一種具有支撐導流線纜的鋰漿料電池電芯及鋰漿料電池制造技術

本發明專利技術提供了一種鋰漿料電池電芯，其包括交叉疊置的多個正極片和負極片以及隔離層，其中，鋰漿料電池電芯還包括柔性的支撐導流線纜，支撐導流線纜沿正極片或負極片的表面布設于正極片與負極片之間，支撐導流線纜位于如下位置中的一個或多個：正極片與隔離層之間、負極片與隔離層之間以及多個隔離層之間。通過支撐導流線纜可以提高電解液在鋰漿料電池內部的流動性，并且提高電解液對正極片和負極片的浸潤性。此外，支撐導流線纜還可以對正極片和負極片提供支撐，減輕正極片和負極片的變形以及對隔離層產生的壓力，進而避免了隔離層破損或短路問題的產生，提高了鋰漿料電池的安全性。

A Lithium Slurry Battery Core and Lithium Slurry Battery with Supporting Guide Cable

The present invention provides a lithium slurry battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery battery Between isolation layers, between negative plates and isolation layers, and between multiple isolation layers. The fluidity of electrolyte in lithium slurry batteries can be improved by supporting the conductor cable, and the wettability of electrolyte to positive and negative plates can be improved. In addition, the supporting guide cable can also support the positive and negative plates, reduce the deformation of the positive and negative plates and the pressure on the isolation layer, thus avoiding the damage of the isolation layer or short circuit problems, and improve the safety of lithium slurry battery.

