[發明專利]用于生產電池的工藝及由該工藝生產的電池

有效

• 申請號: 202010466381.8
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN112018275B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: G.基利巴達;B.克賴德勒;J.里格爾
• 申請（專利權）人: 瓦爾達微電池有限責任公司
• 主分類號: H01M50/109
• 分類號: H01M50/109;H01M50/536;H01M10/04;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉茜璐;申屠偉進

一種電池(100)，包括：殼體(101,102)，其包圍內部空間(111)；以及復合體(104)，其布置在內部空間(111)中，并且由至少一個正電極(106)、至少一個負電極(105)和至少一個分隔器(112)構成。殼體包括金屬的杯形第一殼體部分(101)和金屬的第二殼體部分(102)。杯形第一殼體部分(101)包括圓形或橢圓形底部(101a)和環形側壁(101b)，它們均具有面向內部空間(111)的內側和面向相反方向的外側。復合體(104)包括電導體(107)，其將至少一個正電極(106)或至少一個負電極(105)電連接到杯形第一殼體部分(101)。在電池的生產中，底部(101a)的內部被覆蓋有導電覆蓋物(109)。這通過焊接而電連接到底部(101a)并且還電連接到電導體(107)。

技術領域

以下描述的本發明涉及一種用于生產電池的工藝以及一種通過該工藝生產的電池。

背景技術

紐扣電池通常具有圓柱形殼體，其高度等于其直徑或小于其直徑。在殼體中可以存在非常不同的電化學系統。非常普遍的電池是基于鋅/空氣、鋅/MnO₂和鎳/鋅的電池。二次(可再充電)系統也非常普遍。這些的例子是鎳/金屬氫化物系統、鎳/鎘系統和鋰離子系統。

傳統上，鈕扣電池的殼體通常由兩個固體金屬殼體部分構成，在這兩個殼體部分之間設置電絕緣密封件。殼體部分之一與正電極電連接，并且因此被正極化。另一個與負電極電連接，并且因此被負極化。該密封件意圖用于防止極性相反的殼體部分之間的電接觸。此外，它應該抵消液體或濕氣從殼體中逸出或侵入殼體中。殼體部分通常由覆鎳鋼或不銹鋼制成。

在基于鋰離子的紐扣電池的情況下，殼體在許多情況下包含由多個單電池組成的電池堆疊形式的復合體。電池通常還包含軋制（rolled）復合體，其通常是軋制形式的單個電池。具有基于鋰離子的軋制復合體的鈕扣電池例如在WO2010/146154A2和WO2010/089152A1中描述。

在復合體中，正電極和負電極以及分隔器通常以彼此面接觸的方式存在。電極和分隔器例如通常通過層壓或通過粘合劑粘結而彼此接合。通常，無論復合體是否被軋制，它們都包括順序的正電極/分隔器/負電極。作為雙電池，通常以可能的順序生產復合體，即負電極/分隔器/正電極/分隔器/負電極或正電極/分隔器/負電極/分隔器/正電極。

復合體中的電極通常在每種情況下都包括金屬集電器以及電化學活性成分(通常稱為活性材料)和電化學非活性成分。

集電器用于在盡可能大的區域上與電化學活性成分建立電接觸。它們通常由帶狀平面金屬基材（例如金屬箔或金屬海綿或金屬化無紡布）來構成。在基于鋰離子的電池的情況下，負電極通常具有由銅或銅合金構成的集電器?；阡囯x子的電池的正電極通常具有由鋁或鋁合金構成的集電器。

能夠吸收鋰離子并釋放它們的所有材料作為二次鋰離子系統的活性材料再次出現問題。用于二次鋰離子系統的負電極的現有技術材料尤其是基于碳的材料，例如石墨碳，或者能夠插入鋰的非石墨碳材料。二次鋰離子系統的正電極的可能性例如是鋰金屬氧化物和鋰金屬磷酸鹽，諸如LiCoO₂、LiFePO₄。

作為電化學非活性成分，首先和最主要提及的是電極粘合劑和導電材料。電極粘合劑確保電極的機械穩定性，并確保電化學活性材料的顆粒彼此接觸以及與集電器接觸。諸如炭黑之類的導電材料用于增加電極的導電性。

用于上述復合體的可能的分隔器尤其是由多孔聚合物膜組成的帶，例如由聚烯烴或聚醚酮組成的帶。也可使用非織造物和織造織物，特別是由這些材料組成的非織造物和織造織物。

集電器的端部或焊接到集電器上的電導體可用于在電極和紐扣電池殼體的殼體部分之間建立電接觸。在紐扣電池的情況下，復合體的正電極將電連接到紐扣電池殼體的兩個上述殼體部分中的一個，并且負電極將電連接到殼體部分中的另一個。