来源:雪球App,作者: 前沿车情报,(https://xueqiu.com/7217438386/236517640)
在锂离子电池的设计、制造过程中,有一个常识:负极片通常设计得比正极片大。
这主要是因为在充电时,Li+是从正极脱嵌并嵌入负极,如果负极空间不够,嵌锂空间不足,Li+嵌入负极的阻力就会增大,造成无法嵌入负极的Li+在负极表面得电子,形成银白色的金属锂单质——也就是常说的析锂现象,最终使得锂电池的性能下降,循环寿命大幅缩短。
然而,这种正负极不一样大的现象在进行电池高速大批量生产制造,以及半成品电芯转运过程中,非常容易造成定位不准确,导致极片错位,进而降低了电池的生产良品率。
江苏卓高新材是动力电池负极龙头璞泰来的子公司,近日其公开了一件实用新型专利,以解决上述问题。
专利中设计了一种叠片结构电芯,如下图所示。其中,位于上方的101是正极集流体,下方的201为负极集流体,中间的3为隔膜。
专利中的创新点主要在于:
1.在正极集流体中设置了聚合物衬底,由聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯和聚丙烯等构成,厚度为1~10μm。同时,衬底的上下两面有金属层,材料为铝金属,厚度为厚度为0.3~5μm。再者,从图中的横向长度来看,衬底略长于金属层,大约长0.5~3mm,衬底两端多出的空白区域,材料为陶瓷、金属层,或者为涂覆正极活性的材料,总之使得两端的空白区域的电阻大于金属层。
2.从纵向(电芯的层叠方向上)来看,正极集流体、负极集流体、负极活性层的面积一样大。这也就意味着,在正极边缘区域,由于设置了功能层或者涂层,导电性更差,相当于形成了不能收集电流的无效正极涂层区域,而这样的无效正极区域相当于实现了有效的负极极片尺寸大于正极尺寸,正好可以达到避免充电时析锂的效果。
这个结构上改进的设计没有太复杂的技术,不过,由于不用错位组装了,更容易对齐,对于大批量生产时提升电池的生产组装效率、良品率是有很大的好处的。
这种类似的方案蜂巢能源在今年9月也曾公开过专利,如上图所示,其是一种用于全固态电池电芯的组装技术,用以解决剪切能力更差的硫化物,由于负极比正极大,导致多出的面积因剪切力及充放电过程膨胀收缩而出现掉料、粉化的现象。
获取专利原文,可私信前沿君。
透过专利看技术。关注我,获取一手前沿车情报与技术。
如有转载,请注明文章出自于前沿情报站(qyqbz_2021)。