一种高容量钛酸锂电池的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体是一种高容量钛酸锂电池。


背景技术：

2.钛酸锂电池(lithium-titanate battery)为一种锂离子电池，其正极材料通常采用富含锂离子的钴酸锂(licoo2)、锰酸锂(limn
2 o4)、镍酸锂(linio2)或由以上三种材料混合比例的锂三元(nmc)，以及其它材料混合之锂三元(如：nca，lini 0.8
co
0.15
al
0.05
o2)等；负极材料则是采用钛酸锂。
3.请参阅第2图所示，钛酸锂电池a系由正极片b、两片隔离膜c、e与负极片d构成，其中，正极片b系由正极片基材b2的两面涂布正极活性物质涂层b1(如：钴酸锂材料)形成，负极片d系由负极片基材d2的两面涂布负极活性物质涂层d1(如：钛酸锂材料)形成，正极片b和负极片d中间设有隔离膜c加以绝缘。圆柱形电池是将组合的正极片b和负极片d卷绕后置于圆形容器内，由于卷绕第一圈的负极片d内缘将搭在正极片b的外缘，因此在负极片d内缘需加另一层隔离膜e。
4.现有钛酸锂电池一般采用的组成结构，以圆柱形电池型号18650(电池圆径18.5毫米(mm)、长度65mm)为例，并搭配第1图辅助说明，正极片b的铝箔基材(即，正极片基材b2)的厚度为16
±
1微米(μm，即，10-6
m)，正极活性物质涂层b1厚度为39
±
2μm，负极片d的铝箔基材(即，负极片基材d2)的厚度同样为16
±
1μm，负极活性物质涂层d1厚度为43
±
2μm，隔离膜c、e厚度为16
±
1μm，如此，正极片b、负极片d与两层隔离膜c、e的总成厚度为228
±
12μm，且其中填充有电解液，单颗电池的总容量约为1300毫安(mah)，容积能量密度为233瓦时/升(wh/l)。
5.减少铝箔基材和隔离膜厚度，可降低不含活性物质所占据的无效体积；而增加正极和负极材料涂层的厚度，可提升活性物质的有效容积比例。如同半导体制程一般，唯有突破制造工艺的限制，在生产控制的研发上不断精进，才得以持续提升电池的容量密度。铝箔基材在正负极材料涂布和辊压的过程中，为了使极片达到一定平整度，极片会受到来自送料滚轴和收料滚轴的拉张，如果铝箔厚度太薄，容易因为拉张所产生的侧向剪应力造成铝箔撕裂，这是现今钛酸锂电池正负极片无法采用更薄铝箔基材的瓶颈所在。
6.另外，极片裁切时，裁刀需剪断铝箔基材和涂布其上的双面活性物质涂层，由于受到涂层硬度的影响，当上下圆盘刀剪切的应力大于涂层颗粒之间的结合力，就会造成涂层材料的裂缝而有剥离掉粉现象，同时极片基材也会因为遭受剪力破坏，而在铝箔切缘产生尖锐突刺，尤其是正极钴酸锂材料脆硬程度特别高，就需要更大的裁切力，而越大的裁切剪应力则造成越大的突刺，如果隔离膜厚度过薄，在正负极片与隔离膜卷绕之后，铝箔毛刺就会刺穿隔离膜，与相邻的负极极片短路，这是目前钛酸锂电池无法降低隔离膜厚度的主要原因。
7.综上所述，正负极材料涂层的厚度，受限于极片涂布、辊压、裁切等工艺的极限，现有技艺经常使用各种手段来改善，包括：添加黏着剂以增加涂层厚度、添加导电剂以维持增
厚涂层的导电性；另外，调整极片配方让极片变软、保持裁切刀口锋利、卷绕时采用负压吸尘等，可将极片上的毛刺或者悬浮颗粒物质清除，然而这些熟知技艺亦已穷尽极致，如何找出正负极涂层厚度的最佳比例，使得正极与负极活性物质的反应达到最充足反应，则成为提升电池容量密度的关键所在，现有钛酸锂电池业者，多以尝试错误方法(trial and error)调配正极涂层与负极涂层的相对厚度，往往浪费多余的材料，同时未能达到最佳的总体容量密度。
8.钛酸锂电池相对于钴酸锂、锂三元、磷酸铁锂等锂离子电池，钛酸锂电池具有高安全性、可快速充电、使用寿命长、适合低温环境使用等优点，然而电池公称电压为2.4伏特(v)，造成电池容量密度较低的缺点，因此，如何提高钛酸锂电池的容量密度，成为钛酸锂电池技术竞争之所在。
