CN201845833U

CN201845833U - 一种新型聚合物锂离子二次电池

Info

Publication number: CN201845833U
Application number: CN2010202096063U
Authority: CN
Inventors: 李刚; 郭道传
Original assignee: DONGGUAN JINSAIER BATTERY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN JINSAIER BATTERY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2020-05-31

Abstract

一种新型聚合物锂离子二次电池，包括正极片、负极片、电解液和外壳。其中，正极片和负极片是以活性物质为主体的混合物间隙涂布或者连续涂布在金属箔上制成的，并且正极片和负极片上还涂覆有一包覆层，该包覆层所含的材料包括电子绝缘型聚合物。通过在正负极片表面分别涂覆一层高强度多微孔电子绝缘型聚合物薄膜，可防止正负极片表面材料脱落；通过不同材料进行配比和搭配，分别涂覆于正负极片上，可以实现不同熔点材料形成的综合耐温安全性能；由于取消了独立的隔膜组件，使电池的卷绕装配或者叠片装配变得可靠稳定，大幅度降低了装配不良率。在完善电池安全性能的同时，又提高了生产效率和成品率。

Description

一种新型聚合物锂离子二次电池

技术领域

本实用新型属于一种电池，尤指一种新型聚合物锂离子二次电池。

背景技术

众所周知，化学电源、电解池构成的三个要素是正极、负极和电解液。也就是说正极、负极和电解液就可以构成完整的电池。电池隔膜理论上是可有可无的。它存在的理由仅仅是以较小的空间占用，分隔正极和负极来提高电池的体积比容量。这样就要求隔膜要实现电子绝缘而离子导电。对于锂离子二次电池来说，通常，正极是由钴酸锂涂布于铝箔制成，负极是由石墨涂布于铜箔制成。正极、负极和隔膜的组装方式不同，可分为卷绕式、叠层式两种。即将正极、负极和隔膜三个组件通过卷绕的方法进行组装或者预制一定长宽尺寸的正极、负极和隔膜叠层片进行叠层组装。由于正极、负极和隔膜三个部分在电池中也是独立组件，当电池处于长期振动、高低温变化的环境中，就容易发生位移，正负极表面材料脱落，内部微短路，性能劣化或失效等情况。

另一个方面，普通锂离子电池隔膜是由PP、PE一定比例混合物材料通过挤出拉伸等工序制备的微孔隔膜，或者是由PP以及PE分别通过挤出拉伸等工序进行二次复合制备的复合型微孔隔膜。在电池内部温度较高时，PE在130℃左右时熔化，而熔点较高的PP(熔点在150℃左右)还保持基本形状，使微孔隔膜闭孔，从而切断了离子导电，使电池内部断路，提高了电池的安全性能。但由于PE和PP的熔点还是太接近了，在极端情况，例如高温热炉试验、挤压、针刺等条件下，电池极易起火燃烧，甚至爆炸。

实用新型内容

针对以上技术存在的不足，本实用新型提供了一种新型聚合物锂离子二次电池，该电池在正负极片表面分别涂覆有高强度多微孔电子绝缘型聚合物薄膜，能有效地解决上述问题。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种新型聚合物锂离子二次电池，包括正极片、负极片、电解液和外壳。

正极片和负极片是以活性物质为主体的混合物间隙涂布或者连续涂布在金属箔上制成的。

正极片和负极片上还涂覆有一层包覆层，包覆层是由浸涂、刮涂、辊涂或喷涂的方法制成的，厚度为10至60微米，优选20至30微米。包覆层上所形成的孔隙率为10％至45％；把正极片和负极片进行卷绕或者叠片，形成电池主体。

电解液包括溶剂和电解质。

外壳为钢壳、铝壳或铝塑复合膜。

本实用新型的有益效果在于：通过在正负极片表面分别涂覆一层高强度多微孔电子绝缘型聚合物薄膜，可防止正负极片表面材料脱落；通过不同材料进行配比和搭配，分别涂覆于正负极片上，可以实现不同熔点材料形成的综合耐温安全性能；由于取消了独立的隔膜组件，使电池的卷绕装配或者叠片装配变得可靠稳定，大幅度降低了装配不良率。在完善电池安全性能的同时，又提高了生产效率和成品率。

