本發(fā)明涉及鋰離子電池制造技術(shù)，尤其涉及一種超薄鋰離子電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，越來越多的電子產(chǎn)品朝著更小更薄的方向發(fā)展，例如電子卡片，超薄電子手環(huán)等，為了適應滿足這類超薄尺寸用電子產(chǎn)品的需求，需要開發(fā)制備相應的超薄電芯。

而且，關(guān)于超薄電芯的設計，目前常用的設計為將正負極漿料涂覆在金屬網(wǎng)上，然后按照現(xiàn)有工序?qū)⒄龢O片、隔膜、負極片進行組裝，但此法需要特殊材料，同時存在工藝復雜，成品率低，加工困難，成本較高等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種滿足現(xiàn)有電子產(chǎn)品超薄需求，可達到0.20～0.30mm厚度的超薄電芯，同時制作工藝簡單、制程控制簡易，而且生產(chǎn)成本較低的超薄鋰離子電池及其制備方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

該發(fā)明的第一發(fā)明目的為，提供一種超薄鋰離子電池，包括隔膜、極片、電解液、正極集流體、負極集流體和鋁塑膜，所述極片以隔膜為基體并在其兩側(cè)面相對應位置處分別間歇式涂覆正極材料形成正極和涂覆負極材料形成負極后模切裁切而制成，所述隔膜上負極對應的負極材料敷料區(qū)域涵蓋正極對應的正極材料敷料區(qū)域，模切后的隔膜涵蓋正極和負極分別對應的敷料區(qū)域；

所述正極集流體采用金屬箔材制成并在外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為正極耳；所述負極集流體采用金屬箔材制成并在外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為負極耳；

所述正極集流體上與正極的接觸面采用腐蝕處理后涂覆一層便于兩者之間導電的導電劑層；所述負極集流體上與負極的接觸面也采用腐蝕處理后涂覆一層便于兩者之間導電的導電劑層；對應模切后的隔膜前后側(cè)分別涵蓋正極集流體和負極集流體對應的集流體區(qū)域；

所述正極集流體和負極集流體分別通過粘接膠粘附固定于鋁塑膜內(nèi)層上；

所述正極耳和負極耳對應的鋁塑膜敞口處采用極耳膠熱封密封端部及固定對應的極耳。

優(yōu)選地，所述隔膜為PP、PE、PVDF、PET陶瓷、無紡布陶瓷、PP與PE的復合材質(zhì)、PP與PVDF的復合材質(zhì)、PP與陶瓷的復合材質(zhì)、或PE與陶瓷的復合材質(zhì)，所述隔膜厚度為6～12μm。

優(yōu)選地，所述正極對應的正極材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰或鎳鈷鋁酸鋰中的一種或者幾種，所述正極片的涂覆厚度為10～20μm。

優(yōu)選地，所述負極對應的負極材料為石墨、硅氧化合物、硅碳化合物或鈦酸鋰中的一種或者幾種，所述負極的涂覆厚度為16～30μm。

優(yōu)選地，所述正極集流體采用鋁箔，厚度為10～13μm；所述的負極集流體為銅箔，厚度為6～9μm。

優(yōu)選地，所述正極集流體和負極集流體上導電劑層對應的導電材料為納米碳管或石墨烯，所述導電劑層的厚度為1～2μm。

優(yōu)選地，所述鋁塑膜厚度為68μm或88μm。

優(yōu)選地，所述粘接膠為硅膠、亞克力膠或聚丙烯腈多元共聚物。

優(yōu)選地，所述極耳膠為白膠、黑膠或黃膠，所述極耳膠的厚度為55～80μm。

該發(fā)明第二發(fā)明目的，提供一種超薄鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，選用厚度為6～12μm的隔膜作為涂覆的基體；

步驟2，采用間歇式涂覆方式，對應隔膜基體兩側(cè)面的正對應位置處，在隔膜基體一側(cè)單面涂覆正極對應的正極材料，在隔膜基體另一側(cè)單面涂覆負極對應的負極材料，所述正極的涂覆厚度為10～20μm，所述負極的涂覆厚度為16～30μm，其中，負極對應的負極材料敷料區(qū)域涵蓋正極對應的正極材料敷料區(qū)域，隔膜涵蓋負極和正極分別對應的敷料區(qū)域；