9.影响一个电池总体容量密度的因素，主要分为材料化学特性和物理容积两部份。为提高电池的容量密度，早期钛酸锂电池大多在实验室里从改善材料本身与添加剂着手，将钛酸锂材料的重量容量密度逐步提升到160毫安小时/克(mah/g)，十分接近理论值175mah/g，在钛酸锂材料化学特性方面，后续能够再提高的空间已经十分有限。
10.相对于其它锂离子电池制造商，具有钛酸锂电池制造实务的厂商十分稀少，除了材料特性上的理论，生产的各种特性数据与控制参数所知有限，大多以各自的制造经验在尝试摸索各种可能方法，缺乏完整的系统研究。电池单体由正极、负极、隔离膜、电解液、容器等组合而成，主要占用容积的是：正极片的铝箔基材(collector)和正极活性材料涂层(active material)、负极片的铝箔基材和负极活性材料涂层、以及隔离膜(separator)，因此电池的容量密度除了正负极材料本身的化学特性所对应的容量密度，如何改善电池制造的涂布、辊压、裁切、卷绕的制程，善用有限的物理容积空间，就成为决定电池容量密度的关键。


技术实现要素：

11.针对上述现有技术的不足，本实用新型实施例要解决的技术问题是提供一种高容量钛酸锂电池。
12.为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：
13.一种高容量钛酸锂电池，包括：
14.一金属壳体，其内设有一容纳空间；
15.一正极片，位于所述容纳空间内，所述正极片由一第一基材与至少一正极活性材料涂层组成；
16.一负极片，位于该容纳空间内，所述负极片由一第二基材与至少一负极活性材料涂层组成；
17.至少一隔离膜，位于所述容纳空间内，且位于所述正极片与所述负极片之间，所述隔离膜能分隔所述正极片与所述负极片，以令两者不会直接相互接触；
18.及，一电解液，为填充于该容纳空间内的溶液，所述电解液能在所述容纳空间中传递金属离子物质；
19.其中，所述正极活性材料涂层的厚度为37
±
2μm，所述负极活性材料涂层的厚度为63
±
2μm，所述隔离膜的厚度为9
±
1μm。
20.作为本实用新型进一步的改进方案：所述第一基材与所述第二基材的材质为铝箔。
21.作为本实用新型进一步的改进方案：所述第一基材与所述第二基材的厚度为10
±
1μm，
22.所述高容量钛酸锂电池的极片组成厚度为238
±
12μm，
23.所述正极片与所述负极片的有效容积能量密度大于310瓦时/升。
24.作为本实用新型进一步的改进方案：所述正极片与所述负极片是经过一辊压机器分别施加于其上的拉张力为6.7
±
0.3百万帕斯卡，且所述拉张水平角的倾斜度系在1.5度以内所形成。
25.作为本实用新型进一步的改进方案：所述第一基材与所述第二基材的材质为铜箔。
26.作为本实用新型再进一步的改进方案：所述第一基材与所述第二基材的厚度为6
±
1μm，
27.所述高容量钛酸锂电池的极片组成厚度为230
±
12μm，
28.所述正极片与所述负极片的有效容积能量密度大于320瓦时/升。
29.作为本实用新型再进一步的改进方案：所述正极片与所述负极片是经过一辊压机器分别施加于其上的拉张力为6.7
±
0.3百万帕斯卡，且所述拉张水平角的倾斜度系在1.5度以内所形成。
30.一种高容量钛酸锂电池，包括：
31.一金属壳体，其内设有一容纳空间；
32.一正极片，位于所述容纳空间内，所述正极片由一第一基材与至少一正极活性材料涂层组成；
33.一负极片，位于该容纳空间内，所述负极片由一第二基材与至少一负极活性材料涂层组成；
34.至少一隔离膜，位于所述容纳空间内，且位于所述正极片与所述负极片之间，所述隔离膜能分隔所述正极片与所述负极片，以令两者不会直接相互接触；
35.及，一电解液，为填充于该容纳空间内的溶液，所述电解液能在所述容纳空间中传递金属离子物质，
36.其中，所述正极活性材料涂层的压实密度、涂层厚度、容量密度与活性物质比例的四者乘积，等于所述负极活性材料涂层的压实密度、涂层厚度、容量密度与活性物质比例的四者乘积。
