[發明專利]柔性鋰離子電池封裝膜、鋰離子電池封裝方法及電池

在審

• 申請號: 201911412446.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111384316A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 武漢瑞科美新能源有限責任公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 武漢大楚知識產權代理事務所(普通合伙) 42257
• 代理人: 徐楊松

1.一種柔性鋰離子電池封裝膜，其特征在于：所述柔性鋰離子電池封裝膜由外至內依次由聚合物薄膜外層、無機氧化物阻隔層和聚合物薄膜內層組成。

2.根據權利要求1所述的一種柔性鋰離子電池封裝膜，其特征在于：所述聚合物薄膜外層為聚酰亞胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙烯/乙烯醇共聚物薄膜、聚二甲基硅氧烷中的一種；

所述聚合物薄膜外層的厚度為20～100μm。

3.根據權利要求2所述的一種柔性鋰離子電池封裝膜，其特征在于：所述無機氧化物阻隔層為Al₂O₃、TiO₂、ZnO、HfO₂中的一種或幾種的復合層，其采用原子層沉積或濺射的方法沉積在聚合物薄膜外層上；

所述無機氧化物阻隔層的厚度為5-200nm。

4.根據權利要求2所述的一種柔性鋰離子電池封裝膜，其特征在于：

所述聚合物薄膜內層為聚乙烯、聚丙烯或乙烯/乙烯醇共聚物層，其采用涂布的方法涂布在無機氧化物阻隔層上；

所述聚合物薄膜內層的厚度為20-40μm。

5.一種柔性鋰離子電池封裝方法，其特征在于包括以下步驟：

S1制備權利要求1至4任一所述的柔性鋰離子電池封裝膜，分別作為正極封裝膜和負極封裝膜；

S2將納米層銅箔或鋁箔采用沉積或濺鍍在正極封裝膜和負極封裝膜的內層聚合物薄膜內側，分別形成正極集流體層和負極集流體層；

S3將正極活性材料和負極活性材料分別沉積或涂布在正極集流體層和負極集流體層上，分別形成正極活性材料層和負極活性材料層；

S4將固態電解質液體分別涂覆在正極活性材料層和負極活性材料層上，分別形成正極固態電解質層和負極固態電解質層；

S5將正極固態電解質層與負極固態電解質層的固態電解質面熱壓合粘結封裝，采用熱封設備將電池四周加熱，內層聚合物融化，隨后冷卻，完成封裝。

6.根據權利要求5所述的柔性鋰離子電池封裝方法，其特征在于：所述正極活性材料以NCM532三元材料為主料，配合粘結劑、導電劑為輔料，S3中，先將正極活性材料：粘結劑：導電劑按照93：3：4的比例混合成漿料，然后均勻涂敷在正極集流體上。

7.根據權利要求5所述的柔性鋰離子電池封裝方法，其特征在于：所述負極活性材料以石墨為主料，配合粘結劑、導電劑為輔料，S3中，負極極片制作時，先將負極活性材料：粘結劑：導電劑按照95：3：2的混合成漿料，然后均勻涂敷在負極集流體上。

8.根據權利要求5所述的柔性鋰離子電池封裝方法，其特征在于：所述固態電解質為陶瓷粉體與聚環氧丙烷、聚硅氧烷、聚偏氟乙烯的一種或者多種的混合物。

9.根據權利要求5所述的柔性鋰離子電池封裝方法，其特征在于：所述S5中，熱封條件為加熱溫度150-190℃、加壓壓力0.2-0.6MPa、時間3-5s。

10.一種一體化柔性鋰離子電池，其特征在于，所述柔性鋰離子電池由上述權利要求4-8任一項所述的柔性鋰離子電池封裝方法制備得到。

11.根據權利要求10所述的一種柔性鋰離子電池，其特征在于：包括正極和負極，負極封裝膜包括負極聚合物薄膜外層(11)，所述負極聚合物薄膜外層(11)上濺射負極無機氧化物阻隔層(12)，所述負極無機氧化物阻隔層(12)上涂布負極聚合物薄膜內層(13)，所述負極聚合物薄膜內層(13)表面濺射或者原子層沉積負極集流體金屬層(14)，所述負極集流體層(14)上焊接有負極極耳(17)，所述負極集流體層(14)上涂敷有負極活性材料層15，所述負極活性材料層(15)上涂敷有負極固態電解質層(16)；

正極封裝膜包括正極聚合物薄膜外層(21)，所述正極聚合物薄膜外層(21)上濺射正極無機氧化物阻隔層(22)，所述正極無機氧化物阻隔層(22)上涂布正極聚合物薄膜內層(23)，所述正極聚合物薄膜內層(23)表面濺射或者原子層沉積正極集流體金屬層(24)，所述正極集流體層(24)上焊接有正極極耳(27)，所述正極集流體層(24)上涂敷有正極活性材料層(25)，所述正極活性材料層(25)上涂敷有正極固態電解質層(26)。