[實用新型]一種超薄型、可彎曲高分子鋰離子電池

無效

• 申請號: 200620064938.0
• 申請日: 2006-09-27
• 公開（公告）號: CN200997422Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 黃穗陽
• 申請（專利權）人: 黃穗陽
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種鋰離子電池，尤其涉及一種超薄型、可彎曲的高分子鋰離子電池，或稱為聚合物鋰離子電池。該電池可以反復充電放電，多次循環使用。

背景技術

使用不銹鋼或鋁金屬外殼的金屬殼鋰離子電池自1990年問世和1993年規模生產以來，以其它電池(鎳鎘和鎳氫電池)所不可比擬的卓越性能而快速發展，迅速占領了許多市場領域。在全球數百億美元的數碼電池產品市場中，金屬殼鋰離子電池作為高技術新能源產品已廣泛地應用于手機、筆記本電腦、手提電腦、個人數字助理、數碼攝像機、數碼相機、便攜式DVD/VCD/CD和MP3播放機等，已成為各種現代移動通訊裝置和電子設備不可缺少的部件，為在移動中從事各種商務活動例如辦公、通訊、管理、控制和在移動中娛樂提供了許多方便。但是，隨著技術的更新和發展，市場對移動電源提出了更高的要求，例如更薄、更輕、任意形狀、更高能量密度、更安全和更低價格等。方形金屬殼鋰離子電池由于自身結構特點，其電池的厚度不可能小于1毫米，更不可能彎曲變形。在超薄型和可彎曲電池應用領域中出現產品空白。

在市場需求的推動下，使用鋁塑復合膜作為外殼的軟包裝鋰離子電池應運而生，改善了鋰離子電池使用過程中發生起火和爆炸等安全性問題。然而，從技術性能來說，現有軟包裝鋰離子電池在超薄型和可彎曲電池領域中應用時，存在如下缺陷：

(1)軟包裝鋰離子電池中使用液態電解質，存在于正、負電極片和隔膜之間的電解液，使這三個電池元件處于松散和無粘合力的狀態。在環境溫度變化時，電解液容易發生體積膨脹，甚至氣化，導致電池內部結構厚度急劇增加，正、負電極片和隔膜三者分離。由于軟包裝鋰離子電池的外殼使用的不是剛性金屬材料，而是軟性鋁塑復合膜，這種電池內部結構厚度的急劇增加，在沒有剛性外殼的限制下，直接以電池整體厚度的增加反應出來，導致電池外形尺寸的明顯超標，超過技術指標要求的幾倍甚至十幾倍，庫存的電池因無法裝配而報廢，已經裝配在移動裝置中的電池，可能因電池的體積膨脹損壞周圍的元器件。

(2)正、負電極片和隔膜這三個電池元件，在電解液體積膨脹，三者分離時，電池的一系列電化學特性將會變差。例如，電池內阻增加，放電容量減少，循環壽命降低，電池的各項功能將迅速衰退和失效。

(3)超薄電池的表面積較大，容易受到外界的沖擊和損壞。使用電解液的軟包裝鋰離子電池容易出現漏液現象，對電池周圍的元器件產生化學腐蝕。

因此，金屬殼鋰離子電池和軟包裝鋰離子電池都不能滿足超薄型和可彎曲的需求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種超薄型、可彎曲高分子鋰離子電池，在數碼移動裝置的正常使用溫度范圍內，電池的厚度變化極小，不但可以是超薄型，而且，可以彎曲，以適應超薄型數碼移動裝置在使用時外形的變化。

本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現：

一種超薄型、可彎曲高分子鋰離子電池，其主要由四種復合元件構成：

1a、負電極復合元件，其在金屬銅箔表面涂布有負電極涂層構成負電極片，并以CPP防漏膜包覆的鎳極耳為負極引線；

1b、正電極復合元件，其在金屬鋁箔表面涂布有正電極涂層構成正電極片，并以CPP防漏膜包覆的鋁極耳為正極引線；

1c、電解質復合元件，其在聚乙烯-丙烯隔膜兩側表面設有凝膠態電解質層，所述凝膠態電解質層將負電極復合元件及正電極復合元件分別粘合于聚乙-丙烯隔膜兩側面；

1d、外殼，是由多層聚乙烯膜+鋁箔+聚丙烯膜+聚酰胺膜組成的鋁塑復合膜外殼；

其中，所述負電極復合元件、正電極復合元件及電解質復合元件共同構成電池芯，而所述外殼包裹住所述電池芯。

本實用新型的關鍵在于采用了凝膠態電解質層，具體是使用本申請人已經獲得授權的發明專利(專利號為ZL02108832.2)中提供工藝方法，在正、負電極片和隔膜之間制備凝膠態電解質層，將三者粘接固化在一起，形成一個整體，不僅可以有效克服軟包裝鋰離子電池體積變化、特別是厚度膨脹的問題，而且達到防止電池漏液的目的，以便有效地保證電池的技術性能和外形指標。

所述負電極涂層由活性物、導電劑、粘結劑構成，活性物包括無機材料例如碳粉、碳纖維、石墨粉和石墨纖維等，金屬合金例如鋰合金和金屬氧化物例如錫基氧化物和硅基氧化物。