CN102456913A - 带吸水薄膜的锂离子二次电池以及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种带吸水薄膜的锂离子二次电池以及制造方法。该锂离子电池包括：裸电芯、吸水膜层、壳体、电解液，其中，吸水膜层包裹在裸电芯的外表面，裸电芯、电解液、吸水膜层设在壳体的内腔。具有良好防潮性能的锂离子电池。利用该技术放哪可有效去除电解液、极片中的水分，有利于提高电池的使用寿命以及电化学性能。

Description

带吸水薄膜的锂离子二次电池以及制造方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池是一种新型的化学电源，主要由正极、电池隔离膜、负极、电解液以及壳体等部分组成。锂离子电池工作时，锂离子能够在正极活性物质与负极活性物质之间嵌入、以及脱嵌。

锂离子二次电池由于具有工作电压高、比能量密度大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应以及环境污染小等优点，而在通讯设备、移动电子设备、电动工具、电动玩具以及航空模型上被迅速应用普及。

而随着动力电池的近年来，动力型锂二次电池逐步在大型储能设施、电动自行车、电动摩托车甚至电动汽车上得以应用。

目前，所有的电池均采用有机电解液体系或凝胶聚合物电解质体系，要求严格控制电池内部的水分。因为水分能与锂发生剧烈的反应，危及电池安全。

另外，电池中的水分子与电解液反应，产生有害物质，降低电池的循环寿命和使用寿命。因此，在电池的制作过程中，需严格控制水分，一般要求生产环境中空气的相对湿度在0.04％以下，即露点在-56℃以下。

然而，在实际生产中，由于环节众多，生产人员流动等因素，车间的露点存在着一定的波动。此外，极片中和电解液中残存的水分也会在电池的使用过程中危害电池的性能。因此，需要有一种简单有效的方法来控制电池中的水分，降低生产成本。

发明内容

本发明第一目的在于：提供一种锂离子电池，利用该技术方案可有效去除电解液、极片中的水分，有利于提高电池的使用寿命以及电化学性能。

本发明第二目的在于：提供一种锂离子电池的制造方法，采用本技术方案可以有效去除电解液、极片中的水分，有利于提高电池的使用寿命以及电化学性能。

本发明实施例提供的一种锂离子电池，包括：裸电芯、吸水膜层、壳体、电解液，其中，

所述吸水膜层包裹在所述裸电芯的外表面，

所述裸电芯、电解液、吸水膜层设在所述壳体的内腔。

可选地，所述吸水膜的厚度为50至200微米。

可选地，所述吸水膜包裹在所述裸电芯外表面的层数为1至50层。

可选地，所述吸水膜为高分子改性材料膜、或者合成高分子材料膜。

可选地，所述吸水膜为淀粉类改性高分子膜、或者纤维素类改性高分子膜。

可选地，所述吸水膜为：纤维素接枝共聚材料膜、或者纤维素衍生物交联材料膜。

可选地，所述吸水膜为：聚丙烯酸类高分子膜、或者丙烯酸-乙烯共聚材料膜、或者丙烯腈聚合皂化材料膜。

可选地，所述裸电芯为方型、圆柱形、纽扣型、或者片型。

本发明实施例提供的一种锂离子电池的制造方法，包括：包括：

卷绕顺次层叠在一起的正极片、隔膜、负极片，得到裸电芯；

在所述裸电芯外包裹吸水膜；

将包裹后的裸电芯装入壳体，密封壳体；

在所述壳体的注液孔，往所述壳体内灌注电解液；

密封所述注液孔。

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，由于在本实施中的裸电芯外表面包裹有吸水膜层，将其和电芯一起放入电池的壳体中，由于吸水膜层可以强烈地吸收极片、电解液中残留的水分，能有效地降低水分对锂二次电池的危害，有利于提高锂离子电池具有良好的电化学性能，以及有利于提高批次产品的稳定性、以及一致性。

