CN2410745Y - 薄型锂离子电池 - Google Patents

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梁世硕
董俊卿
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Abstract

本实用新型涉及一种适用于便携式电子设备的薄型锂离子电池,特别是涉及它的一种电极端子,通过使用横截面为尖角形的金属箔状导电构件制成的电极端子与金属高分子复合膜粘着密闭封装而制造得高气密性电池,该电池寿命长,性能优。

Description

薄型锂离子电池
本实用新型涉及一种适用于便携式电子设备的薄型锂离子电池，特别是涉及它的一种电极端子。
近年来，为适应电子设备尤其是移动电话等通讯设备发展的需要，作为必要构件的电池要求厚度要薄。但是，用普通的金属外壳作为电池芯体封装部件，其厚度较厚，占用设备空间较大；为克服上述缺陷，采用塑料膜或热熔性高分子薄膜和金属箔的复合膜来替代上述金属外壳作为封装部件的方法，然而通过封装部件外部热密封开口处的电极端子与电极的导电焊接的过程中，细的密封开口不能用粗的金属线密封，而细的金属线本身又不能保证足够的导电性，利用金属箔作为电极端子，则开口密封处的厚度可以减小，导电性也可以得到保证，但是，在热熔性高分子薄膜层和普通金属箔导电端子之间粘着性较差，即使很小的张力也会导致剥离，不能提供足够的气密性，而气密性对高能量密度和高输出功率密度的非水电解液锂离子电池和聚合物锂离子电池等有更高的要求，一方面，封装密闭性差，在电池充放电过程中，电解质挥发，锂离子传导能力下降，一方面，封装密闭性差，外面空气漏进去，与电解液发生反应生成灰白色粒状产物，使电解液失效，同时，部分粒子镶嵌在电解质膜的微孔中阻碍了锂离子的通过，这两个原因都使得电池的充放电内阻增大，导致电容量较快衰减，循环寿命短。
因此，本实用新型的目的是提供一种具有高气密性的薄型锂离子电池。
本实用新型的薄型锂离子电池包括一个正极，一个负极，一个隔膜和一个电解质，它们被封装在一个由高分子薄膜和金属箔组成的复合膜内，电极端子与电极焊接并与复合膜粘着密闭而导出，所述电极端子是由横截面为尖角形的金属箔状导电构件形成的。
本实用新型的薄型锂离子电池，所述电极端子优选具有粗糙表面的金属箔状导电构件形成。
本实用新型的薄型锂离子电池，所述电极端子优选具有微孔网状表面金属箔状导电构件形成。
本实用新型的薄型锂离子电池，所述电极端子是由选自镍，铝，铜，上述金属的合金或镀有上述金属或合金的材料制造而成。
本实用新型的薄型锂离子电池，所述的正极含有锂钴氧化物，锂镍氧化物，锂锰氧化物等可逆性地嵌入或脱嵌锂离子的含锂材料；负极含有天然石墨，人造石墨，焦碳等可逆性地嵌入或脱嵌锂离子的碳素材料；并且其中电解质是非水液体电解质，固体电解质或凝胶体电解质。
制造本实用新型的薄型锂离子电池，气密性好，强度大，因此电池循环内阻、容量变化小，寿命长，性能优。
图1是本实用新型薄型锂离子电池密封前的截面图；
图2是本实用新型薄型锂离子电池密封后的截面图；
图3是本实用新型薄型锂离子电池密封后的透视图；
图4是本实用新型薄型锂离子电池密封后的俯视方向透视图；
图5是本实用新型薄型锂离子电池密封后的电极端子与复合膜接合处截面图；
图6是比较例的薄型锂离子电池密封后的电极端子与复合膜接合处截面图；
图7是实施例的薄型锂离子电池放电内阻与循环次数关系图；
图8是实施例的薄型锂离子电池放电容量与循环次数关系图；
图9是实施例的薄型锂离子电池电池放电曲线多次循环复合图；
图10是比较例的薄型锂离子电池放电内阻与循环次数关系图；
图11是比较例的薄型锂离子电池放电容量与循环次数关系图；
图12是比较例的薄型锂离子电池电池放电曲线多次循环复合图。
下面结合附图对本实用新型详细说明如下：
取横截面矩形，厚度为80微米的金属镍箔作为阳极，用电解方法使之电溶解得到如图5所示尖角形镍箔。由于尖端集电效应，矩形横截面镍箔的四个角阳极电溶解速度大于其它部位的溶解速度，因此在较短时间内，矩形角被腐蚀成尖形角，同时，镍箔的表面也被电腐蚀成凹凸不平的粗造表面；
如图1所示，以锂钴氧化物，导电剂，粘合剂混合搅拌均匀涂布于铝箔两个表面，烘干，裁剪得到正极板1；以天然石墨，导电剂，粘合剂混合搅拌均匀涂布于铜箔两个表面，烘干，裁剪得到负极板3；在电极上焊接上述制备的尖角形镍箔作为电极端子5；以隔膜2将正极板1与负极板3隔开并叠紧成池电芯体；将该电池芯体放置在铝塑复合膜4中，即得到图1所示的未密闭封装的薄型锂离子电池；
如图2所示，上述在未密闭封装的薄型锂离子电池填充液体电解液，密闭封装后并对电解液凝胶化处理，得到密闭封装的薄型凝胶体聚合物锂离子电池；
图3，图4所示分别是密封薄型凝胶体聚合物锂离子电池的截面图和透视图，其中5A，5B分别表示正，负极导电端子；
如图5所示，在密封薄型锂离子凝胶体聚合物电池电极端子与复合膜接合处，热压封装时，铝塑膜4与尖角形镍箔电极端子5的凹凸不平的粗造表面紧密粘合，消除微空隙，密封电池的气密性及强度大大提高；而对于如图6所示的对比例薄型锂离子凝胶体聚合物电池，在电极端子5的横向端部存在微空隙6，成为里外相连的微通道，减低电池的气密性；
制备如图5和6所示电极端子与复合膜接合结构的上述本实用新型的实施例和对比例的密封薄型锂离子凝胶体聚合物电池，用BS-9300电池测试仪测试电池放电内阻与循环次数关系，电池放电容量与循环次数关系，电池放电容量时间关系，其结果分别表示在图7，8，9，10，11，12中，通过比较，得出本实用新型的电池放电内阻及放电容量随循环次数变化很小，电池循环放电曲线重叠性好，即本实用新型的电池的寿命长，性能优。

