[發(fā)明專利]薄膜鋰離子電池的制備方法

有效

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• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103545556A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王佳平;范守善
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M4/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種薄膜鋰離子電池的制備方法，其包括以下步驟：

提供一正極材料層；

在正極材料層的表面設(shè)置一正極集流體形成一正極片，該正極集流體包括一石墨烯層；

提供一負(fù)極材料層；

在負(fù)極材料層的表面設(shè)置一負(fù)極集流體形成一負(fù)極片；以及

設(shè)置一固體電解質(zhì)薄膜于正極片和負(fù)極片之間，并將該正極片、固體電解質(zhì)薄膜和負(fù)極片封裝于一外部封裝結(jié)構(gòu)中。

2.如權(quán)利要求1所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述提供一正極材料層的過程包括以下步驟：制備一碳納米管原料；提供正極活性物質(zhì)及一溶劑；將該碳納米管原料和正極活性物質(zhì)加入至所述溶劑中，并超聲分散使該碳納米管原料和正極活性物質(zhì)相互混合形成一混合物；將該混合物從溶劑中分離，干燥該混合物后，形成所述正極材料層。

3.如權(quán)利要求2所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述提供碳納米管原料的方法包括：在一基底上制備一碳納米管陣列；以及將碳納米管陣列從所述基底上刮下獲得碳納米管原料。

4.如權(quán)利要求2所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述溶劑為乙醇、乙二醇、丙醇、異丙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或水中的一種或幾種。

5.如權(quán)利要求1所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述正極集流體為一石墨烯層，在所述正極材料層表面形成該石墨烯層的步驟包括：

提供一金屬薄膜基底；

將上述金屬薄膜基底放入反應(yīng)室內(nèi)，在高溫下通入碳源氣體，在金屬薄膜基底的表面沉積碳原子形成石墨烯；

將所述金屬薄膜基底冷卻至室溫，從而在所述金屬薄膜基底的表面形成一層石墨烯層；以及

將該石墨烯層轉(zhuǎn)移至正極材料層表面。

6.如權(quán)利要求1所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述正極集流體由一石墨烯層和一碳納米管層組成，該正極集流體形成于正極材料層表面的方法包括：

在正極材料層的表面形成一石墨烯層；

提供一碳納米管陣列，將該碳納米管陣列轉(zhuǎn)移至該石墨烯層的表面；以及

碾壓所述碳納米管陣列，在正極材料層表面形成該碳納米管層。

7.如權(quán)利要求6所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述碳納米管陣列形成于一基底上，所述轉(zhuǎn)移碳納米管陣列的方法為將形成有所述碳納米管陣列的基底倒扣在所述石墨烯的表面，使該碳納米管陣列的表面與該石墨烯的表面接觸，從而使該碳納米管陣列夾持在該基底與石墨烯層之間。

8.如權(quán)利要求7所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述碾壓該碳納米管陣列的步驟包括：通過該基底對碳納米管陣列施加一定的壓力，使碳納米管陣列傾倒后形成該碳納米管層。

9.如權(quán)利要求1所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述提供一負(fù)極材料層的過程包括以下步驟：制備一碳納米管原料；提供負(fù)極活性物質(zhì)及一溶劑；將該碳納米管原料和負(fù)極活性物質(zhì)加入至所述溶劑中，并超聲分散使該碳納米管原料和負(fù)極活性物質(zhì)相互混合形成一混合物；將該混合物從溶劑中分離，干燥該混合物后，形成所述負(fù)極材料層。

10.如權(quán)利要求1所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述設(shè)置一固體電解質(zhì)薄膜在正極片和負(fù)極片之間的方法為：將正極片與負(fù)極片分別設(shè)置于所述固體電解質(zhì)薄膜兩側(cè)并壓合，形成一個電池單元，其中，隔膜的兩側(cè)分別與正極材料層和負(fù)極材料層接觸。

11.一種薄膜鋰離子電池的制備方法，其包括以下步驟：

提供一固體電解質(zhì)薄膜，該固體電解質(zhì)薄膜具有相對的第一表面和第二表面；

形成一正極材料層于固體電解質(zhì)薄膜的第一表面上；

在正極材料層的表面設(shè)置一正極集流體形成一正極片，該正極集流體包括一石墨烯層；

形成一負(fù)極材料層于固體電解質(zhì)薄膜的第二表面上；

在負(fù)極材料層的表面設(shè)置一負(fù)極集流體形成一負(fù)極片；以及

將該正極片、固體電解質(zhì)薄膜和負(fù)極片封裝于一外部封裝結(jié)構(gòu)中。

12.如權(quán)利要求11所述的薄膜鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述形成一正極材料層于固體電解質(zhì)薄膜的第一表面上的方法為將含有正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑及粘結(jié)劑的正極材料漿料涂在固體電解質(zhì)薄膜的第一表面上。