37.作为本实用新型再进一步的改进方案：所述正极活性材料涂层的涂层厚度与所述负极活性材料涂层的涂层厚度的比例为5.7：10至6.1：10。
38.一种高容量钛酸锂电池，包括：
39.一金属壳体，其内设有一容纳空间；
40.一正极片，位于所述容纳空间内，所述正极片由一第一基材与至少一正极活性材料涂层组成；
41.一负极片，位于该容纳空间内，所述负极片由一第二基材与至少一负极活性材料涂层组成；
42.至少一隔离膜，位于所述容纳空间内，且位于所述正极片与所述负极片之间，所述隔离膜能分隔所述正极片与所述负极片，以令两者不会直接相互接触；
43.及，一电解液，为填充于该容纳空间内的溶液，所述电解液能在所述容纳空间中传递金属离子物质，
44.其中，所述正极活性材料涂层的厚度为37
±
2μm，所述负极活性材料涂层的厚度为63
±
2μm，所述隔离膜的厚度为9
±
1μm，且所述正极活性材料涂层的压实密度、涂层厚度、容量密度与活性物质比例的四者乘积，等于所述负极活性材料涂层的压实密度、涂层厚度、容量密度与活性物质比例的四者乘积。
45.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
46.本实用新型实施例提供的高容量钛酸锂电池，能够改善电池制造的涂布、辊压、裁切、卷绕的制程，善用有限的物理容积空间，解决了电池容量密度的问题。
附图说明
47.图1为本实用新型中极片组成剖面图一；
48.图2为本实用新型的内部结构示意图；
49.图3为本实用新型中极片组成剖面图二；
50.图4为本实用新型中极片辊压制作示意图；
51.图5为本实用新型中极片辊压力学、拉张力与剪应力分析示意图；
52.图6为本实用新型中极片辊压力学分析示意图；
53.图7为本实用新型中矩形电池内部结构示意图；
54.图8为本实用新型中软包电池内部结构示意图。
具体实施方式
55.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
56.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
57.请参阅图2-图6，本实施例提供了一种高容量钛酸锂电池，钛酸锂电池1系至少包含一金属壳体2，其内设有一容纳空间20；一正极片3系位于该容纳空间20内，该正极片3系由一第一基材32与至少一正极活性材料涂层31组成；一负极片4系位于该容纳空间20内，该负极片4系由一第二基材42与至少一负极活性材料涂层41组成；至少一隔离膜5系位于该容纳空间20内，且位于该正极片3与该负极片4之间，该隔离膜5系能分隔该正极片3与该负极片4，以令两者不会直接相互接触；及一电解液6系为填充于该容纳空间20内的溶液，该电解液6能在该容纳空间20中传递金属离子物质；其中，该正极活性材料涂层31的厚度为37
±
2μm，该负极活性材料涂层41的厚度为63
±
2μm，该隔离膜5的厚度为9
±
1μm。
58.请参阅图3，在一个实施例中，本实用新型之正极材料以钴酸锂为代表例，其化学反应式为：
59.正极：
60.负极：
61.由上，该第一基材32与该第二基材42的材质为铝箔，且该第一基材32与该第二基材42的厚度为10
±
1μm，使得该高容量钛酸锂电池的极片组成厚度为238
±
12μm，其中，该极片组成厚度由一片第一基材32、两层正极活性材料涂层31、一片第二基材42、两层负极活性材料涂层41与两片隔离膜5加总而成，且该正极片3与该负极片4的有效容积能量密度为310瓦时/升以上。
62.参阅图3，在一个实施例中，该第一基材32与该第二基材42的材质为铜箔，且该第一基材32与该第二基材42的厚度为6
±
1μm，该高容量钛酸锂电池的极片组成厚度为230
±
12μm，其中，该极片组成厚度是由一片第一基材32、两层正极活性材料涂层31、一片第二基材42、两层负极活性材料涂层41与两片隔离膜5加总而成，且该正极片与该负极片的有效容积能量密度为320瓦时/升(wh/l)以上。
