[發明專利]一種凝膠聚合物鋰離子電池及其制備方法無效

申請號：	201010128567.9	申請日：	2010-03-19
公開（公告）號：	CN102195092A	公開（公告）日：	2011-09-21
發明（設計）人：	姚彩芳;桑成濤;孫鴻飛;趙佩云	申請（專利權）人：	深圳市比克電池有限公司
主分類號：	H01M10/058	分類號：	H01M10/058;H01M2/16;H01M10/0525
代理公司：	深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281	代理人：	龔安義
地址：	518119 廣東***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種凝膠聚合物鋰離子電池及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及電池制造領域，具體是涉及一種凝膠聚合物鋰離子電池及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池因其使用電壓高、能量密度高、循環壽命長等特點，經過近十多年的發展，已經廣泛應用于各類移動數碼產品上，并逐步向電動車領域發展，成為HEV和EV的主要供電電源之一。

目前絕大部分鋰離子電池都是液態鋰離子電池，液態電解液由鋰鹽溶解于碳酸酯類等有機溶劑中構成，因此可能造成電池鼓脹、漏液、熱失控，進而引發安全事故。固態鋰離子電池，因采用固態電解質，可以徹底解決以上問題，但是固態電解質的電導率極低，很難在常溫下應用。介于液態和固態電解質之間的凝膠態電解質很好的綜合了兩者的優點，成為目前鋰離子電池發展的新方向。

現在最主要的凝膠聚合物制作方向是美國貝爾通信研究院(BELLCORE公司)為代表的以微孔聚合物為基體的技術方法。微孔聚合物基體可以有效的吸附電解質，提高電芯的安全性能，同時擁有良好的離子導電性，能夠在較寬的溫度范圍內使用。但是Bellcore技術工藝十分復雜，需要先將聚偏氟乙烯-六氟丙烯P(VDF-HFP)溶解、再加入大量增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、二氧化硅顆粒，涂布在基板上制成P(VDF-HFP)膜，然后用大量低沸點溶劑(如甲醇)將增塑劑萃取出來，得到微孔膜，最后將微孔膜與電極層輥壓復合，于干燥間中注入液態電解液使之活化得到聚合物鋰離子電池。該技術最大的缺點是工藝過于復雜，生產成本極高，增塑劑的抽提萃取過程復雜且難以控制，熱復合過程容易產生微短路，導致電池成品率下降，所以很難大范圍地推廣應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種聚合物鋰離子電池的制備方法，其工藝簡單、制程易于控制。

本發明的技術問題是通過以下技術方案實現的。

本發明提出的凝膠聚合物鋰離子電池的制備方法包括以下步驟：a)將P(VDF-HFP)粉末溶解于有機溶劑中，配置成P(VDF-HFP)溶液；b)將無機超細粉體加入并分散在P(VDF-HFP)溶液中；c)在步驟b)所得的混合物中加入P(VDF-HFP)非溶劑，并充分混合后，制得隔膜涂覆漿料；d)將隔膜涂覆漿料均勻涂覆在基底隔膜上，干燥后得到多孔復合隔膜；e)將步驟d)所得多孔復合隔膜與正、負極片裝配成電芯，并向裝配后的電芯內注入鋰鹽液態電解液，對電芯進行加壓、加熱烘烤，制成凝膠聚合物電池。

優選的，所述步驟a)中，所述P(VDF-HFP)粉末中，VDF與HFP的質量比VDF∶HFP為100∶1～100∶20；所述步驟c)制得的隔膜涂覆漿料中P(VDF-HFP)的質量份數為2％～30％。

步驟a)中，所述有機溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃中的一種或任意幾種的組合。

所述步驟c)制得的隔膜涂覆漿料中無機超細粉體的質量份數為1％～20％。

所述無機超細粉體為Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、MgO、ZrO₂中的一種或幾種的混和物。

所述步驟c)制得的隔膜涂覆漿料中P(VDF-HFP)非溶劑質量份數為1％～30％。

所述P(VDF-HFP)非溶劑為乙醇、正丁醇、異丙醇、環己烷、去離子水、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯等物質中的一種或任意幾種的組合。

步驟e)中對電芯進行加壓、加熱烘烤的加壓壓強為0.1MPa～1.0MPa，加熱溫度為60℃～100℃。

所述加壓壓強為0.4MPa～1.0MPa。

步驟d)中將隔膜涂覆漿料涂覆在基底隔膜后，于室溫～100℃溫度下進行干燥處理得到多孔復合隔膜。

步驟e)中烘烤的時間為0.5h～10h。

所述基底隔膜采用PP、PE、PP/PE/PP隔膜，隔膜厚度為5～30um。

步驟d)中通過流延涂布法、刮刀涂布法、噴涂法、輥涂法、浸涂法、或凹版印刷法將隔膜涂覆漿料涂覆在基底隔膜表面。