TW201238121A - Degassing method of secondary battery using centrifugal force - Google Patents

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201238121 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電池製造方法，其中該電池係包括 一電極組以及電解質於一電池盒中，該電池盒係由具有一 樹脂層以及一金屬層之一層疊片所製，本發明尤指一種電 池製i«•之方法’其包括：（a)將電極阻設置於該電池盒中， 並熱熔且密封該電池盒之外周圍表面（或該周圍），除了其末 端部之外；（b)由未密封之末端部導入電解質，並透過熱熔 將其密封；（c)對該電池進行充電-放電以活化該電池；（d) 將活化過程中產生的氣體以及多餘的電解質藉由離心力轉 移至該電池之該末端部；以及（e)由該末端部移除該氣體以 及多餘的電解質。 【先前,技術】 當行動裝置的技術發展及需求增加，對作為能源來源 的電池來說需求量亦隨之增加，因此已有許多滿足一些需 求之電池研究。 就電池型態的代表例子來說，角型二次電池（angled second battery)以及囊袋型二次電池（p〇uch type secondary battery)具有相對小的厚度，因此在如行動電話（即手機）商 品的應用上有很大的需求。就電池的材料來說，鋰二次電 池（即鋰離子電池、鋰離子聚合物電池等）具有高能量密度、 放電伏特及/或輸出穩定性等優點，係能廣泛地使用。 201238121 另外’就電極組之陰極/隔離板/陽極結構的電極組型離 來說’可將-次電池進行分類，其包括代表例為膠卷（卷燒 型’ winding type)電極組、堆疊（層疊型，—e 極組、堆疊/折疊型電極組等，其中，膠卷電極組之結構係 為在卷繞的陰極及陽極間插人—隔離板；堆疊型電極植係 在裁切成預定單位大小且依序堆疊之複數陰極及陽極間， 穿插-隔離板；堆疊"斤昼型電極組具有卷繞的雙電、、也 (bi-ceU)或全電池（full cells)結構，其係在具有預定$位大 小的陰極及陽極間穿插隔離板。 近來，於I呂層疊片中置入堆疊型或堆⑸折疊型電極植 的囊袋型電池’由於具有低製造成本、輕重量、型態易變 化等特性’故吸引了許多關注且其使用率亦逐步增加中。 圖1係習知典型囊袋狀電池一般結構之爆炸示意圖。 參考圖卜-囊袋狀電池1()可具有_電極組3Q，由電極 組30延伸的電極片4G、5G’與電極片4〇、5G焊接的電極導 線60 ' 70，以及用以容置電極組3〇之電池殼2〇。 該電極組30係-電能產生裝置’其中隔離板係穿插於 依序層疊的陰極陽極間，且電極組3〇可具有一堆疊型離或 :堆疊/折叠型態結構。該電極片4〇、5〇可由電極二〇:每 一極片延伸，而電極導線60、70可透過例如焊接方式，與 複數延伸自極片之電極片4〇 ' 5〇電性連接。每—電極導線 6〇、7〇可具有貼附於每-頂面或底面一部分之絕緣膜8〇'，’， 以改善電池殼2〇的密封度，並確保其電性絕緣度。 201238121 該電池殼20可具有一空間以容置該電極組3〇，就型態 來說可形成一囊K形狀。如圖1所示之層疊型電極組3〇來 說，該電池盒20的内部頂端係與該電極組3〇分離，以使複 數的陰極片40以及陽極片50與電極導線6〇、7〇結合。 由於一次電池，包含上述的囊袋狀電池，經常會在製 造電池過程中充電-放電以進行電池活化，因此於活化過程 中產生的氣體在電池最後的製作時需進行移除，而此步驟 稱為「除氣」操作。 然而，上述習知製造囊袋狀電池過程中有部份問題的 限制.在裁除電池密封端情況下除氣以進行排除氣體的操 作’會耗費相當多的時間’冑而增加製造成本；且不能完 全排除氣體以及多餘的電解質，進而導致熱熔密封過程中 會產生不少失敗的問題。 據此，目前亟需能解決上述習知問題之技術。 【發明内容】 [技術問題] 因此’本發明係為了解決上述常見問題，並克服相關 領域之技術限制。 尤其，本發明之目的係提供簡易且快速方法，在氣體 及電解質具不同密度下，透過離心力將電解質及氣體分 開，以進行除氣操作。 本發明另-目的係透過上述製造方式提供二次電池。 [解決方法] 6 201238121 為達上述目的，本發明製備電池之方法 驟，，、中該電池包括設於電池盒（由樹脂層及金屬屏 片所製）中之電極組及電解質： 日曰豐 U)設置該電極組於該電池盒中，並透過熱熔將該 池盒周圍密封，除一末端部之外； ^ (b) 由未密封之末端部導入該電解質，並透過熱熔將兮 末端部密封； ^ ~ (c) 對該電池進行充電-放電以活化該電池； (d) 將活化過程中產生的氣體以及多餘的電解質藉由 離心力轉移至該電池之該末端部；以及 (e) 由該末端部移除該氣體以及多餘的電解質。 