[发明专利]一种无负极电池

说明书

本发明提供了一种无负极电池，包括壳体和设置于壳体内的依次叠加设置的第一弹簧组、第一垫片、电芯、第二垫片和第二弹簧组，所述电芯由若干个弹性单元组成；所述第一弹簧组由设置于所述壳体与所述第一垫片之间的若干个微弹簧组成，所述第二弹簧组由设置于所述壳体与所述第二垫片之间的若干个微弹簧组成。本申请提供的无负极电池由于弹性基体和弹簧组的引入，解决了电芯体积膨胀引起的电池安全问题，同时还提高了无负极电池的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种无负极电池。

背景技术

锂金属二次电池中金属锂负极在沉积、溶解过程中会出现反复的体积膨胀，由此造成电池外壳的破损，进而使锂金属二次电池出现安全问题和引发失效。

在无负极电池中，一般采用集流体以作为负极上锂沉积的基体。三维集流体用于锂金属沉积时，其三维孔道结构比较多，不利于电解液浸润，实际电池中电解液的含量非常小，并不能在实际电池中利用，且由于集流体的刚性，其厚度一定时体积一定，因此实际电池少量电解液并不能完全浸润其材料，尤其是负极沉积、溶解时电解液更不能浸润集流体，而影响电池的循环稳定性。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种无负极电池，该电池解决了由于周期性体积膨胀引起的电池本体体积膨胀的问题，还提高了电池的循环稳定性。

有鉴于此，本申请提供了一种无负极电池，包括壳体和设置于壳体内的依次叠加设置的第一弹簧组、第一垫片、电芯、第二垫片和第二弹簧组，所述电芯由若干个弹性单元组成；

所述弹性单元由依次叠加设置的压缩后的弹性基体、第一隔膜、正极极片和第二隔膜组成；

所述第一弹簧组由设置于所述壳体与所述第一垫片之间的若干个微弹簧组成，

所述第二弹簧组由设置于所述壳体与所述第二垫片之间的若干个微弹簧组成。

优选的，所述弹性基体为本征导电、多孔的弹性基底，弹性模量为1500～200000N/cm²，密度为0.5～3g/cm³；所述弹性基体的形式为薄膜、泡沫、海绵、气凝胶和水凝胶中的一种或多种。

优选的，所述弹性基体选自具有烯烃基础结构的聚合物、具有环状烯烃结构或稠环结构单元的聚合物、具有乙烯醇结构单元作为主成分的饱和乙烯醇聚合物、环氧当量为500g/eq以下的苯氧基树脂或环氧树脂、镍、铜、钛、铁、铝、导电碳、石墨烯、碳纳米管和硅碳材料中的一种或多种。

优选的，所述弹性基体由不导电骨架和导电层组成，所述不导电骨架为薄膜、泡沫、海绵、气凝胶和水凝胶中的一种或多种。

优选的，所述微弹簧的直径为0.1～10mm，高度为0.1～10mm。

优选的，所述第一隔膜和第二隔膜独立的选自聚乙烯、聚丙烯、聚酯、纤维素、聚酰亚胺、聚酰胺、氨纶、芳纶和陶瓷中的一种或多种。

优选的，所述正极极片是正极活性物质、导电剂和粘结剂的混合物涂覆于集流体上形成的片状材料。

优选的，所述正极活性物质选自磷酸铁锂、磷酸锰锂、硅酸锂、硅酸铁锂、硫酸盐化合物、钛硫化合物、钼硫化合物、铁硫化合物、掺杂锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂钛氧化物、锂钒氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂镍锰钴氧化物、锂铁镍锰氧化物、富锂锰基材料和其他可脱嵌锂化合物中的一种或多种。

优选的，还包括极耳，所述正极极片与所述极耳连接。