63.请参阅图3-图6，在一个实施例中，该第一基材32与该第二基材42系在正、负极材料涂布和辊压过程中，研究分析发现机器所施予铝箔的拉张力会令铝箔延展，但是并非造成铝箔撕裂的原因，而是当铝箔面与拉张力未能平行时，由拉张力产生的侧向剪应力，超出铝箔可承受的剪应力而撕裂，经由力学计算与材料耐受剪应力比较，得出铝箔平面与机器施加拉张力6.7
±
0.3百万帕斯卡(mpa)的角度需控制在1.5度以内，则最薄可采用10
±
1μm铝箔，仍可维持铝箔不会破裂。
64.请参阅图4-图6，在一个实施例中，涂布活性材料后的电池极片由放料轴7端送入辊压机8，经过辊压轮压实后，在收料轴9端回收成卷。辊压前的放料轴7或辊压后的收料轴9产生倾斜时，拉张的正向应力f
x
会产生侧向的垂直分力fy，当分向的剪应力ss过大时，将造成极片基材的撕裂破损。为使极片在辊压时具有一定平整度，经发明人多次实务研究试验后，得知其计算方式如下：
65.垂直分力(fy)＝总拉张力(f)
×
sin a；
66.剪应力(ss)＝fy/(极片总宽度(w)
×
总成厚度(t))；
67.拉张力(sn)＝f/(w
×
t)。
68.由上述，送料滚轴至少需有6
±
0.3mpa的拉张力(sn)，而铝箔抗剪应力(ss)强度为0.18
±
0.01mpa，由此计算出送料滚轴的水平倾斜角度不得超过sin-1(0.18/6)＝1.72度。当应用于厚度10μm、极片总宽度(w)450mm的铝箔基材，滚轴施加的总拉张力(f)，其计算方式如下：
69.f＝sn×w×
t＝6mpa
×
0.45m
×
10μm＝27
±
1.5牛顿(n)。
70.由上述，为使极片辊压各种质量与滚轴水平控制达到最佳化，放料轴7提高至30
±
1.5n的拉张力，即，总拉张力(f)增加为6.7
±
0.3mpa，为确保剪应力(ss)小于0.18
±
0.01mpa，即，放料轴7的水平倾斜角度须控制在
±
1.5度(
°
)以内，其计算方式如下：
71.sn＝f/(w
×
t)＝30n/(10μm
×
0.45m)＝6.7mpa；
72.a＝sin-1
(0.18/6.7)＝1.54
°
。
73.另外，以抗剪应力(ss)更高的铜箔取代铝箔，能更进一步减少极片基材厚度，同样于放料轴7施加30
±
1.5n的拉张力，即，极片总宽度(w)450mm的铜箔基材承受总拉张力(f)为6.7
±
0.3mpa，并控制送料滚轴的水平倾斜角度在
±
1.5度以内，确保剪应力小于0.18
±
0.01mpa，最薄可使用6
±
1μm的铜箔作为极片基材。
74.该正极活性材料涂层31与该负极活性材料涂层41以隔离膜5为界相邻接，对于每
一对应的单位面积而言，在涂层极限厚度的限制下，需要调配两种材料的含量比例，使得正极与负极活性物质得以达到最充足的化学反应，请参阅第2至3图所示，在第三实施例中，经发明人研究该正极活性材料涂层31与该负极活性材料涂层41的最佳厚度比例，并透过实验结果仔细分析各项影响容量因素后，得知：该正极活性材料涂层31的压实密度a
p
(克/立方公分(g/cm3))、p正极涂层厚度d
p
(公分(cm))、容量密度e
p
(毫安小时/克(mah/g))与活性物质比例r
p
(百分比(％))的四者乘积，系相当于该负极活性材料涂层的压实密度an(克/立方公分(g/cm3))、负极涂层厚度dn(公分(cm))、容量密度en(毫安小时/克(mah/g))与活性物质比例rn(百分比(％))的四者乘积，即：
75.a
p
×dp
×ep
×rp
＝an×dn
×en
×rn
。
76.由上述，在一个实施例中，a
p
值为3.66g/cm3，e
p
值为145mah/g、r
p
值为96％，an值为2.0g/cm3、en值为160mah/g、rn值为94％，故，由上述计算推算，d
p
/dn＝300.8/509.5＝59％，但不以此为限，在实际生产上，产生公差问题，使得该正极涂层厚度d与该负极涂层厚度d
p
的比例能为59
±