因此，根據本發明’透過離心力可將活化過程或其類 似過程中產生的氣體移至電池末端部，相較於習知電池製 造方法’本發明可簡單且快速移除電池活化操作中產生的 氣體。 事實上，由於氣體-液體密度不同，可藉由離心力產生 氣液分離（材料分離），因此，即使氣體卡在電解質中難以移 除’亦可藉此氣體移除操作來簡單排除氣體。 具參考資料’一链二次電池可包含例如，一陰極活性 材料（含有如LiCo02之鋰過渡金屬氧化物），以及一陽極活性 材料（含有碳材料）’且該電池可透過將聚烯烴系多孔隔離板 插設於陰極及陽極間，並且導入包含鋰鹽（例如LiPF6)之一 非水電解質（non-aqueous electrolyte)於其中而製得。於電池 充電時，陰極活性材料的鋰離子會釋出並進入陽極之碳層 201238121 中，反之，於放電時，在陽極碳層的鋰離子 陰極活性材料，於此情況下’該非水電解質可作為經^ 於陽極及陰極間移動之介質。因此，鐘二次電池首先= 在電池的操作電壓下穩定，且表現快速的離子傳送。、 ，然而，於持續充電及放電過程中，電解質係會於陽極 活性材料之表面分解而產生氣體’同時’在開始充電及放 電寺SEI /專膜會形成於陽極活性材料的表面，以抑制氣體 進步產生，因此，在完成電池製造的最後階段前，步驟 (c)活化電池之步驟必須形成SEI薄膜。 於一較佳實施例中’本發明之層疊片可具有一層疊結 構，其包含一外部樹脂層、一用來阻隔空氣及潮氣的金屬 層、以及熱熔内部樹脂層。 該外部樹脂層必須對外界環境具有良好的抗性，故需 要有所欲之張力強度以及防水特性，於此情況下，一外部 塗佈層的聚合物樹脂可包含聚萘二甲酸乙二醋 (polyethylene naphthalate (PEN))、聚對苯二曱酸乙二酯 (polyethylene terephthalate (PET))或彈力尼龍（stretched nylon) ’其具有良好的張力強度以及防水特性。 s玄外部塗布層可包含聚萘二甲酸乙二醋（p〇iyethyiene naphthalate (PEN))及/或提供聚對苯二甲酸乙二酯 (polyethylene terephthalate (PET))層於其外部表面。 相較於聚對笨二甲酸乙二S旨（polyethylene terephthalate，PET)，聚萘二曱酸乙二醋（polyethylene 201238121 =P halate (PEN))具有I父局的張力強度及防水特性且厚度 薄，故適合使用作為一外部塗佈層。 該内部樹脂層之聚合物樹脂，可為具有熱炫性(熱黏性) 以及低電解質吸收度之聚合物樹脂電解質，以避免電解質 渗入’使膨脹或電解質腐㈣象降至最小。較佳的，該聚 :物樹脂可包含非彈力(一般稱為「流延(C—)」)聚丙烯 /専膜（polypropylene film，CPP)。 如本發明較佳實施例，本發明之一層疊片可具有一结 構包含厚度5至40_之該外部塗佈層，厚度2(M5()卿之一 阻隔層以及厚度1G_5() μιη之—内部密封層若該層疊片中 各層的厚度過薄，則對材料的屏蔽作用及其強度難以獲得 改善。相反地’若Μ太厚’則會變得更難加王且導致板 厚度增加’故此情況亦不佳。 電極組可具有多種結構包含，例如，一卷繞型，堆疊 型及/或堆疊/折疊型結構等等。 且 電極組可具有一陰極/隔離板/陽極結構，以形成二次 電池，根據前述結構，可分為一膠卷(卷繞型)電極組以：一 堆疊（層疊型）電極組。膠卷型電極組可藉由下述步驟製作： 將電極活性材料塗覆於用來作為集流件的金屬薄片上，進 行2燥及壓製，將該壓製後的材料裁切成預定寬度及長度 之帶狀物’以隔離板隔離陽極及陰極，並卷繞其帶狀物： 形成-螺旋型產物。雖然膠卷型電極組適用於圓柱型電 池’然將其應用於角型電池或囊袋型電池時，則會具有 電極活性物質的脫落、低空間使用等缺 二/、 201238121 層叠型電極組包含將複數之陰極與陽極單位依序層疊之結 構…、有易於形成角型電池之優點然而卻可能會面臨 到裝配複雜的製程，以及受到外力衝擊產生電極㈣而導 致短電情況。 為解決上述問題，故發展一種改良結構的電極組，其 係結合膠卷型電極組以及層疊型電極組形成—「層疊/折叠 型電極組」’其中’―全電池具有-預定單位大小的陰極/ 隔離板/陽極結構，或一雙電池具有一預定單位大小的陰極 (陽極）/隔離板/陽極（陰極}/隔離板/陰極（陽極）之折疊結 構，其係利用一連續的長隔離板折疊形成。 S亥全電池係為一包含陰極/隔離板/陽極之單位結構的 電池，其中該陰極及該陽極分別設置於該電池兩端。此種 全電池可具有一陰極/隔離板/陽極之基本結構，或包含一陰 極/隔離板/陽極/隔離板/陰極/隔離板/陽極之結構。 