[發明專利]軟殼鋰離子電池及制造方法

有效

• 申請號: 02134371.3
• 申請日: 2002-07-17
• 公開（公告）號: CN1389938A
• 公開（公告）日: 2003-01-08
• 發明（設計）人: 薛建軍;唐致遠;劉建華
• 申請（專利權）人: 廣州市鵬輝電池有限公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M10/38
• 代理公司: 廣州市華創源專利事務所有限公司
• 代理人: 梁新杰

本發明軟殼鋰離子電池及制造方法屬于電池領域，特別是涉及一種非水電解質二次鋰離子電池及其制造方法。

近年來，隨著手提式電子設備，例如小巧、重量輕的移動電話或手提電腦的流行，已大量研究和開發具有體積小、輸出穩定和通過多次充電可長期使用的二次電池，從能量密度的角度來說，采用金屬鋰作為非水電解質電池的負極是最好的，但是由于金屬鋰負極在充放電循環過程中由于鋰枝晶的形成使二次電池的內部短路，并可造成嚴重的安全問題。通常鋰離子電池是由石墨等鋰離子可可逆嵌入遷出的負極材料和鋰離子可可逆嵌入遷出的LiCoO₂等正極材料組成的，并已擁有很大的市場。但是現有技術下的鋰離子電池，其外殼幾乎全部使用由不銹鋼、鋁等金屬材料制成的容器，使用這些外殼材料類型的電池，不得不使電池的重量很大，以致于使非水電解質電池特別是使鋰離子電池的重量能量密度下降，并且這類電池存在著漏液，和電池內部腐蝕等問題，在一些要求高的地方應用受到限制。和本發明采用相類似外殼的聚合物電池，例如中國發明專利CN?1317512A揭示了聚合物電池及電池的制造方法，其采用了以丙稀酸脂系列衍生物為單體和交聯劑，在熱引發劑引發下，通過熱化學方法使液態電解質溶液與丙烯酸脂聚合物形成凝膠態的聚合物電解質材料，但是在上述方法所制造的聚合物電池中，液態有機電解液被束縛在一定的范圍之內，使電解質呈固態或者是類固態的狀態，雖然減輕了現有技術下電池存在易漏液、腐蝕等問題，但是由于聚合物電解質在室溫下尤其是在低溫下離子電導率非常低，使得這種電池在低溫下的性能惡化，尤其這類電池，存在著制造方法復雜、制備工藝要求高，使得電池的生產成本高等不足。

本發明的目的在于提高鋰離子電池的能量密度，消除鋰離子電池容易漏液、腐蝕金屬外殼等問題，降低鋰離子電池或聚合物鋰離子電池的生產成本，提供一種制備工藝簡單、電池的低溫放電性能好的軟殼鋰離子電池及制造方法。

本發明的鋰離子電池是由鋰離子能夠可逆嵌入遷出的電材料為主的正極極片和負極極片，分離正極極片和負極極片的隔離膜，分別在正極電流基體上和負極電流基體上引入用來提供輸出電流的極耳和電池的外包裝殼體組成，電池的外包裝殼體是三層以上的復合薄膜，最內層為具有良好熱封性能的聚乙烯和聚丙烯材料，中間含有一層具有良好阻隔性能的鋁箔，最外層是一層以上的具有保護功能的多層薄膜層，采用具有保護功能的材料，可按照不同的功能添加合適的薄膜層，可采用的多層薄膜層的保護功能的材料有：PET/Al/PE；PET/Al/PP；BOPP/Al/PE；PA/Al/CPP等，其中PET為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜，PE為聚乙烯薄膜，PP為聚丙烯薄膜，BOPP為雙向拉伸聚丙烯薄膜，CPP為流延聚丙烯薄膜，PA為聚酰胺薄膜。復合薄膜可使用干式復合技術，擠出涂布復合技術，共擠出復合技術等，技術時的工藝流程需按照薄膜的化學性質確定，例如擠出復合典型的工藝流程可如下：鋁箔放卷，涂布輥進行輥涂上膠，同薄膜復合，加熱烘道干燥，成品收卷。在極耳與電池的外包裝殼體密封處施加高分子熱熔膠樹脂材料，保證極耳和電池的外包裝殼體的粘結性能，所用的高分子樹脂包括：EVA型、聚酰胺型、聚氨酯型、改性聚烯烴等熱熔膠，也可以選用環氧樹脂膠粘劑、酚醛樹脂膠粘劑、丙烯酸酯膠粘劑等，優先選用EVA型和改性聚烯烴型熱熔膠，通過在極耳和相對應的外包裝殼體密封處貼上一層熱溶膠，然后在加熱加壓方式下使兩者達到復合，加熱的溫度和熱溶膠的性質有關，例如改性聚合烯烴的熱合溫度在100℃到200℃之間。

本發明所采用的鋰離子可可逆嵌入遷出的正極電材料有：鋰混合過渡金屬氧化物，過渡金屬優先從鈷、錳、鎳中選??；金屬硫化物；以及具有Olive相結構的化合物。鋰混合過渡金屬氧化物中，LiCoO2、LiNiO2、LiNixCo1-xO2、LiMn2O4以及它們的一些摻入其它離子的化合物尤其適合于本發明的應用中，摻入的離子可從其它不屬于上述化合物中的元素中選取，其它鋰金屬氧化物有LiMnO2、LiFeO2、V2O5、MoO2、TiO2。金屬硫化物可選擇ZnS、TiS2、MoS2等材料。屬于Olive型相結構的化合物有LiFePO4以及此種化合物中摻入其它離子形成的衍生物，摻入的離子可從其它不屬于此種化合物中的元素中選取。