[发明专利]极芯、锂离子电池以及相应的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，更具体地，本发明涉及一种锂离子电池的极芯、锂离子电池、锂离子电池的极芯的制造方法和锂离子电池的制造方法。

背景技术

随着计算机技术及网络技术的发展，近年来，诸如笔记本计算机、平板电脑（PAD）、移动电话、多媒体播放器、个人数字助理（PDA）之类的便携式电子设备越发普及。在这个过程中，锂离子电池以其放电电压高、能量密度大和循环使用寿命长的优点，逐渐成为这些电子设备的首选能源。

作为一种电化学储能器件，该锂离子电池的核心部件是含有电化学活性材料并且通常具有多层结构的电池极芯。在每一层结构中，所述极芯包括：正极、负极和隔膜。其中，电化学势高的一极称之为正极，也称之为阳极，而电化学势低的一极称之为负极，也称之为阴极，并且所述隔膜布置在所述正极和所述负极之间，以起到隔离的作用。

在现有技术中，该正极或负极通过下述步骤制成：将粘合剂和导电剂分散在有机溶液中；通过将正极或负极活性材料添加到上述有机溶液中制成浆料；并且将该浆料涂覆在集流体上并烘干涂履后的集流体，通常，该集流体由金属箔形成。在按如上工艺所制备的常规正极或负极中，只有正负极活性材料才是对电池的容量起作用的活性物质，而金属箔和隔膜都只是辅助件，对电池来讲是惰性物质，不会对电池的容量产生任何影响。

目前的便携式电子设备都要求其电池不仅要待机时间长，而且要更轻更薄。然而，因为受到制作工艺及循环寿命等的影响，在锂离子电池极芯的每一层结构中，活性物质部分不能过厚，不然，活性物质就容易从集流体上脱落，从而导致不仅不能提高电池容量，反而会造成容量降低和寿命大大缩短。因此，如果要增加电池容量，不能通过增加同一层中活性物质的厚度，而只能通过增加电池极芯的总层数来实现。

然而，这样势必造成锂离子电池的厚度增大和重量增加，从而进一步导致电子设备的便携性下降，降低了用户体验。

发明内容

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种锂离子电池的极芯，所述极芯包括：正极、负极和隔膜，所述隔膜布置在所述正极和所述负极之间并且用于隔离所述正极和所述负极，其特征在于，所述正极包括：正极集流体和正极活性材料，所述正极集流体具有孔，所述正极活性材料填充到所述正极集流体的孔中，并且所述负极包括：负极集流体和负极活性材料，所述负极集流体具有孔，所述负极活性材料填充到所述负极集流体的孔中。

优选地，在一个实施例中，所述正极活性材料可以涂覆在所述正极集流体临近所述隔膜的一侧，使得所述正极活性材料从所述正极集流体临近所述隔膜的一侧填充到所述正极集流体的孔中，并且所述负极活性材料可以涂覆在所述负极集流体临近所述隔膜的一侧，使得所述负极活性材料从所述负极集流体临近所述隔膜的一侧填充到所述负极集流体的孔中。

优选地，在一个实施例中，所述正极集流体和所述负极集流体可以是通过多孔材料形成的。

优选地，在一个实施例中，所述多孔材料可以是铝-celmet。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括：壳体、极芯和电解液，所述壳体用于密封地容纳所述极芯和所述电解液，所述极芯包括：正极、负极和隔膜，所述隔膜布置在所述正极和所述负极之间并且用于隔离所述正极和所述负极，其特征在于，所述正极包括：正极集流体和正极活性材料，所述正极集流体具有孔，所述正极活性材料填充到所述正极集流体的孔中，并且所述负极包括：负极集流体和负极活性材料，所述负极集流体具有孔，所述负极活性材料填充到所述负极集流体的孔中。

根据本发明的又一方面，提供了一种锂离子电池的极芯的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：形成具有孔的正极集流体和具有孔的负极集流体；通过将正极活性材料填充到所述正极集流体的孔中来形成正极；通过将负极活性材料填充到所述负极集流体的孔中来形成负极；以及在所述正极和所述负极之间布置用于隔离所述正极和所述负极的隔膜。

根据本发明的又一方面，提供了一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：通过形成具有孔的正极集流体并且将正极活性材料填充到所述正极集流体的孔中，来形成正极；通过形成具有孔的负极集流体并且将负极活性材料填充到所述负极集流体的孔中，来形成负极；将正极、隔膜和负极卷绕形成极芯；将所述极芯放置在壳体中；向壳体填充电解液；以及对所述壳体进行密封。