另外，該雙電池可包含將同一電極設置於電池兩端之 結構，例如一陰極/隔離板/陽極/隔離板/陰極之單位結構或 一陽極/隔離板/陰極/隔離板/陽極之單位結構。而具有一陰 極/隔離板/陽極/隔離板/陰極結構之電池可歸類成一「C型 雙電池j ，而一陽極/隔離板/陰極/隔離板/陽極結構之電池 可稱為一「A型雙電池」。意指，c型雙電池包含將陰極設 置於電池兩邊之結構，而A型雙電池包含將陽極設置於電池 兩邊之結構。 對此一雙電池來說’只要電池兩側之電極結構相同， 就陰極、陽極及/或其隔離板之數量上並無特別限制。 201238121 口該全電池及該雙電池可藉由穿插一隔離板於一陰極及 一陽極之間而組合形成。例如，可藉由熱熔進行組合。 根據本發明，該電池盒可具有不同形狀，較佳為其俯 視圖上，具有一矩形結構。於此情況下，其末端部可為一 邊緣部。 於此結構中，一邊緣之寬度可比其他邊緣的寬度寬2〇 至300%，且活化過程中，可透過熱熔將上述邊緣之末端密 封。 為了提供空間以捕集活化過程中所產生的氣體，因 此，如上所述，一邊緣之寬度需寬於其他邊緣之寬度，且 該邊緣之末端需於活化操作前密封。不佳情況為，假使電 池盒未預留此（自由）空間而進行密封，則於活化中產生的氣 體將使電池發生鼓脹，且在氣體移除後，即不會有多餘的 空間進行再密封。 因此，假使一邊緣之寬度相較於其他邊緣的寬度小於 20% ’則無法充分地將一預定量的氣體補集於上述邊緣空 間中，反之’當上述的寬度超過其他邊緣寬度的3〇〇%，則 其邊緣延伸的增加會導致成本的增加。故上述於經濟方面 考量上較為不佳。 步驟（d)可包含將電池設置於一離心分離器上，同時前 述電池末端部係會面向離心分離器内部並進行轉動，以完 全使氣體移至該電池的末端部’考量電池有限内部空間情 況下，過剩的電解質亦可同時與氣體移動至該末端部。 201238121 S玄離心分離器可包括，例如，一水平轉子，一垂直轉 子或一固定角度之轉子，其能於水平或垂直方向上具有一 預定角度的轉動。然而，由於垂直地心引力之作用，其力 量總和（離心力+重力），即向量總和，可依據轉動之位置而 不同。因此，較佳係使用能產生正交於重力之離心力的水 平轉子。 當產生離心力時，具有相對高之密度的材料將會集中 於遠離轉動中心之處，相反地，低密度之材料則可能匯集 於接近轉動中心之處。由此，為使密度相較於電解質低的 氣體能移動至末端部，需將該嵌置於離心分離器的電池之 末端部面向轉子内部後，再進行轉動。 該電解質及該氣體分別為液態及氣態，其之間具有相 當差距的密度，因此該離心分離器不需要與一般離心分= 器同樣高的高轉速以及離心力’此外’在考量層疊型電池 盒之密封強度下，需要有預定的轉數（「轉動頻率」）以及轉 動時間。根據較佳實施例，一離心分離器可具有介於200至 5_啊的轉速’較佳地’谓至雇啊，且離心時間可 介於1至30秒’較佳係介於2至15秒。假使轉速以及時間少 於上述範圍情況下，則卡陷於電解液之氣體將會難以充分 分離’相反地，在超出上述範圍情況下，則可能會破壞二 層疊型電池盒之密封部或發生電極組變形之情形，故此情 心部中的一轉軸以及一抓 圍，該抓持件可具有一結 該離心分離器可包含位於中 持件’以將電池固定於該轉軸周

S 12 201238121 構’以固定電池接觸該轉轴之部分表面，或具有—結構以 固定電池接觸該轉軸之整個表面，或具有£型結構以固定 電池之四個表面。 若該固定的表面大，則可將其穩定的固定，然而可能 發生減V製私進行的問題，在考量轉動速度情況下，該離 心分離器可設有適當大小的抓持件。 從末K5來移除氣體以及多餘電解質的步驟⑷並無 特另J限制例如’在裁切末端部之密封端後’將可移除該 氣體以及多餘之電解質，此外，將鄰近於電極組之一容置 部之-部分密封後’可移除補集氣體之該部份，或者，該 氣體以及該多餘之電解質可透過管線而排除。 根據一較佳實施例，步驟（e)可包含： (el)穿刺該末端部之—未密封部，以形成與電池盒内 部相連之一穿孔；以及 (e2)施予真空壓力時，反向相互拉引該電池盒之該未 密封部之頂面及底面，以將其開啟，以移除多餘電解質及 於活化過程中產生的氣體。 由於前述步驟包含於該末端部穿刺一未密封部，以形 成與電池盒内部相連之一穿孔之步驟，以及施予真空壓力^ 至該電池盒時，反向相互拉引該電池盒之該未密封部之頂 面及底面，以將其開啟之步驟，因此，相較於傳統電池製 造方法，於活化過程中產生的氣體以及多餘的電解質將可 容易且快速的移除。此外，由於可於真空下完全移除氣體 以及多餘的電解質，故可提昇電池的品質。 13 201238121 較佳地，藉由一抽吸裝置並利用其真空壓力，反向相 互拉引該電池盒之頂面及底面，可使電池產生的氣體透過 真空下增加吸取力量的吸取裝置而輕易的移除。