2％(即，5.7：10至6.1：10)，在正、负极电容量相当的情况下，负极涂层厚度dn会大于正极涂层厚度d
p
，因此，在钛酸锂电池的制造工艺上，负极涂层厚度dn会遭遇材料附着度与裁切掉粉问题，可说钛酸锂电池的电容量是由负极涂层厚度dn所决定。受限于负极涂层生产工艺，目前可达到质量稳定的以钛酸锂为负极活性材料涂层41的负极涂层厚度dn为63
±
2μm，再依上述该正极涂层厚度{(39
×
2+16)+(43
×
2+16)+(16
×
2)}
×
1.1/1000
×
55
×
l＝12979mm3；dn与该负极涂层厚度dn的比例为5.7：10至6.1：10推算，得出正极涂层厚度d
p
为37
±
2μm，如此，便能得知最薄的极片基材和最佳的正极涂层厚度d
p
与负极涂层厚度dn，就现在的极片辊切工艺，能使用厚度为9
±
1μm的隔离膜5，控制毛刺不会刺穿隔离膜5以致造成正极片3与负极片4的短路。
77.再者，电池极片的总容量q系由单位面积的电容量与极片总面积的乘积得知，即，压实密度、涂层厚度、容量密度、活性物质比例、极片宽度h(如第2图所示，即，壳体2内部高度)与极片横向长度l的乘积得知，以习知的圆柱形电池18650为例，其金属罐内部空间可容纳极片卷绕成直径17.6mm、高度55mm(即，5.5cm)的圆柱体，其圆柱体体积为13380mm3，惟，极片卷绕时需扣除中心无效的容置空间约3％(如：卷轴所占空间)，因此，金属罐内部有效容纳空间为12979mm3；极片与绝缘片卷绕前的伸展体积为{(正极涂层厚度
×
2+正极极片基材厚度)+(负极涂层厚度
×
2+负极极片基材厚度)+(隔离膜厚度
×
2)}
×h×
l，且由于极片卷绕时在厚度方向产生的材料变形，而无法完全紧密贴合，每层极片之间尚需要有10％的容许变形体积，采用现有技艺，正负极片加上两层隔离膜的总成厚度(t)为228μm，考量生产时可能衍生公差问题，在该容纳空间20内可卷绕的极片横向长度l，系以各该厚度的平均值由下述计算式推得而知，
78.{(39
×
2+16)+(43
×
2+16)+(16
×
2)}
×
1.1/1000
×
55
×
l＝12979mm3；
79.极片横向长度l为941mm。
80.由上述，计算极片的容量为单位面积的电容量乘上总面积，即，
81.正极总容量q
p
＝(a
p
×dp
×ep
×rp
)
×h×
l＝3.66
×
0.0039
×2×
145
×
0.96
×
5.5
×
94.1＝2057mah；
82.负极总容量qn＝(an×dn
×en
×rn
)
×h×
l＝2.0
×
0.0043
×2×
160
×
0.94
×
5.5
×
94.1＝1339mah。
83.由上述，由于电池有效电容量是由正极或负极其中之一者具有较少量材料的电容量所决定，因此，现有技艺所使用正极材料较负极材料多出718mah，即，35％的正极材料，不仅无助于电池的电容量，且占据更多无效的空间，以致电池极片的有效容积能量密度为：
84.1339mah
×
2.4v/13380mm3＝240
±
12wh/l。
85.本实用新型采用最佳化设计，其中，该第一基材32与该第二基材42为铝箔材质时采用10
±
1μm厚的基材，该正极活性材料涂层31厚度为37
±
2μm，该负极活性材料涂层41厚度为63
±
2μm，该隔离膜5厚度为9
±
1μm，该极片组成厚度为238
±
12μm，考量生产时可能衍生公差问题，在容罐的空间内可卷绕的铝箔极片横向长度l，系以各该厚度的平均值由下述计算式推得而知：
86.{(37
×
2+10)+(63
×
2+10)+(9
×
2)}
×
1.1/1000
×
55
×
极片横向长度l＝12979mm3。
87.极片长度为901mm。
88.因此，正极总容量q
p
＝(a
p
×dp
×ep
×rp
)
×h×
l＝3.66
×
0.0037
×2×
145
×
0.96
×
5.5
×
90.1＝1868mah；