Claims (5)

1.一种薄型锂离子电池，包括一个正极，一个负极，一个隔膜和一个电解质，它们被封装在一个由高分子薄膜和金属箔组成的复合膜内，电极端子与电极焊接并与复合膜粘着密闭而导出，其特征在于所述电极端子是由横截面为尖角形的金属箔状导电构件形成的。
2.根据权利要求1所述薄型锂离子电池，其特征在于所述电极端子是由具有粗糙表面的金属箔状导电构件形成。
3.根据权利要求1所述薄型锂离子电池，其特征在于所述电极端子是由具有微孔网状表面金属箔状导电构件形成。
4.根据权利要求1，2或3所述薄型锂离子电池，其特征在于所述电极端子是由选自镍，铝，铜，上述金属的合金或镀有上述金属或合金的材料制造而成。
5.根据权利要求4所述薄型锂离子电池，其特征在于所述的正极含有锂钴氧化物，锂镍氧化物，锂锰氧化物等可逆性地嵌入或脱嵌锂离子的含锂材料；负极含有天然石墨，人造石墨，焦碳等可逆性地嵌入或脱嵌锂离子的碳素材料；并且其中电解质是非水液体电解质，固体电解质或凝胶体电解质。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100397700C (zh) * 2005-11-18 2008-06-25 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 薄型锂离子电池及制备方法
CN113950769A (zh) * 2019-06-10 2022-01-18 日本制铁株式会社 电池用壳体及其制造方法

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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: BIYADI CO LTD

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: SHENZHEN BIYADI INDUSTRY CO., LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Patentee after: Biyadi Co., Ltd.

Patentee before: Biyadi Industry Co Ltd, Shenzhen City

C17 Cessation of patent right
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20001213

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Addressee: Huang Zhanghui

Document name: Notification of Expiration of Patent Right Duration