此外由 於該抽吸裝置係拉引該電池之頂面及底面，因此可增加未 密封部的内部高部，進而增強吸力。 了日力未 例如，該抽吸裝置可包含與電池盒頂面接觸之一第一 抽吸墊，以及與電池盒底面接觸之一第二抽吸墊。 於此結構中，每一第一及第二抽吸墊可具有一結構， 其包含與電池盒外部接觸之一附著部以及一中空部，中空 部係與附著部連接，且與設於電池盒一未密封部之一穿孔 相通，並施予一真空壓力。 本發明亦可包含一用來加速活化電池之裝置，以快速 捕捉該未密封部之氣體。 如上述之加速裝置之例子，用來製造電池的方法可包 括於步驟（c)至（e)至少一步驟中，加熱該電池以增加電解質 的溫度’以改善其流動特性。 若上述對電池加熱的應用係包含於活化電池之步驟 (c) ’則熱能可能會影響電池的充電-放電。因此，較佳的係 於步驟（d)及（e)之任一步驟包含電池之加熱。 具體地說’若於應用離心之步驟（d)中進行加熱，因為 卡於電解質中的氣體可提昇其能量，以使該氣體能夠容易 從電解質中分離，故此情況較佳。 於此情況下，應用熱的溫度範圍可例如介於約40至80 間，假使溫度少於40°C，則無法透過所欲的充電-放電而 201238121 進行電池活化’當溫度超過80 C時，則電池將過度活化 (hyperactive)且可能會導致電池爆炸之問題，此為較不佳的 情況。 根據另一實施例，對電池超音波震盪之應用可包含於 步驟（c)至（e)至少一步驟，以增加該電解質的流動。 然而，若對電池的超音波震盪係包含於用來活化電池 之步驟（c)中’則可能會對電池的充電-放電造成影響，因 此’對電池超音波震盡之應用較佳係包含於步驟（d)及（e)之 至少一步驟中。

具體地說’如同加熱之應用’將對電池的超音波震I 應用於利用離心力之步驟（d)中，亦可促進卡在電解質中的 氣體分離’有利於加速氣體及電解質的分離，故此情況較 佳。 於此情況下，超音波頻率可介於約15 kHz至1〇〇 kHz 間。 同時’根據本發明之製造電池之方法可於上述步驟（e) 後，更包含透過熱熔密封該未密封部内側以及裁除其他（外 邹）部份。 此外，本發明可提供透過上述方法所製之電池。 該電池可為一鋰二次電池，該鍾二次電池可包含—陰 極、一陽極、一隔離板以及含有經之一非水電解質。 該陰極之製造可透過例如，混合一陰極混合物於一溶 劑，例如NMP中，以製備一漿料，接著將此漿料塗佈於一 陽極集流件後，乾燥並旋轉。 15 201238121 該陰極混合物除了陰極活性材料外，可選擇性地包含 一導電材料、一黏著劑、一填充劑等。 該陰極活性材料可為一能夠進行電化學反應的材料， 其包含：一鋰過渡金屬氧化物，例如包含兩或多個過渡金 屬，一層狀化合物，例如鋰鈷氧化物（Lic〇〇2)、鋰鎳氧化物 (LiNi〇2)等，其係由一或多個過渡金屬取代；由一或多個過 渡金屬取代之鋰錳氧化物；表示為LiNii yMy〇2之鋰鎳氧化 物（其中 M=Co, Mn，Al，Cu，Fe，Mg，B，Cr，Zn或 Ga，該氧化 物包含該些元素中之至少一者，且y滿足0 〇1^y^〇 7);以 LihzNibMncCOhb+c+qMdOu⑷Ae表示之鋰鎳鈷錳複合氧化 物（其中-0.5SZS0.5, 0.1分5〇.8, O.HcSO.8, 0Sc^0.2, 〇9$〇·2, b+c+d<l，Μ = Al，Mg，Cr，Ti, Si 或Υ，且A = F，Ρ 或 C)，例如

Lii+zNi|/3C〇|/3Mn1/3〇2， Li,+7Ni〇.4Mn〇.4Co〇.2〇2 ； 以

LiuxMi-yM’yPOhXz代表之烯烴系鋰金屬磷酸鹽（其中μ係 過渡金屬，較佳為Fe, Mn，Co或Ni，M，= Al, Mg或Ti，X = F, S 或 N，且-0.5SXS+0.5，〇SyS〇.5, OSzSO.l)等等，並不限於 此。 相對於包含該陰極活性材料之混合物總重量，該導電 材料一般添加量係介於1至3 〇 wt%，而此導電材料並無特別 限制，只要其具有導電特性且不會造成電池的化學性質改 變即可。該導電材料可包含，例如：石墨烯，例如天然石 墨烯或人造石墨烯；碳黑，例如碳黑（carbon black)、乙炔 黑（acetylene black)、科琴黑（ketchen black)、槽法碳黑 (channel black)、爐黑（furnace black)、燈黑（lamp black)、 201238121 (summer black)等；導電纖維，例如碳纖維或金屬纖維；金 屬粉末，例如氟化碳、鋁、鎳粉末等；導電絲，例如氧化 鋅、鈦酸If等；導電金屬氧化物，例如氧化鈦；導電物， 例如聚苯稀（polyphenylene)衍生物，及其類似。 上述之該黏著劑可協助一活性材料與一導電材料結合 並協助黏結至一集流件，基本上，相較於包含有陰極活性 材料之混合物總重量，其添加量係為1至30 wt·%。