【技術實現步驟摘要】
一種具有支撐導流線纜的鋰漿料電池電芯及鋰漿料電池
本專利技術涉及鋰漿料電池領域，具體地涉及一種具有支撐導流線纜的鋰漿料電池電芯及鋰漿料電池。
技術介紹
鋰漿料電池是指含有全部或部分漿料電極形態的鋰電池或鋰離子電池，其漿料態的電極可以避免傳統鋰離子電池中電極材料發生脫落或松動造成的循環壽命衰減問題，并增加活性材料在電池系統中的相對比例，可以提高電池系統整體的能量密度，降低電池生產成本。與傳統鋰離子電池相比，鋰漿料電池具有可換液再生的特點，但鋰漿料電池的電極片間距有限且極片較厚，因此不利于電池注液、換液以及電解液的均勻浸潤，而電解液的浸潤性好壞直接影響到電池的性能。
技術實現思路
針對以上存在的問題，本專利技術提供一種具有支撐導流線纜的鋰漿料電池，該鋰漿料電池在正極片與負極片之間設置有支撐導流線纜。支撐導流線纜使得可以在正極片與負極片之間形成可供電解液流動的通道，因此可以提高電解液在鋰漿料電池內部的流動性，并且提高電解液對正極片和負極片的浸潤性。此外，支撐導流線纜還可以對正極片和負極片提供支撐，減輕正極片和負極片的變形以及對隔離層產生的壓力，進而避免了隔離層破損或短路問題的產生，提高了鋰漿料電池的安全性。另外，鋰漿料電池可以通過更換或補充電解液來改善電池循環性能以及提高電池壽命，通過支撐導流線纜在正極片與負極片之間所形成的空間能夠有效地提高電解液補充或更換的可操作性。本專利技術提供的技術方案如下：一種鋰漿料電池電芯，該鋰漿料電池電芯包括交叉疊置的多個正極片和負極片以及位于正極片與負極片之間的隔離層，其中，該鋰漿料電池電芯還包括柔性的支撐導流線纜。支撐導流線纜沿正極片或負極片的表面布設于正極片與負極片之間，用以對正極片和負極片進行支撐，并且在正極片與負極片之間間隔出供電解液流動的空間。支撐導流線纜位于如下位置中的一個或多個：正極片與隔離層之間、負極片與隔離層之間或者多個隔離層之間。通過支撐導流線纜，既可以對正極片和負極片起到支撐的作用，又可以在正極片與負極片之間間隔出一定距離以便于電解液流入正極片與負極片之間的空間中。柔性的支撐導流線纜的目的是使得支撐導流線纜便于彎折和纏繞。支撐導流線纜可以為實心結構、空心結構或包覆結構等。支撐導流線纜的直徑可以為0.005mm～2mm，支撐導流線纜的鋪設間距可以為0.1mm～50mm。支撐導流線纜可以沿鋰漿料電池電芯的豎直方向布設；或者支撐導流線纜可以以與鋰漿料電池電芯的豎直方向小于90度的方向布設，也就是說沿與豎直方向成一銳角的方向布設。支撐導流線纜的布設方向將影響到電解液的流動方向和流動速度。此處應當指出，本專利技術中提及的豎直方向、上、下等是基于鋰漿料電池正常使用時的方向或方位，僅是為了便于說明本專利技術的內容，而不起到任何限制的作用。下面，將對鋰漿料電池的正極片和負極片進行說明。應當指出，鋰漿料電池的正極片和負極片并不僅限于下文的示例中所進行的描述。鋰漿料電池的正極片和負極片的結構和材料可以為任意已知的鋰漿料電池正極片和負極片的結構和材料。正極片可包括正極活性層和多孔正極集流層。正極活性層含有部分或者全部非粘接固定的正極導電顆粒，正極活性層的厚度可以為0.5mm～10mm。正極活性層可包括正極導電顆粒和粘結劑或者僅包括正極導電顆粒。正極導電顆粒平均粒徑可以為0.05μm～500μm，正極導電顆粒為正極活性材料與導電劑的復合物或混合物，其中正極活性材料與導電劑的質量比優選為20～98：80～2，且粘結劑的質量比不超過10％。正極活性層的正極活性材料可以為磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰、硅酸鋰、硅酸鐵鋰、硫酸鹽化合物、硫碳復合物、硫單質、鈦硫化合物、鉬硫化合物、鐵硫化合物、摻雜鋰錳氧化物、鋰鈷氧化物、鋰鈦氧化物、鋰釩氧化物、鋰鎳錳氧化物、鋰鎳鈷氧化物、鋰鎳鈷鋁氧化物、鋰鎳鋁氧化物、鋰鎳鈷錳氧化物、鋰鐵鎳錳氧化物以及其它可嵌鋰化合物等中的一種或多種。粘結劑為電位窗口寬且對正負極活性材料及電解液穩定的聚合物材料，聚合物材料可以為聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、改性聚烯烴、聚乙炔、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚對苯撐乙烯及其衍生物、聚對苯及其衍生物、聚芴及其衍生物等中的一種或幾種。導電劑可以為碳黑、石墨烯、碳納米管、碳纖維、無定形碳、金屬導電顆粒等中的一種或幾種。正極活性層中的正極導電顆粒可以部分或全部位于多孔正極集流層的孔隙內，多孔正極集流層是厚度為0.01μm～2000μm的具有通孔結構的電子導電層，其通孔孔隙率可以為10％～90％，孔徑范圍可以為0.05mm～2mm。多孔正極集流層可以為導電金屬層，導電金屬層為金屬網或金屬絲編織網，網孔可以為方形、菱形、長方形或多邊形等；或者，導電金屬層為具有通孔結構的泡沫金屬網；或者，導電金屬層為多孔金屬板或多孔金屬箔，導電金屬層的材料可以為不銹鋼、鋁或銀等。或者，多孔正極集流層可以為碳纖維導電布、金屬絲與有機纖維絲混合的導電布，金屬絲的材料可以為鋁、合金鋁、不銹鋼或銀等，有機纖維絲可以包括天然棉麻、滌綸、芳綸、尼龍、丙綸、聚乙烯及聚四氟乙烯等中的一種或幾種。或者，多孔正極集流層為表面涂覆導電涂層或鍍有金屬薄膜的金屬導電層、導電布、無機非金屬材料、多孔有機材料，導電涂層為導電劑與粘結劑的混合物或者導電涂層為導電劑、正極活性材料與粘結劑的混合物，混合的方式為粘接、噴涂、蒸鍍或機械壓合，多孔有機材料包括天然棉麻、滌綸、芳綸、尼龍、丙綸、聚乙烯及聚四氟乙烯等，無機非金屬材料包括玻璃纖維無紡布、陶瓷纖維紙等，導電劑為碳黑、石墨烯、碳納米管、碳纖維、無定形碳、金屬導電顆粒和金屬導電纖維等中的一種或幾種，金屬導電顆粒或者金屬導電纖維的材料可以為鋁、不銹鋼或銀等，粘結劑可以為聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉和改性聚烯烴等中的一種或幾種。或者，多孔正極集流層為上述任意兩種或幾種所組成的組合體。負極片可包括負極活性層和多孔負極集流層。負極活性層可以為含鋰金屬體或者負極活性層可以含有部分或者全部非粘接固定的負極導電顆粒。在負極活性層含有負極導電顆粒和粘結劑的情況下，負極活性層的厚度可以為0.5mm～10mm，負極導電顆粒的平均粒徑可以為0.05μm～500μm，負極導電顆粒為負極活性材料與導電劑的復合物或混合物，其中負極活性材料與導電劑的質量比優選為20～98：80～2，且粘結劑的質量比不超過10％。在負極活性層為含鋰金屬體的情況下，負極活性層的厚度可以為0.001mm～2mm。負極活性層的負極導電顆粒中的負極活性材料為在充電過程中可逆脫嵌鋰的材料，包括可嵌鋰的鋁基合金、硅基合金、錫基合金、鋰鈦氧化物(Li4Ti5O12)、鋰硅氧化物、金屬鋰粉和石墨等。負極導電顆粒中的導電劑可以是碳黑、石墨烯、碳納米管、碳纖維、無定形碳、金屬導電顆粒等中的一種或幾種。負極活性層中的含鋰金屬體的材料可以為金屬鋰或鋰基合金。鋰基合金可以是Li-Al、Li-Si、Li-Mg、Li-Sn、Li-Bi、Li-Sb等，可以是二本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種鋰漿料電池電芯，所述鋰漿料電池電芯包括交叉疊置的多個正極片和負極片以及位于正極片與負極片之間的隔離層，其特征在于，所述鋰漿料電池電芯還包括柔性的支撐導流線纜，所述支撐導流線纜沿所述正極片或所述負極片的表面布設于所述正極片與所述負極片之間用以對所述正極片和所述負極片進行支撐并且在所述正極片與所述負極片之間間隔出供電解液流動的空間，所述支撐導流線纜位于如下位置中的一個或多個：所述正極片與所述隔離層之間、所述負極片與所述隔離層之間以及多個隔離層之間。