89.负极总容量qn＝(an×dn
×en
×rn
)
×h×
l＝2.0
×
0.0063
×2×
160
×
0.94
×
5.5
×
90.1＝1878mah。
90.电池极片的有效容积能量密度为1868mah
×
2.4v/13380mm3＝335wh/l，但不以此为限，考量生产时可能衍生容罐公差及内部空间有效性问题，电池极片的有效容积能量密度还能为335
±
5％wh/l。
91.本实用新型相对现有技艺之容量比为1868/1339＝1.395，电容量增加39.5％，实验结果证实本发明应用在18650型号之电池容量可达1750mah以上，相对于现有技艺之容量1300mah，电容量增加34.6％。再者，本发明采用更薄的6
±
1μm铜箔基材取代10
±
1μm铝箔，正负极片加上两层隔离膜的总成厚度(t)为230
±
12μm，考量生产时可能衍生公差问题，在容罐的空间内可卷绕的铜箔极片横向长度l，系以各该厚度的平均值由下述计算式推得：
92.{(37
×
2+6)+(63
×
2+6)+(9
×
2)}
×
1.1/1000
×
55
×
l＝12979mm3；铜箔极片横向长度l为933mm。
93.因此，正极总容量q
p
＝(a
p
×dp
×ep
×rp
)
×h×
l＝3.66
×
0.0037
×2×
145
×
0.96
×
5.5
×
93.3＝1935mah；
94.负极总容量qn＝(an×dn
×en
×rn
)
×h×
l＝2.0
×
0.0063
×2×
160
×
0.94
×
5.5
×
93.3＝1945mah。
95.电池极片的有效容积能量密度为1935mah
×
2.4v/13380mm3＝347wh/l，但不以此为限，考量生产时可能衍生容罐公差及内部空间有效性问题，电池极片的有效容积能量密度还能为347
±
5％wh/l。
96.因此，本发明采用6μm铜箔基材相对现有技艺之容量比为1935/1339＝1.445，电容量更可增加达44.5％。本发明的壳体2的外型除了呈圆柱形外，还可以呈矩形，请参阅第7图所示，经辊压后的正极片3与负极片4，以隔离膜5相隔后卷绕且压平放入壳体2内，以形成一种矩形(prismatic)电池；又，壳体2的材质能为铝箔，请参阅第8图所示，经辊压后的正极片3与负极片4，以隔离膜5相隔后裁切并堆栈放入壳体2内，使得正极片3、负极片4与隔离膜5呈片状叠合，且该壳体2的壳体顶面21与壳体底面22会将该正极片3、负极片4与隔离膜5包
覆其内，以形成一种软包(pouch)电池，令该壳体2内的空间能够充分利用而减少壳体2内的无效空间。再者，该正极片3、负极片4与隔离膜5的片数不限于第8图所绘制的数量，业者能依其产品需求，而搭配相应片数的正极片3、负极片4与隔离膜5。
97.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

技术特征：
1.一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，包括：一金属壳体，其内设有一容纳空间；一正极片，位于所述容纳空间内，所述正极片由一第一基材与至少一正极活性材料涂层组成；一负极片，位于该容纳空间内，所述负极片由一第二基材与至少一负极活性材料涂层组成；至少一隔离膜，位于所述容纳空间内，且位于所述正极片与所述负极片之间，所述隔离膜能分隔所述正极片与所述负极片，以令两者不会直接相互接触；及，一电解液，为填充于该容纳空间内的溶液，所述电解液能在所述容纳空间中传递金属离子物质；其中，所述正极活性材料涂层的厚度为37
±
2μm，所述负极活性材料涂层的厚度为63
±
2μm，所述隔离膜的厚度为9
±
1μm。2.根据权利要求1所述的一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，所述第一基材与所述第二基材的材质为铝箔。3.根据权利要求2所述的一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，所述第一基材与所述第二基材的厚度为10