附图说明

图1为本实用新型中的正负极片剖视图。

图中：

10正极片，20负极片，

101金属箔，103包覆层。

具体实施方式

一种新型聚合物锂离子二次电池，包括正极片10、负极片20、电解液和外壳，外壳将正极片10和负极片20封闭在其内部，内部空腔部分则填充电解液。

正极片10和负极片20是以活性物质为主体的混合物间隙涂布或者连续涂布在金属箔101上制成的。其中，正极片10为锂钴氧化物、锂锰氧化物、镍锰氧化物、锂镍锰氧化物、磷酸铁锂、磷酸锰锂或磷酸钒锂等化合物中的一种或几种涂布于铜箔或铝箔制成，涂布厚度为10至300微米，优选100微米；负极片20为天然石墨、人造石墨、人造改性石墨、碳微球、碳酸锂、钛酸锂或锡合金等物质中的一种或几种涂布于铜箔或铝箔制成，涂布厚度为10至300微米，优选100微米。正极片10和负极片20上还涂覆有一层包覆层103，包覆层103是由浸涂、刮涂、辊涂或喷涂的方法制成的，厚度为10至60微米，优选20至30微米。其所含的材料包括电子绝缘型聚合物和造孔剂。其中，电子绝缘型聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯、EVA、PTFE和PMMA中的一种或几种；造孔剂包括碳酸锂、碳酸钾、碳酸钠、碳酸钙，二氧化硅、硅酸铝、硅酸钙、二氧化钛和二氧化锆中的一种或几种。包覆层103上所形成的孔隙率为10％至45％；把正极片10和负极片20进行卷绕或者叠片，形成电池主体。

电解液包括溶剂和电解质，溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、环丁砜和四氢呋喃中的一种或几种；电解质包括LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6和LiBOB中的一种或几种。

外壳为钢壳、铝壳或铝塑复合膜。

下面将结合附图对本实用新型的两个实施例作进一步的描述：

实施例一

将五份PVDF溶于适量NMP中，并把九十份钴酸锂和五份导电碳黑分散于内，然后涂布于铝箔上，烘干后形成正极片10。正极片10通过辊压减厚增密后，浸没于聚丙烯酸酯水溶液中，该聚丙烯酸酯水溶液预先分散混合15％氧化锆超细粉，最后提出来烘干，就在正极片10上形成了20毫米厚的多孔薄膜包覆层103。将五份CMC溶于适量H20中，然后加入五份SBR和九十份人造石墨，分散后涂布于铜箔上烘干，形成负极片20。负极片20通过辊压减厚增密后，浸没于熔融态聚丙烯胶液中，该胶液预混35％碳酸锂超细粉，最后提出冷却，就在负极片20上形成20毫米厚的多孔薄膜包覆层103。将具有包覆层103的正极片10和负极片20通过卷绕方式形成卷绕体，使用圆柱型铝壳封装后加注电解液，最后通过化成激活电池。

实施例二

将五份CMC溶于适量H20中，再加入五份SBR和九十份磷酸铁铃，分散后涂布于铝箔上，然后通过烘干，形成正极片10。正极片10通过辊压减厚增密后，浸没于PVDF的NMP溶液中，该溶液预先分散混合15％二氧化钛超细粉，最后提出烘干，就在正极片10上形成了20毫米厚的多孔薄膜包覆层103。将十五份15％PTFE，加入五份导电碳黑和九十份钛酸铨，分散后涂布于铜箔上，然后通过烘干，形成负极片20。负极片20通过辊压减厚增密后，浸没于熔融态EVA胶液中，该胶液预混25％三氧化二铝超细粉，最后提出冷却，就在负极片20上形成20毫米厚的多孔薄膜包覆层103。将具有包覆层103的正极片10和负极片20通过叠片方式形成叠片体，使用铝塑复合膜封装后加注电解液，最后通过化成激活电池。

本实用新型通过对正负极片分别进行涂覆、包覆，可以使正负极片被完整包裹，对正负极片上的活性材料实现牢固固定，防止正负极片表面的材料脱落。提高了电池的使用寿命，也极好的提高了电池耐振动性能。通过选择不同材料制成的包覆层103的熔点不同，实现优秀的安全性能。

当然，以上的实施例只是在于说明而不是限制本实用新型，以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims

1.一种新型聚合物锂离子二次电池，包括正极片、负极片、电解液和外壳，其特征在于：正极片和负极片包括金属箔和涂覆在金属箔上的活性物质，并且正极片和负极片上还涂覆有一包覆层。

2.根据权利要求1所述的一种新型聚合物锂离子二次电池，其特征在于：包覆层厚度为10至60微米。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型聚合物锂离子二次电池，其特征在于：包覆层上所形成的孔隙率为10％至45％。

4.根据权利要求1所述的一种新型聚合物锂离子二次电池，其特征在于：包覆层是由浸涂、刮涂、辊涂或喷涂的方法制成的；把正极片和负极片进行卷绕或者叠片，形成电池主体。

5.根据权利要求1所述的一种新型聚合物锂离子二次电池，其特征在于：外壳为钢壳、铝壳或铝塑复合膜。