[發明專利]一種超薄鋰離子二次電池

無效

• 申請號: 201210430281.5
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102969539A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 吁霽
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01M10/0585
• 分類號: H01M10/0585;H01M10/0525;H01M2/16
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及鋰離子二次電池技術領域，特別是涉及一種超薄鋰離子二次電池及其制作方法。

背景技術

自從SONY公司將鋰離子二次電池投放市場以來，鋰離子二次電池由于能量密度大、壽命長在人們的日常生活中占據越來越重要的位置。在手機、MP4、MP3和筆記本電腦等領域使用的電池一般體積較大，而在一些特殊應用場合如RFID標簽、智能卡、醫療設備等則要求在滿足其性能的條件下越薄越好。除保護電路外，鋰離子二次電池的電芯一般由正極極片、隔膜和負極極片依次多層疊加或卷繞而成，并注有電解液。電芯的最外層由鋁塑膜或其它材料封裝。目前，超薄鋰離子二次電池一般采用單層結構，即只有一層正極、隔膜和負極疊合，并用鋁塑膜封裝，如CN202231114U一種超薄新型聚合物鋰離子電池和CN102244290A一種超薄鋰離子電池所述的超薄鋰離子電池。為保證電芯封裝后與空氣中的水汽隔絕，鋁塑膜的厚度一般在100μm左右，上下兩層加起來厚度超過200μm左右。這種結構的超薄鋰離子電池封裝材料的厚度占據了整個電池厚度一半以上的空間，造成電池實際有效成分含量較低，電池容量較小。

發明內容

本發明的目的是提出一種超薄鋰離子二次電池。

本發明所述的超薄鋰離子二次電池，包括正極極片（1）、正極活性材料（2）、固態電解質膜（6）、負極極片（3）、負極活性材料（4）、環形改性聚丙烯膜（5）以及絕緣材料（7）。正極極片（1）單面涂覆正極活性材料（2），負極極片（3）單面涂覆負極活性材料（4），且在正、負極片四周留有1-5mm寬的空白。將正極極片（1）、固態電解質膜（6）、環形改性聚丙烯膜（5）和負極極片（3）依次疊合后真空熱封構成一個單體電池，電池外表面包裹或涂覆一層絕緣材料（7）。正、負極耳分別由正極極片和負極極片延伸構成。

本發明所述的正極極片采用鋁箔，其厚度在10μm-50μm。

本發明所述的負極極片采用銅箔，其厚度在10μm-50μm。

本發明所述的正極活性材料為LiCoO₂、LiNi_xCo_1-xO₂、LiMn₂O₄或LiFePO₄，以及其它鋰離子電池正極材料。

本發明所述的負極活性材料為石墨或Li₄Ti₅O₁₂，以及其它鋰離子電池負極材料。

本發明的優點是由于電芯不是采用鋁塑膜封裝，而是采用正、負極極片直接熱封，可以大大減小電池的整體厚度，提高活性材料的用量，在同等規格的超薄電池中具有更高的容量。電池整體結構簡單，易于裝配。電池采用固態電解質膜為隔膜，避免使用液態電解液，提高了電池的安全性。

附圖說明

圖1?超薄鋰離子二次電池結構示意圖。

圖2?超薄鋰離子二次電池外正面觀示意圖。

圖3超薄鋰離子二次電池外側面觀示意圖。

圖4?超薄鋰離子二次電池正極片示意圖。

圖5?超薄鋰離子二次電池負極片示意圖。

圖6?超薄鋰離子二次電池改性聚丙烯膜示意圖。

其中，1為正極極片、2為正極活性材料、3為負極極片、4為負極活性材料、5為環形改性聚丙烯膜、6為固態電解質膜，7為絕緣材料。

具體實施方式

本發明將結合附圖作進一步說明。

實施例1。

正極極片1由厚度為30μm的鋁箔構成，長、寬分別為25mm和35mm。正極極片的中心涂有厚度為100μm，含質量比85%的?LiCoO₂正極活性材料，四周留有5mm寬的空白。負極極片3由厚度30μm的銅箔構成，長寬與正極極片一致。負極極片的中心涂有厚度100μm負極活性材料石墨并在四周留有5mm寬的空白。環形改性聚丙烯膜的厚度為50μm，其作用是通過熱封將正極片1和負極片3貼合并密封。固態電解質膜6鋰磷氧氮化合物LiPON，厚度2μm。上述模塊依次按圖1所示順序疊合后熱封。電池的正、負極耳分別由正、負極集流體向外延伸形成，如圖4和圖5所示。極耳的長度和寬度可視具體應用環境而定，其典型值為長3-5mm，寬2-3mm。為防止電池在應用過程中與其它電子元器件接觸發生短路，在電池的外表面貼合一層厚度為10μm的絕緣材料。電池的整體厚度不大于300μm，并3.0-4.2V電壓窗口間能提供25mAh的連續容量。

實施例2。