能电池包括上述的电池极片。
6、基于同一专利技术构思的，本专利技术提供给了一种上述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)电池浆料的制备：分别将两种或以上的正极材料、两种或以上的负极材料与导电剂、粘结剂溶于溶剂中，分散成均匀浆料，分别得多种不类型正极浆料和负极浆料；
8、(2)电池浆料的涂布：通过涂布机分别将步骤(1)所得正极浆料和负极浆料涂敷到对应的集流体两侧面，且所述集流体两侧面的涂布面密度不同，涂布在集流体两侧面的正极浆料或负极浆料的种类和膨胀系数不同，分别得正极涂片和负极涂片；
9、(3)极片辊压：通过辊压机分别将步骤(2)所得正极涂片和负极涂片压制成厚度均匀的致密极片，分切，冲压后，分别得正极极片和负极极片；
10、(4)叠片成型、极耳焊接、封装：将步骤(3)所得正极极片和负极极片按照负极极片、隔膜、正极极片、隔膜、负极极片的顺序，且所述正极极片和负极极片的涂布面密度小的侧面朝向同侧，形成方形软包电池，将所述软包电池进行固定、并在所述软包电池的正极极片和负极极片分别焊接极耳，经封装、注液、顶侧封和整形制成平面软包电池；
11、(5)曲面加压化成分容：将步骤(4)所得平面软包电池固定于曲面电池夹具中，加压加热化成分容，将平面电池弯曲成型为特定曲率的曲面电池。
12、在其中一些实施例中，所述正极浆料中正极材料、导电剂和粘结剂的质量百分比为94％～97％：1.0％～3％：1.0％～3％；所述负极浆料中负极材料、导电剂和粘结剂的质量百分比为95％～98％：1.0％～2.5％：1.0％～2.5％。
13、在其中一些实施例中，所述正极材料包括三元正极材料、钴酸锂、磷酸铁锂，锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸锰锂、镍铁锰酸钠、磷酸钒钠、焦磷酸磷酸铁钠正极中的至少一种。
14、在其中一些实施例中，所述负极材料包括石墨、硬碳、钛酸锂、锂、硅负极及硅碳负极中的至少一种。
15、在其中一些实施例中，所述溶剂为水、丙酮、n-甲基吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二氟甲烷中的至少一种。
16、在其中一些实施例中，所述集流体为铜箔、铝箔及涂炭铜铝箔中任意一种。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
18、(1)本专利技术电池极片两侧面涂布面密度和涂覆浆料类型不同，能量密度高、膨胀系数大的电池浆料涂布面密度小，能量密度低、膨胀系数小的电池浆料涂布面密度大，电池浆料与集流体粘结力强，能有效的改善该面在弯曲过程中产生的掉粉和漏箔问题，抑制金属枝晶生长。
19、(2)本专利技术公开的异型储能电池能量密度高，最高可达280wh/l，循环寿命均>95％@600cls，循环性能稳定，且经循环测试后电池结构未发生明显形变。
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1.一种长循环、高比能、超快充异型储能电池极片，其特征在于，所述电池极片两侧面的电池浆料类型和涂布面密度均不同。
2.根据权利要求1所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池极片，其特征在于，所述电池极片两侧面的电池浆料包括第一电池浆料和第二电池浆料，当第一电池浆料的膨胀系数大于第二电池浆料的膨胀系数时，第一电池浆料的涂布面密度小于第二电池浆料的涂布面密度。
3.根据权利要求1所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池极片，其特征在于，所述电池极片两侧面的电池浆料的涂布面密度之差为5-50g/m2。
4.一种长循环、高比能、超快充异型储能电池，其特征在于，所述长循环、高比能、超快充异型储能电池包括权利要求1-3任一项所述的电池极片。
5.一种如权利要求4所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，其特征在于，所述正极浆料中正极材料、导电剂和粘结剂的质量百分比为94％～97％：1.0％～3％：1.0％～3％；所述负极浆料中
7.根据权利要求5所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，其特征在于，所述正极材料包括三元正极材料、钴酸锂、磷酸铁锂，锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸锰锂、镍铁锰酸钠、磷酸钒钠、焦磷酸磷酸铁钠正极中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，其特征在于，所述负极材料包括石墨、硬碳、钛酸锂、锂、硅负极及硅碳负极中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，其特征在于，所述溶剂为水、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二氟甲烷中的至少一种。
10.根据权利要求5所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，其特征在于，所述集流体为铜箔、铝箔及涂炭铜铝箔中任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种长循环、高比能、超快充异型储能电池极片，其特征在于，所述电池极片两侧面的电池浆料类型和涂布面密度均不同。
2.根据权利要求1所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池极片，其特征在于，所述电池极片两侧面的电池浆料包括第一电池浆料和第二电池浆料，当第一电池浆料的膨胀系数大于第二电池浆料的膨胀系数时，第一电池浆料的涂布面密度小于第二电池浆料的涂布面密度。
3.根据权利要求1所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池极片，其特征在于，所述电池极片两侧面的电池浆料的涂布面密度之差为5-50g/m2。
4.一种长循环、高比能、超快充异型储能电池，其特征在于，所述长循环、高比能、超快充异型储能电池包括权利要求1-3任一项所述的电池极片。
5.一种如权利要求4所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的长循环、高比能、超快充异型储能电池的制备方法，其特征在于，所述正极浆料中正极材料、导电剂和粘...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭学益，范鑫铭，唐超凡，田庆华，张磊，童汇，孟奎，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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