例如， 此種黏著劑可包含聚偏二氟乙烯（polyvinylidene fluoride)、聚乙稀醇（polyvinyl alcohol)、缓曱基纖維素 (carboxymethyl cellulos (CMC))、澱粉（starch)、氫氧基丙基 纖維素（hydroxypropyl cellulose)、再生纖維素（regenerated cellulose)、聚乙烯氫。比 11 各酮（polyvinylpyrrolidone)、四敗乙 稀（tetrafluoroethylene)、聚乙稀（polyethylene)、聚丙烯 (polypropylene)、乙稀-丙稀-二稀三元聚合物 (ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM))、續酸鹽 EPDM(sulfonated EPDM)、苯乙稀-丁 稀橡膠（styrene butylenes rubber)、化橡膠（fluorinated rubber)、各種共聚 物等等。 該填充劑係為一填充的成份，用以抑制陰極膨脹，其 可選擇性的使用且無特別限制，只要其包含不會造成電池 化學特性變化的纖維材料即可。該填充劑可包含例如烯烴 聚合物（例如聚乙烯、聚丙烯等）、纖維材料（例如玻璃纖維 或碳纖維）等等。 17 201238121 上述之該陰極集流件的厚度一般可製成3至500 μΐΏ，而 此陰極集流件並無特別限制，只要其具有導電性且不改變 電池的化學特性即可。例如，該陰極集流件可使用不鑛鋼、 銘、錄、鈦、锻燒碳、或者以碳、錄、鈦或銀表面處理的 紹或不鏞鋼等等製成。可將該集流件的表面加：L成微小的 不規則，以增加電極活性材料之黏著效果，此外，該集流 :可具有各種型態，包括膜狀、片狀、薄片（foils)、網狀、 夕孔，.，。構、/包沫狀、不織布⑶hbrics)等。 此處’陽極製造的方法係藉由例如，將包含有陽極活 性材料之陽極混合物塗佈於陽極集流件上後，乾燥該塗佈 之收集件。該陽極混合物可選擇性的包含前述材料即該 導電材料、該黏著劑、該填充劑等。 忒陽極活性材料例如可包含：碳以及石墨稀材料，例 如天然石墨烯、人造石墨稀、發脹石墨稀、碳纖維、非石 墨化碳（常指「硬碳(hardcarb〇n)」）、碳黑、碳奈米管、富 勒稀（fullerene)、活性碳等；可與鐘形成合金的金屬，例如 Al，Si, Sn，Ag，Bi，Mg，Zn，In，Ge，pb，pd，pt，Ti等以及包 含其之化合物；碳、石墨烯材料與金屬及其化合物之組合; 匕3氮的H等等。於該些中，較佳材料為碳活性物質、石夕 活性物質、錫活性物f、切碳活性物質，且該 單獨或結合兩者以上使用。 一材枓了 該陽極集流件之厚度一般可製成介於3至5〇〇卿間此 件並無_限制’只要其具有高導電性且不會改 變電池之電化學特性即可。例如，該陽極電流收件可藉由 201238121 銅、不鏽鋼、鋁、鎳、鈦、鍛燒碳、以碳、鎳、鈦或銀表 面處理之鈷或不鏽鋼、鋁鎘合金等等製成。與該陰極集流 件相似，可將陽極集流件之表面加工成微小的不規則’以 增強其與電極活性材料之黏著力。此外，該陽極集流件可 具有許多型態，包括膜狀、片狀、薄片（foils)、網狀、多孔 結構、泡沫狀、不織布（non-woven fabrics)等。 穿插於該陰極及該陽極之隔離板可由一薄絕緣膜而形 成，其具有高離子滲透性以及良好的機械強度，典型上， 該隔離板具有0.01至10 μπι之孔徑以及5至300 μιη厚度。所 使用之該隔離板係由烯烴聚合物（如聚丙烯及/或玻璃纖維 或聚乙烯）製成之片狀或不織布（non-woven fabrics)之結 構，其具有化學抗性以及疏水特性。當使用包含聚合物之 固態電解質作為電解質時，該固態電解質可作為該隔離板。 於此，包含鋰鹽之該非水電解質包含一鋰鹽以及一非 水電解質，該非水電解質可為一非水有機溶劑、有機固態 電解質、無機固態電解質或其類似。 該非水有機溶劑可為一非質子性有機溶劑，包含例 如：N-甲基-2-°此0各酮（N-methyl-2-pyrrolidinone)、聚丙稀碳 酸鹽（propylene carbonate)、乙浠碳酸鹽（ethylene carbonate)、丁稀碳酸鹽（butylene carbonate)、雙曱基碳酸 鹽（dimethyl carbonate)、雙乙基碳酸鹽（diethyl carbonate)、 γ- 丁内酯（γ-butyrolactone) 、 1,2-二甲氧乙烧 (l，2-dimethoxyethane)、四經基吱喃（tetrahydroxyfuran)、2-甲基四經基吱喃（2-methyl tetrahydrofuran)、雙曱基硫氧化 