【技術特征摘要】
1.一種鋰漿料電池電芯，所述鋰漿料電池電芯包括交叉疊置的多個正極片和負極片以及位于正極片與負極片之間的隔離層，其特征在于，所述鋰漿料電池電芯還包括柔性的支撐導流線纜，所述支撐導流線纜沿所述正極片或所述負極片的表面布設于所述正極片與所述負極片之間用以對所述正極片和所述負極片進行支撐并且在所述正極片與所述負極片之間間隔出供電解液流動的空間，所述支撐導流線纜位于如下位置中的一個或多個：所述正極片與所述隔離層之間、所述負極片與所述隔離層之間以及多個隔離層之間。2.根據權利要求1所述的鋰漿料電池電芯，其中，所述支撐導流線纜沿所述鋰漿料電池電芯的豎直方向布設或者以與所述鋰漿料電池電芯的豎直方向小于90度的方向布設。3.根據權利要求1或2所述的鋰漿料電池電芯，其中，所述支撐導流線纜依次沿所述交叉疊置的多個正極片和負極片中的各電極片的表面延伸并在邊緣處彎折從而對各電極片形成連續纏繞。4.根據權利要求1或2所述的鋰漿料電池電芯，其中，所述正極片包括在所述正極片的四周邊緣進行絕緣密封的絕緣密封框，所述支撐導流線纜圍繞所述正極片的絕緣密封框進行螺旋纏繞或者由所述支撐導流線纜制成的多個套圈平行套于所述正極片的絕緣密封框上；或者，其中，所述負極片包括在所述負極片的四周邊緣進行絕緣密封的絕緣密封框，所述支撐導流線纜圍繞所述負極片的絕緣密封框進行螺旋纏繞或者由所述支撐導流線纜制成的多個套圈平行套于所述負極片的絕緣密封框上。5.根據權利要求1或2所述的鋰漿料電池電芯，其中，所述鋰漿料電池電芯還包括支撐框，所述支撐導流線纜能夠螺旋纏繞于所述支撐框、連接固定于所述支撐框或者由所述支撐導流線纜制成的多個套圈平行套于所述支撐框上。6.根據權利要求1或2所述的鋰漿料電池電芯，其中，所述支撐導流線纜的材料為耐電解液腐蝕的電子不導電的絕緣材料，所述絕緣材料為聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯；或者，所述支撐導流線纜為耐電解液腐蝕的纖維長絲或幾種纖維長絲的合捻物，所述纖維長絲包括滌綸聚脂纖維、尼龍纖維、天然棉麻、芳綸、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、碳纖維和導電金屬纖維。7.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮彩梅，陳永翀，張彬，何穎源，張艷萍，張萍，
申請(專利權)人：北京好風光儲能技術有限公司，河北美漿電池有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11