[發明專利]安全高能折殼鋰離子電池及其生產工藝

無效

• 申請號: 200710075653.6
• 申請日: 2007-08-13
• 公開（公告）號: CN101369674A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 黃穗陽
• 申請（專利權）人: 黃穗陽
• 主分類號: H01M10/38
• 分類號: H01M10/38;H01M2/02;H01M2/08;H01M2/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型二次鋰離子電池的制備方法和生產工藝。該鋰離子電 池使用創新設計和獨特制備的金屬/高分子復合折殼和安全閥裝置，不僅顯著 增強了電池的安全性，而且也提高了電池容量，并且克服了目前技術生產的液 態鋰離子電池的問題和聚合物軟包裝電池的各種缺陷，提升了電池的可靠性。 該工藝技術不僅可以生產應用于藍牙、手機等電子產品的數碼電池，而且可以 生產大容量和高功率的動力電池，應用于電動車、航空和航天等等大型設備。

本發明的折殼鋰離子電池也可稱為硬殼聚合物鋰電池，根據電池外殼使用 的不同金屬材料，折殼鋰離子電池還可以有不同的名稱。例如，使用鋁合金材 料時，鋁金屬折殼鋰離子電池可簡稱為鋁折殼鋰離子電池，鋁扣盒鋰離子電池 或鋁套殼鋰離子電池。使用不銹鋼殼時，不銹鋼折殼鋰離子電池可簡稱為鋼折 殼鋰離子電池，鋼扣盒鋰離子電池或鋼套殼鋰離子電池。

背景技術

目前，在消費者電子和數碼產品領域中，主要有二種鋰離子電池：液態鋰 離子電池和聚合物軟包裝鋰離子電池。液態鋰離子電池使用不銹鋼殼或鋁殼， 液體電解質溶液。聚合物軟包裝鋰離子電池使用鋁/塑料復合膜(鋁塑復合膜) 作為外殼和聚合物電解質。這二種鋰離子電池分別于1993年和2000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迅速占領了許多 市場領域，得到了迅猛的發展。作為高技術新能源產品，液態鋰離子電池和聚 合物鋰離子電池已廣泛地應用于手機、筆記本電腦、掌上電腦、個人數字助理 (PDA)、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設備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、管理企業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，市場對移動設備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。現有技術生產的液態鋰離子電 池和聚合物軟包裝鋰離子電池不僅在薄、輕、任意形狀和能量密度方面不僅不 能滿足要求，而且還存在如下問題和缺陷：

(1)安全性較差：液態鋰離子電池發生爆炸燃燒等安全事故，已經在國內外 各類媒體中有大量的報道。一個典型的例子是，2006年10月在日本召 開的國際會議中，發生了日本索尼液態鋰離子電池在美國戴爾筆記本電 腦中爆炸的事故，反映出液態鋰離子電池安全隱患的冰山一角。液態鋰 離子電池發生爆炸燃燒會導致人身傷害和財產損失，索尼為其安全事故 付出了4億多美元的代價，全球招回其產品并進行經濟賠償。大量液態 鋰離子電池發生爆炸燃燒等安全事故的發生，導致國際航空組織對于鋰 電池產品實施禁止或限制空運，國際電工協會(IEEE)制定對鋰電池產品 銷售和使用更加嚴格的規定。另一個典型的例子是，2007年6月19日 在我國甘肅發生全球首列手機液態鋰離子電池爆炸導致人員死亡事故， 盡管手機電池較小，但是爆炸威力較大，致使受害人當場死亡。手機電 池變成炸彈，此次事故引起國家相關部門對鋰電池安全性的高度重視。

液態鋰離子電池發生爆炸燃燒的原因是，電池內部使用了液態電解 質和電池外部使用了剛性堅硬金屬外殼。當電池溫度升高時，液態電解 質發生氣化、體積膨脹巨變，并與電池材料發生非正常化學反應，在電 池內部產生大量熱能和巨大氣壓。電池的剛性堅硬金屬外殼，與電池內 壓相抗衡到達臨界值時，因無法承受電池內部持續增長的巨大氣壓而發 生爆炸。

大多數金屬殼液態鋰離子電池裝備氣壓安全閥，但是由于氣壓安全 閥的精度較差，不能在預定的壓力下打開閥門，釋放電池內壓，也就是 說安全閥失效或無效。因此，即使裝備了現有技術生產的安全閥，液態 鋰離子電池仍然發生爆炸燃燒等安全事故。