201238121 物（dimethyl sulfoxide)、1,3-二0惡戊炫（l，3-dioxolane)、曱醯 胺（formamide)、雙甲基曱酿胺（dimethyl formamide)、二°惡 戊烧(dioxolane)、乙腈（acetonitrile)、石肖曱烧 (nitromethane)、曱基曱酸鹽（methyl formate)、甲基乙酸 (methyl acetate)、構三醋（phosphoric triester)、三甲氧基曱 院（trimethoxymethane)、二 °惡戊烧衍生物（dioxolane derivatives)、環 丁石風（sulfolane)、甲基環丁礙（methyl sulfolane) 、 1，3- 雙 曱 基 -2- p米嗤 咬酮 (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone) ' 丙稀碳酸鹽衍生物 (propylene carbonate derivatives)、四經基0夫喃衍生物 (tetrahydrofuran derivatives)、鍵（ether)、曱基丙酸（methyl propionate)、乙基丙酸（ethyl propionate)、或其類似物。 該有機固態電解質例如可包含聚乙烯衍生物 (polyethylene derivatives)、聚氧化乙稀衍生物（polyethylene oxide derivatives)、聚氧化丙稀衍生物（polypropylene oxide derivatives)、鱗 S旨聚合物（phosphoric ester polymers)、聚撥 拌離胺酸（poly agitation lysine)、聚醋硫化物（polyester sulfide)、聚乙稀醇（polyvinyl alcohol)、聚偏敗乙稀 (polyvinylidene fluoride)、具有離子解離基團之聚合物、或 其類似物。 該無機固態電解質例如可包含鋰的氮化物、il化物及/ 或硫化物，如 Li3N，Lil，Li5NI2，Li3N-LiI-LiOH，LiSi04， LiSi04-LiI-LiOH，Li2SiS3，Li4Si04，Li4Si04-LiI-Ni0H， Li3P04-Li2S-SiS2 等。 20 s 201238121 於此，使用之該鋰鹽係為能夠立即溶於該非水電解質 中之材料，可包含例如 LiCl，LiBr，Lil，LiC104 ’ LiBF4， LiB丨0C110，LiPF6，LiCF3S03，LiCF3C02，LiAsF6 ’ LiSbF6， LiAlCl4，CH3S03Li，CF3S03Li，（CF3S02)2NLi，氣硼鋰化 物（chloroborane lithium)，低脂族緩基經(low aliphatic carboxylic lithium)，链-4-苯棚化物（lithium 4-phenyl borate)，醯亞胺（imides)，或其類似物。 另外，為改善充電-放電的特性以及滯燃性（flame retardancy)，如0比咬（pyridine)、三乙基礎酸鹽 (triethylphosphite)、三乙醇胺（triethanolamine)、環醚（cyclic ether)、乙二胺（ethylenediamine)、正甘醇二甲醚（n-glyme)、 六填三胺（hexaphosphoric triamide)、硝苯衍生物 (nitrobenzene derivatives)、硫化物（sulfur)、酿亞胺染料 (quinone imine dyes)、N-取代 °惡 °坐烧 _ (N-substituted oxazolidinone)、N，N-取代咪 °坐咬（N，N-substituted imidazolidine)、乙二醇二烧醚（ethyleneglycol dialkyl ether)、敍鹽（ammonium salts)、0比 °各（pyrrole)、2-甲氧乙醇 (2-methoxy ethanol)、三氯化鋁（aluminum trichloride)、或 其類似物可加至該非水電解質中。若需要，為展現非易燃 特性’該非水電解質可更包括包含鹵素之溶劑，例如四氣 化礙（carbon tetrachloride)以及三氟乙稀（ethylene trifluoride)。此外’為改善高溫儲存特性，該非水電解質可 更包含二氧化碳氣體。 21 201238121 如本發明所製造之二次電池可作為小 源，且亦可作為具有複數電池之中型 、置的能量來 單元電池’其具有高溫穩定性、長 模組的 特性需求。 