[發明專利]一種鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201410038320.6
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103762386A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 胡玉華
• 申請（專利權）人: 江蘇品德環保科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛

技術領域

本發明涉及一種鋰離子二次電池，包括正極、負極和電解液。

背景技術

最近幾年中，出現了大量便攜式電子設備如攝像機(camcorder)、蜂窩電話和膝上型電腦，并試圖減小它們的尺寸和減輕它們的重量。于是，積極促進了電池的發展，特別是作為電子設備的便攜電源的二次電池的發展。其中，鋰離子二次電池由于能夠獲得高能量密度而受到關注。

發明內容

一種二次電池，包括正極、負極和電解質以及正極和負極之間的聚丙烯的多孔膜構成的220nm的隔板，其中，正極的制造方法包括，混合鈷酸鋰、科琴黑和聚丙烯、氟樹脂，鈦纖維，將混合物溶解在NMP中，其中正極活性物質鈷酸鋰中添加相對鈷酸鋰重量百分之2.5的鄰苯二甲酸酐酸酐；負極的制作方法包括，集電體采用厚度180nm，表面粗糙度為1.5nm的銅箔，其上采用rf濺射法，在室溫條件下采用0.1Pa的反應壓力利用180W的直流和交流共同作用的源對靶材進行濺射得到，濺射之前，對靶材形成150nm厚度的絕緣薄膜，最終得到厚度60nm的非晶硅薄膜。其中負極還可以采用蒸鍍發、噴鍍法和CVD法進行制造。還可以為非水電解質電池。

其中，聚乙烯聚丙烯等由于具有良好的再生性和無毒無害性，是目前公認的環保型聚合物越來越被廣泛的使用。同時，其粘結性強，本身膨脹/收縮性能穩定。同時，采用鐵纖維摻雜。更進一步均勻粘結劑分布，防止粘結劑顆粒狀糾結成團。降低了粘結劑的剝離性，提高的電池的循環效率。

鐵纖維材料的制備：

采用水熱法。將硝酸亞鐵、檸檬酸鈉和蒸餾水按照1.5:3:50的比例混合后，向混合物加入明膠，得到水溶膠。利用強堿弱酸鹽將水溶膠的ph值至8.5，于240-300攝氏度下反應3小時制得。

其中，四氧化三鐵纖維材料具有粗糙表面，為表面多孔的四氧化三鐵纖維。這種纖維結構極大的增加了其比表面積，有利于吸附或分散在粘結劑之中，其長度與直徑的比為4-6。其表面的孔的直徑為20-30nm。

直徑為100-150nm。以得到適合的孔徑與直徑的比率，從而有效提高纖維的分散性和具有適度吸附性。四氧化三鐵纖維材料占粘結劑材料總重量比為0.3-4.6％。

另外，對負極集電體采用濺射方法制造，其中，包括采用直流源、交流源并聯的方式對靶材進行濺射，并由于在靶材上形成150nm厚度的絕緣薄膜，導致其濺射過程更加穩定，防止不規則的靶中毒現在在靶表面累計丘形絕緣層導致濺射過程的不穩定以及熄火，并且可以通過提高源電壓來提高濺射效率。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施方案的二次電池的部件分解透視圖。

圖2是沿著圖1的II-II線的螺旋卷繞電極體的截面圖。

具體實施方式

根據本發明的一個實施方案，該二次電池使用鋰作為電極活性物(reactant)，并且包括螺旋卷繞的電極體20，在膜狀包封部件30中，陰極端子11和陽極端子12連接在該電極體20上，從包封部件30的內部向外部引出陰極端子11和陽極端子12，例如，以相同的方向。陰極端子11和陽極端子12是由例如片狀或網狀金屬材料如鋁(Al)、銅(Cu)、鎳或不銹鋼制成。

包封部件30是由例如包括尼龍膜、鋁箔和聚乙烯膜并以此順序結合的矩形鋁疊層膜制成。設置包封部件30使得每個包封部件30的聚乙烯薄膜面向螺旋卷繞的電極體20，并且包封部件30的邊緣部分通過熔化結合或粘結劑相互粘合。粘結劑膜31嵌入在包封部件30和陰極端子11和陽極端子12之間用于阻止外部空氣的進入。粘結劑膜31是由例如對陰極端子11和陽極端子12具有粘附力的材料制成，例如聚烯烴樹脂如聚乙烯，聚丙烯，改性聚乙烯或改性聚丙烯。

圖2顯示了沿著圖1的II-II線的螺旋卷繞的電極體20的截面圖。螺旋卷繞的電極體20是包括一對陰極21和陽極22的螺旋卷繞的疊層體，且其間具有隔膜23和電解質24，并且該螺旋卷繞的電極體20的最外部分受到防護帶25的保護。

陰極21包括例如具有一對外表面的陰極集流體21A和設置在該陰極集流體21A兩側的陰極活性材料層21B。陰極集流體21A在縱向的一端具有暴露部分，在該暴露部分不設置陰極活性材料層21B，并且陰極端子11與該暴露部分連接。陰極集流體21A是由例如金屬箔如鋁箔、鎳箔或不銹鋼箔制成。該陰極活性材料層21B包括一種或兩種或更多種的可以嵌入和脫出鋰的陰極材料作為陰極活性材料，并且如果需要，陰極活性材料層21B可以包括導電劑和粘結劑。