在使用的过程中，该吸水膜层还可以吸附在使用过程中渗入电池壳体内水分，从而改善锂子电池的电化学性能，保证其在使用过程中的稳定性。

另外，采用本实施例技术方案，仅需要在裸电芯的外表面增加包裹吸水膜层即可，无需对原有的锂离子电池生产工艺进行重大的改变即可达到发明目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例1、2提供的一种方型锂离子电池的裸电芯结构示意图；

图2是本发明实施例1、2提供的吸水膜的示意图；

图3是本发明实施例1、2提供的吸水膜、方型锂离子电池裸电芯的位置示意图；

图4是本发明实施例1、2提供的包裹了吸水膜的方型锂离子电池电芯的示意图；

图5为本发明实施例2提供的一种锂离子电池的生产工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

图1为本实施例提供的一种方型锂离子电池的裸电芯结构示意图，图2是本实施例提供的吸水膜的示意图，图3是本实施例提供的吸水膜、方型锂离子电池裸电芯的位置示意图，图4是本实施例提供的包裹了吸水膜的方型锂离子电池电芯的示意图。

参见图1-4。

本实施例提供的一种锂离子电池主要包括：裸电芯101、吸水膜层102(优选超强吸水膜)、壳体(图中未标出)、电解液(图中未画出)。

其中在裸电芯101的外表面包裹有吸水膜层102，在包裹吸水膜层102后，将包裹好的电芯置入壳体，按照锂离子电池的封装工艺，在壳体的注液孔中灌注电解液。

由上可见，由于在本实施中的裸电芯101外表面包裹有吸水膜层102，将其和电芯一起放入电池的壳体中，由于吸水膜层102可以强烈地吸收极片、电解液中残留的水分，能有效地降低水分对锂二次电池的危害，有利于提高锂离子电池具有良好的电化学性能，以及有利于提高批次产品的稳定性、以及一致性。