步驟3，將涂覆烘烤后的隔膜極片進行模切；

步驟4，將厚度為10～13μm的銅箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為1～2μm的導電材料組成的導電劑層，而后模切制成正極集流體，模切時在正極集流體外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為正極耳；將厚度為7～9μm的鋁箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為1～2μm的導電材料組成的導電劑層，而后模切制成負極集流體，模切時在負極集流體外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為負極耳；

步驟5，將正極集流體和負極集流體，兩者對應的未腐蝕面用粘接膠分別對稱粘附在鋁塑膜內(nèi)側(cè)；

步驟6，將模切后具有正極和負極的隔膜，與正極集流體和負極集流體分別相對應的放入鋁塑膜中，且模切后的隔膜前后側(cè)分別涵蓋正極集流體和負極集流體對應的集流體區(qū)域；

步驟7，將厚度為55～80μm的極耳膠彎折后或者裁切后，覆蓋鋁塑膜敞口處的極耳，而后進行熱封；

步驟8，將電解液注入鋁塑膜中，然后將注液后鋁塑膜進行側(cè)封，而后依次進行化成、熱壓整形和分容，得到厚度為0.20～0.30mm的成品電芯。

本發(fā)明的有益效果是：

1、相對于現(xiàn)有超薄電池較為復雜的加工工藝及不易控制產(chǎn)品質(zhì)量；本發(fā)明只需將涂覆正負極材料后的隔膜進行熱切，而后進行組裝即可，簡易快捷，同時成品率較高；

2、現(xiàn)有超薄電池采用金屬網(wǎng)狀集流體，材料較為昂貴，且結(jié)構(gòu)強度較差；本發(fā)明對現(xiàn)有集流體箔材表面進行腐蝕處理，而后涂覆導電材料，無需特殊箔材，成本低，產(chǎn)品可靠性高；

3、本發(fā)明的超薄鋰離子電池可用于電子卡片、超薄電子元器件等電子類產(chǎn)品上。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明隔膜一側(cè)面涂覆正極對應的正極材料后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明隔膜另一側(cè)面涂覆負極對應的負極材料后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明隔膜涂覆后成品極片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明表面腐蝕處理的正集流體的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明表面腐蝕處理的負集流體的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明表面腐蝕處理后的正集流體和負集流體的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明正集流體單面涂覆導電劑層后的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明負集流體單面涂覆導電劑層后的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明正集流體和負集流體單面涂覆導電劑層后的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明裝配后的主視剖面結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖11是本發(fā)明裝配后的側(cè)視剖面結(jié)構(gòu)放大示意圖。

【具體實施方式】

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

實施例一

一種超薄鋰離子電池，如圖1至圖11所示，包括隔膜1、極片、電解液、正極集流體2、負極集流體3和鋁塑膜4，所述極片以隔膜1為基體并在其兩側(cè)面相對應位置處分別間歇式涂覆正極材料形成正極5和涂覆負極材料形成負極6后模切裁切而制成，隔膜1上負極6對應的負極材料敷料區(qū)域涵蓋正極5對應的正極材料敷料區(qū)域，模切后的隔膜涵蓋正極5和負極6分別對應的敷料區(qū)域。

繼續(xù)如圖1至圖11所示，正極集流體2采用金屬箔材制成并在外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為正極耳20，負極集流體3采用金屬箔材制成并在外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為負極耳30；其中，正極集流體2上與正極5的接觸面采用腐蝕處理后涂覆一層便于兩者之間導電的導電劑層7，負極集流體3上與負極6的接觸面也采用腐蝕處理后涂覆一層便于兩者之間導電的導電劑層7；對應模切后的隔膜1前后側(cè)分別涵蓋正極集流體2和負極集流體3對應的集流體區(qū)域；正極集流體2和負極集流體3分別通過粘接膠8粘附固定于鋁塑膜4的內(nèi)層上；正極耳20和負極耳30對應的鋁塑膜4敞口處采用極耳膠9熱封密封端部及固定對應的極耳。

