[發明專利]一種高電壓鋰離子電池、復合電極對及制備方法

有效

• 申請號: 201110344610.X
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102420312A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 陳永翀;李彥菊;王秋平;張萍;韓立
• 申請（專利權）人: 北京好風光儲能技術有限公司;中國科學院電工研究所
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M2/16;H01M10/0525;H01M4/139
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

1.一種高電壓鋰離子電池的復合電極對，其特征在于：包括多孔隔膜、正極混合物和負極混合物，所述多孔隔膜的一面涂布有包括正極活性材料、導電劑和膠粘劑的正極混合物，另一面涂布有包括負極活性材料、導電劑和膠粘劑的負極混合物，所述多孔隔膜的四周邊緣留有寬度大于5mm的未涂布空白區域。

2.如權利要求1所述的復合電極對，其特征在于：所述多孔隔膜材料為聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯或其它電子不導電的多孔聚合物材料，或者，所述多孔隔膜材料為玻璃纖維無紡布、合成纖維無紡布、陶瓷纖維紙或其它電子不導電的無機非金屬材料與有機聚合物的復合多孔材料。

3.如權利要求1所述的的復合電極對，其特征在于：所述正極活性材料為含鋰的磷酸亞鐵鋰、摻雜鋰錳氧化物、鋰鈷氧化物、鋰鎳鈷氧化物、鋰鎳錳鈷氧化物以及其它含鋰金屬氧化物的一種或幾種混合物；所述負極活性材料為能夠可逆嵌鋰的鋁基合金、硅基合金、錫基合金、鋰鈦氧化物、碳材料的一種或幾種混合物；所述導電劑為炭黑、碳纖維、金屬顆粒中的一種或幾種混合物。

4.一種高電壓鋰離子電池，其特征在于，包括如權利要求1所述的復合電極對、復合集流體和電解液，所述復合集流體為一片由厚度小于50微米的鋁箔與厚度小于50微米的銅箔復合構成的復合金屬箔膜，多個復合電極對和復合集流體交替疊加構成一塊體，所述復合電極對與復合集流體之間有一層厚度小于10微米的電子導電膠粘層，上述塊體的上、下表面為復合集流體，且該塊體內部的復合電極對浸泡在電解液中。

5.如權利要求4所述的高電壓鋰離子電池，其特征在于：所述電子導電膠粘層為膠粘劑與金屬或碳材料導電劑的混合物，所述導電劑的質量百分數大于60％，所述電子導電膠粘層厚度小于10微米。

6.如權利要求4所述高電壓鋰離子電池，其特征在于：所述膠粘劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、淀粉、羥甲基纖維素、再生纖維素、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、環氧樹脂、酚醛樹脂及各類合成絕緣膠粘劑材料的一種或幾種混合物。

7.一種復合電極對的制備方法，其特征在于：

a、將正極活性材料、導電劑、膠粘劑混合于溶劑中得到正極漿料，涂布于所述多孔隔膜的一面，在溫度為60～110℃范圍內干燥；同時，將負極活性材料、導電劑、膠粘劑混合于溶劑中得到負極漿料，涂布于多孔隔膜的另一面，在溫度為60～110℃范圍內干燥；

b、在壓力為6～20MPa范圍內壓片，裁剪后制得復合電極對。

8.一種高電壓鋰離子電池的制備方法，其特征在于：該方法包含以下步驟：

a、如權利要求7中所述方法制備復合電極對；

b、將導電劑和膠粘劑混合于溶劑中，制成漿料，涂覆在復合電極對的兩面形成厚度小于10微米的電子導電膠粘層；

c、將多個兩面涂布有電子導電膠粘層的復合電極對和多個復合集流體交替疊加，并分別將復合電極對涂布有正極活性材料的表面與復合集流體的鋁箔粘接，復合電極對涂布有負極活性材料的表面與復合集流體的銅箔粘接，制成一個塊體，塊體的上下表面為復合集流體；

d、上述塊體抽真空干燥后，在塊體的上下表面施加小于6MPa的壓力并注入電解液，然后采用絕緣膠粘劑將復合集流體的邊緣部位粘接封閉且相互絕緣，并將塊體表面正極與正極極耳連接，塊體表面負極與負極極耳連接，清洗封裝后包裹外殼形成高電壓鋰離子電池。

9.如權利要求8中所述的制備方法，其特征在于：所述步驟d中的絕緣膠粘劑為：環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂、氨基丙烯酸樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚丁二烯樹脂、有機硅樹脂或橡膠基樹脂中的一種或多種。

10.如權利要求7和權利要求8中所述的制備方法，其特征在于：所述的溶劑為：去離子水、異丙醇、N-甲基吡咯烷酮、二甲基酰胺和二甲基乙酰胺或者上述材料的衍生物中的一種或多種。