在使用的过程中，该吸水膜层102还可以吸附在使用过程中渗入电池壳体内水分，从而改善锂子电池的电化学性能，保证其在使用过程中的稳定性。

另外，采用本实施例技术方案，仅需要在裸电芯101的外表面增加包裹吸水膜层102即可，无需对原有的锂离子电池生产工艺进行重大的改变即可达到发明目的。

其中，本实施例锂离子电池的裸电芯101可以但不限于为方型、圆柱形、纽扣型、片型或者其他的异状。

在本实施例中的吸水膜层102可以采用天然高分子改性材料膜或者其他的改性高分子材料膜。

比如：可以选用的天然高分子改性材料膜包括：淀粉类改性高分子材料膜、或者纤维素类改性高分子材料膜。

其中淀粉类改性高分子材料膜可以但不限于选用：淀粉一丙烯腈接枝聚合水解材料膜、淀粉-丙烯酸共聚材料膜，淀粉-丙烯酰胺接枝聚合材料膜等。

纤维素类高分子材料膜可以但不限于选用：纤维素类高分子材料包括纤维素接枝共聚物膜，纤维素衍生物交联物膜。

合成高分子材料膜可以但不限于选用：聚丙烯酸类高分子材料膜、丙烯酸-乙烯共聚物材料膜、丙烯腈聚合皂化物材料膜，优选为聚丙烯酸复合膜。

在选用包裹的吸水膜的规格时，优选采用厚度为50μm至200μm的膜带，在裸电芯101外表面包裹的吸水膜层102的层数可以在一到十层之间，一般采用一层。

实施例2：

图5为本实施例提供的一种锂离子电池的生产工艺流程示意图。

参见图5所示，实施例1所述的锂离子电池的生产工艺主要如下：

步骤501：制作裸电芯101。

制作裸电芯101的工艺与目前的生产工艺基本相同：一般流程为：

a：配置电极材料：将正(负)极活性物质、导电剂、粘结剂按照一定的比例加入到溶剂中，经搅拌后得到浆料；

b：打浆；

c：采用涂布技术，将浆料均匀涂布在铝(铜)箔上得到电极极片，d：干燥极片；

e：辊压涂布后的极片；

f：分切极片；

g：在极片上焊接极耳；

h：将正极片、负极片、以及隔膜通过叠片或卷绕的方式组合得到裸电芯101。

其中，隔膜为生产锂二次电池普遍采用的材料，可为单层PE膜，三层的PP、PE、PP膜或陶瓷隔膜。

在本实施例中，该裸电芯101可以为任何形状，如方型(参见图1)、圆柱形、纽扣型、片型以及其它各种异型。

步骤502：在已组装好的裸电芯101外表面包裹吸水膜，形成吸水膜层102。

在已组装好的裸电芯101表面包裹n层超吸水膜(优选超强吸水膜)，其中n＝1～50。其中吸水膜的结构参见图2所示。

可以如图3所示地，将经过真空干燥后的超强吸水膜的一端以胶带固定在裸电芯101的外表面，超强吸水膜与裸电芯101保持齐平。

将超强吸水膜缠绕在裸电芯101的周围，缠绕的层数据设计而定，可以但不限于在1～50层之间变动，优选的层数为单层。

在缠绕完毕后，将超强吸水膜的另一端如图4所示地也用胶带固定在电芯上。

在缠绕的过程中，超强吸水膜缠绕的松紧度应当适当：裸电芯101被包裹后不产生形变；同时超强吸水膜也不会松动脱落。

本步骤中所采用的胶带耐高温、耐电解液腐蚀、绝缘，比如但不限于可选用：生产锂二次电池普遍使用的终止胶。

步骤503：将缠绕包裹好的电芯入壳。

步骤504：通过壳体的注液孔往壳体内灌注电解液液。

步骤505：电芯化成。

其中步骤503、504、505与目前的锂电池生产工艺中的基本工艺相同，在此不作赘述。

由上可见，采用本实施例技术方案，由于包裹在裸电芯101外表面的吸水膜能够强烈吸收极片、电解液、以及电池使用过程中从外界渗入到电池内的水分子，降低了水分子对锂二次电池的危害，从而有效地提高了锂二次电池的电化学性能，延长了电池的循环寿命。

此外，由于该工艺没有涉及锂二次电池核心材料的改变以及电芯核心结构的变动，不会对电池的其它性能参数造成不利影响。

本发明的工艺简单，可以手工操作或采用自动化设备操作完成，能广泛应用于各种型号、各种用途的锂二次电池的生产中。

以上对本发明实施例提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种锂离子电池，其特征是，包括：裸电芯、吸水膜层、壳体、电解液，其中，

所述吸水膜层包裹在所述裸电芯的外表面，

所述裸电芯、电解液、吸水膜层设在所述壳体的内腔。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征是，

所述吸水膜的厚度为50至200微米。

3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池，其特征是，

所述吸水膜包裹在所述裸电芯外表面的层数为1至50层。

4.根据权利要求2所述的一种锂离子电池，其特征是，

所述吸水膜为高分子改性材料膜、或者合成高分子材料膜。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池，其特征是，

所述吸水膜为淀粉类改性高分子膜、或者纤维素类改性高分子膜。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池，其特征是，

所述吸水膜为：纤维素接枝共聚材料膜、或者纤维素衍生物交联材料膜。

7.根据权利要求4所述的一种锂离子电池，其特征是，

所述吸水膜为：聚丙烯酸类高分子膜、或者丙烯酸-乙烯共聚材料膜、或者丙烯腈聚合皂化材料膜。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征是，

所述裸电芯为方型、圆柱形、纽扣型、或者片型。

9.一种制造权利要求1至8之任一所述锂离子电池的制造方法，其特征是，包括：

卷绕顺次层叠在一起的正极片、隔膜、负极片，得到裸电芯；

在所述裸电芯外包裹吸水膜；

将包裹后的裸电芯装入壳体，密封壳体；

在所述壳体的注液孔，往所述壳体内灌注电解液；

密封所述注液孔。

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