寸沒以及尚速率之 於此’較佳的中型及/或大型震置可包含 工且 其係以電池馬達供與電力而操作；電動摩托車，二 如電動車㈣、油電混合車（HEV)、插電式複合、電匕= (PHEV)等，電動兩輪交通工具包含例如電動腳踏車、電動 踏板車等；電動高爾夫車等等，但不限於此。 本發明之以上以及其他目的、特徵以及其他優點將更 進一步由以下之詳細描述配合圖示而可清楚瞭解。 【實施方式】 於此，本發明之實施例將如以下詳述，然而，本技術 領域熟知技藝者將瞭解該些實施例僅為了說明用，其並不 限制本發明之範圍。 圖2至7係根據本發明實施例之電池製造方法示意圖。 參考該些圖式與圖12’電池製造方法將如以下詳述。 首先’如圖2所示’在將—電極組丨1〇設置於一電池盒 130之容置部120中後，即將該電池盒對折。 接下來’如圖3所示，當該電極組11 〇設置於該電池盒 130之容置部120時，除了電池盒之末端部150外，該電池盒 130之周圍係以熱熔密封。

S 22 201238121 2其，與電極端丨12、U4連接之該電極組11〇係組裝於 電池,130中’其中電池盒13〇係由—層疊片組成且其一側 具有容置部丨20。此外，於四個邊緣中，一密封部14〇係藉 由熱壓方式形纽包含頂邊（電極端112、114設置處）之三邊 上，同時另一邊緣150則保持未密封狀態。接著，一電解質 係透過此未密封部150導入電池中後，如圖4所示該未密 封部150邊緣的末端162係進行熱熔，隨後再進行電池的 充電-放電之活化。 接著’透過離心分離器，如圖12所示，將電解質及氣 體分離後，於該末端部的未密封部15〇即進行穿刺形成穿孔 163 ’其能與該電池盒13〇之内部連通（如圖5所示），之後， 於該未密封部150上反向拉引該電池盒13〇之頂部及底面， 以開啟該未密封部’並施予真空壓力至該電池盒，藉此排 除多餘的電解質以及於活化電池過程中產生的氣體。 最後’如圖6及7所示’在透過熱熔方式密封該未密封 部之該内部邊緣164(鄰近於電極組11〇)後，裁切其他的外部 已完成該電池110。 此外’該電池盒130可於平面圖上具有一矩形結構，其 中，一邊緣150的寬度「W」係大於其他每一邊緣寬度「w」 的 200%。 圖8至10係根據本發明另一實施例之氣體移除裝置載 面示意圖。 首先，如圖8及圖5所示，該氣體移除裝置200係用以移 除多餘電解質及電池活化操作過程中產生的氣體。該氣體 23 201238121 移除裝置包含一夾持座210、一對密封塊（seaHng block)220、一抽吸裝置230以及一真空抽吸管線232，其係 與抽吸裝置230連接。 可將該電池100設置於該夾持座2 10，使形成有穿孔163 的電池盒130末端部150於一方向突出，而該密封塊220係設 置於該夾持座210之外側，以透過熱熔方式將電池盒130之 末端部150密封。 於啟動真空壓力時，該抽吸裝置230可於電池盒130形 成有穿孔163之末端部150處，反向拉開電池盒的頂面及底 面’以移除多餘的電解質及活化操作過程中產生的氣體。 圖9所示之氣體移除裝置2〇〇a大致上與圖8之氣體移除 裝置200相同，惟不同處在於，此氣體移除裝置2〇〇a具有位 於電池100頂面之壓合塊（press bl〇ck)240，以將電池1〇〇的 頂面下壓，且一加熱器250係設置於該夾持件210内部，以 加熱電池100並增加氣體的動能。因此，細節部分將不再贅 述°然而’該壓合塊240當然可包含於圖8之裝置100以及圖 10之裝置200b中。 圖10之氣體移除裝置200b大致上與圖8之氣體移除裝 置相同’惟不同處在於，對電池丨〇〇施加超音波震盪之超音 波震盪器260係設置於該夾持座21〇内部，以使氣體的動能 增加。因此，細節部分不再贅述 圖11係圖8抽吸裝置之放大示意圖。

S 24 201238121 參考圖11以及圖5’該抽吸裝置230包括：一第一柚吸 墊230a，其係會與電池盒的頂面接觸；以及一第二抽吸墊 230b，其係會與電池盒之底面接觸。 於此情況下，每一第一抽吸墊230a以及第二抽吸墊 230b可具有一結構，其包含與該電池盒13〇外側接觸之一附 著部234以及一中空部236，該中空部236係與該附著部234 連接，且與形成於該電池盒13〇未密封部15〇之穿孔163(於 此處施加真空壓力）相通。 圖12係根據本發明實施例之離心分離器截面示意圖。 根據圖12 ’遠離心分離器3 10具有位於中心部之一轉轴 310以及設置於轉軸310外側之一抓持件32〇，用以確保電池 100之固定。每一抓持件320係會抓持一電池1〇〇並轉動，以 透過離心力分離氣體及電解質。雖然該抓持件32〇係能牢固 該電池100與該轉軸310接觸之表面的一部分，如圖12所 示，但其亦能包含固定與轉軸31〇接觸之該整體表面之結 構，或者可為牢固電池1〇〇所有四個表面之匣型抓持件。 雖然本發明較佳實施例已結合隨附圖式敘述如上，然 而，本技術領域熟知技藝者可透過前述而瞭解，在不，障離 本發明範疇及精神下，可進行各種可能的修飾及變化。 [產業利用] 如前述可了解’本發明製造電池的方法包含：進行充 電-放電以活化電池；及透過離心力，將電解質及活化過程 產生的氣體分離’藉此可快速的完全移除過多的電解質及 活化操作過程中產生的氣體。 25 201238121 【圖式簡單說明】 圖1係習知典型囊袋狀電池爆炸示意圖。 圖2至7依序係本發明實施例之電池製造方法示意圖。 圖8至10係根據本發明另一實施例之氣體移除裝置截面示 意圖。