±
1μm，所述高容量钛酸锂电池的极片组成厚度为238
±
12μm，所述正极片与所述负极片的有效容积能量密度大于310瓦时/升。4.根据权利要求3所述的一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，所述正极片与所述负极片是经过一辊压机器分别施加于其上的拉张力为6.7
±
0.3百万帕斯卡，且拉张力的拉张水平角的倾斜度系在1.5度以内所形成。5.根据权利要求1所述的一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，所述第一基材与所述第二基材的材质为铜箔。6.根据权利要求4所述的一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，所述第一基材与所述第二基材的厚度为6
±
1μm，所述高容量钛酸锂电池的极片组成厚度为230
±
12μm，所述正极片与所述负极片的有效容积能量密度大于320瓦时/升。7.一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，包括：一金属壳体，其内设有一容纳空间；一正极片，位于所述容纳空间内，所述正极片由一第一基材与至少一正极活性材料涂层组成；一负极片，位于该容纳空间内，所述负极片由一第二基材与至少一负极活性材料涂层组成；至少一隔离膜，位于所述容纳空间内，且位于所述正极片与所述负极片之间，所述隔离膜能分隔所述正极片与所述负极片，以令两者不会直接相互接触；及，一电解液，为填充于该容纳空间内的溶液，所述电解液能在所述容纳空间中传递金属离子物质，其中，所述正极活性材料涂层的压实密度、涂层厚度、容量密度与活性物质比例的四者乘积，相当于所述负极活性材料涂层的压实密度、涂层厚度、容量密度与活性物质比例的四
者乘积。8.根据权利要求7所述的一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，所述正极活性材料涂层的涂层厚度与所述负极活性材料涂层的涂层厚度的比例为5.7：10至6.1：10。9.一种高容量钛酸锂电池，其特征在于，包括：一金属壳体，其内设有一容纳空间；一正极片，位于所述容纳空间内，所述正极片由一第一基材与至少一正极活性材料涂层组成；一负极片，位于该容纳空间内，所述负极片由一第二基材与至少一负极活性材料涂层组成；至少一隔离膜，位于所述容纳空间内，且位于所述正极片与所述负极片之间，所述隔离膜能分隔所述正极片与所述负极片，以令两者不会直接相互接触；及，一电解液，为填充于该容纳空间内的溶液，所述电解液能在所述容纳空间中传递金属离子物质，其中，所述正极活性材料涂层的厚度为37
±
2μm，所述负极活性材料涂层的厚度为63
±
2μm，所述隔离膜的厚度为9
±
1μm，且所述正极活性材料涂层的压实密度、涂层厚度、容量密度与活性物质比例的四者乘积，等于所述负极活性材料涂层的压实密度、涂层厚度、容量密度与活性物质比例的四者乘积。

技术总结
本实用新型提供了一种高容量钛酸锂电池，属于锂离子电池技术领域，包括：一金属壳体，其内设有一容纳空间；一正极片，位于所述容纳空间内，所述正极片由一第一基材与至少一正极活性材料涂层组成；一负极片，位于该容纳空间内，所述负极片由一第二基材与至少一负极活性材料涂层组成；至少一隔离膜，位于所述容纳空间内，且位于所述正极片与所述负极片之间，所述隔离膜能分隔所述正极片与所述负极片，以令两者不会直接相互接触。本实用新型实施例提供的高容量钛酸锂电池，能够改善电池制造的涂布、辊压、裁切、卷绕的制程，善用有限的物理容积空间，解决了电池容量密度的问题。解决了电池容量密度的问题。解决了电池容量密度的问题。


技术研发人员：廖福宁 羅得良
受保护的技术使用者：羅得良
技术研发日：2022.08.12
技术公布日：2023/8/13