S 圖11係圖8之一抽吸墊放大示意圖。 圖12係根據本發明實施例之一離心分離器截面示意圖。 【主要元件符號說明】 10囊袋狀電池 20電池殼 30電極組 40電極片 50電極片 60電極導線 70電極導線 100電池 110電極組 112電極端 114電極端 120容置部 130電池盒 140密封部 150未密封部 W寬度 w寬度 162末端 163穿孔 164内部邊緣 200氣體移除裝置 210夾持座 220密封塊 230抽吸裝置 232真空抽吸管線 200a氣體移除裝置 200b氣體移除裝置 240壓合塊 250加熱器 260超音波震盪器 230a第一抽吸塾 230b第二抽吸墊 234附著部 236中空部 300離心分離器 310轉軸 320抓持件 26

Claims (1)

1. 201238121 七、申請專利範圍： 1，一種電池製造方法，其中該電池係包括—電極組以 及電解質於一電池盒中’該電池盒係由包括有—樹脂層以 及一金屬層之一層疊片所製成，且該電池製造方法包括： 0)設置該電極組於該電池盒中，並透過熱炫將該電也 盒周圍密封，除一末端部之外； (b)由未密封之該末端部導入該電解質，並透過熱熔將 該末端部密封； ' (0對該電池進行充電-放電以活化該電池； (句將活化過程中產生的氣體以及多餘的電解質藉由 離心力轉移至該電池之該末端部；以及 (e)由該末端部移除該氣體以及多餘的電解質。 2.如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該層疊片 具有—層疊結構，#包含-外部樹脂層、—金屬阻隔層， 用以阻擋氣體以及濕氣、以及一熱炫内部樹脂芦。 專圍第1項所述之方法，㈣該電極阻 係為一卷繞型、堆疊型或堆疊/折疊型結構。 4.如申請專利範圍第丨項所 ^ ^ 艾方法，其中該電池盒 之千面圖具有一矩形結構，且 K。 本鳊邛係為該電池盒之一 5.如申請專利範圍第4項所述 宫声屮甘从i〜 心万法’其中該邊緣之 冤度比其他邊緣寬度寬20至3〇〇%，B 熱溶密封，以進行活化。 且遠邊緣之末端係透過 27 201238121 6. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中於步驟（d) 中，該電池係設置於一離心分離器上，使該電池之該末端 部面向該離心分離器内部，接著轉動，藉由離心力使所有 的氣體移動至該電池之該末端部。 7. 如申凊專利範圍第i項所述之方法，其中步驟⑷包 含：（el)穿刺該末端部之一未密封部，以形成與該電池盒 相連之f孔，以及（e2)施予真空壓力至該電池盒，並反 向相互拉引該電池盒之該未密封部之頂面及底面，以將其 開啟，以移除多餘電解質及活化過程中所產生之該氣體。 8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，於施予 :真空壓力時’該電池盒之頂面及側面係藉由一抽吸裝 置’反向相互拉引。 詈丄如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該抽吸裝 池盒底面接觸之-第二抽吸墊。第^吸塾，以及與該電 10.如申請專利範圍第9項所述之方法， -抽吸墊以及該第二抽吸塾具有：："第 盒外部接觸之-附著部以及一中^構’其包含與該電池 著部i表垃 n _ 工。丨’該申空部係與該附 P連接，且與设於該電池盒— 並施予—真空壓力。 在封部之-穿孔相通’ 11. 如申請專利範圍第丨項所 池係於步驟⑷至⑷之至少—步驟^法’其中加熱該電 12. 如申請專利範圍第}項所 :。 逢該電池係於步驟⑷至⑷之至少方法’其中超音波震 步驟中進行。 S 28 201238121 範圍第1項所述 透過熱熔密封 如申請專利 進—步包含一步驟， 著裁切其餘之外部。 之方法，於步驟（e)後更 °亥未密封部之内側，接 14. 一種電池，复传.、成士 令任一項所述之方法^過中請專利___ 15. 如申請專利範圍第14 為一經二次電池。 、斤述之電池’其中該電池係 八、圖式（請見下頁）： 29