該實施例的對應的超薄鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，選用厚度為8μm的PP/PE/PP復合材質(zhì)的隔膜1作為涂覆的基體；

步驟2，如圖1～3所示，采用間歇式涂覆方式，對應隔膜1基體兩側(cè)面的正對應位置處，采用間歇式涂覆的方式，在隔膜基體一側(cè)單面涂覆正極5對應的正極材料，該正極材料為鎳鈷鋁酸鋰，涂覆厚度為10μm；在隔膜1基體另一側(cè)單面涂覆負極6對應的負極材料，隔膜1另一面涂覆負極材料為硅碳化合物，涂覆厚度為16μm；其中，負極6對應的負極材料敷料區(qū)域涵蓋正極對應的正極材料敷料區(qū)域，隔膜涵蓋負極和正極分別對應的敷料區(qū)域；

步驟3，將涂覆烘烤后的隔膜極片進行模切；

步驟4，如圖4～9所示，將6μm厚度的銅箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為1μm的石墨烯材料組成導電劑層，而后模切制成正極集流體2，模切時在正極集流體2外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為正極耳20；將10μm厚度的鋁箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為1μm的石墨烯材料組成導電劑層，而后模切制成負極集流體3，模切時在負極集流體3外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為負極耳30；

步驟5，將正極集流體2和負極集流體3處理后的金屬箔材，兩者對應的未腐蝕面采用聚丙烯腈多元共聚物的粘接膠分別對稱粘附在鋁塑膜內(nèi)側(cè)；

步驟6，將模切后具有正極和負極的隔膜放入鋁塑膜中，該鋁塑膜厚度為68μm，且模切后的隔膜前后側(cè)分別涵蓋正極集流體和負極集流體對應的集流體區(qū)域，即模切后的隔膜涵蓋正極集流體和負極集流體對應的金屬箔材；

步驟7，如圖10所示；選用厚度為55μm的極耳膠，將分切后的極耳膠粘貼在極耳熱封對應的鋁塑膜位置，而后進行熱封，

步驟8，將電解液注入鋁塑膜后進行側(cè)封，而后進行化成，熱壓整形，分容，即得總厚為0.20mm的成品超薄電芯。

實施例二

該實施例的結(jié)構(gòu)與實施例一相同，在此不做過多贅述；不同之處在于，該實施例選取的材料和厚度與實施例一相比，有所不同，具體如下：

該實施例的對應的超薄鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，選用厚度為6μm的PE材質(zhì)的隔膜作為涂覆的基體；

步驟2，采用間歇式涂覆方式，對應隔膜基體兩側(cè)面的正對應位置處，采用間歇式涂覆的方式，在隔膜基體一側(cè)單面涂覆正極對應的正極材料，該正極材料為鈷酸鋰，涂覆厚度為15μm；在隔膜基體另一側(cè)單面涂覆負極對應的負極材料，隔膜另一面涂覆負極材料為硅氧化合物，涂覆厚度為20μm；其中，負極對應的負極材料敷料區(qū)域涵蓋正極對應的正極材料敷料區(qū)域，隔膜涵蓋負極和正極分別對應的敷料區(qū)域；

步驟3，將涂覆烘烤后的隔膜極片進行模切；

步驟4，將7μm厚度的銅箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為1μm的納米碳管材料組成導電劑層，而后模切制成正極集流體，模切時在正極集流體外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為正極耳；將12μm厚度的鋁箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為1μm的納米碳管材料組成導電劑層，而后模切制成負極集流體，模切時在負極集流體外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為負極耳；

步驟5，將正極集流體和負極集流體處理后的金屬箔材，兩者對應的未腐蝕面采用亞克力膠分別對稱粘附在鋁塑膜內(nèi)側(cè)；

步驟6，將模切后具有正極和負極的隔膜放入鋁塑膜中，該鋁塑膜厚度為88μm，且模切后的隔膜前后側(cè)分別涵蓋正極集流體和負極集流體對應的集流體區(qū)域，即模切后的隔膜涵蓋正極集流體和負極集流體對應的金屬箔材；

步驟7，選用厚度為55μm的極耳膠，將分切后的極耳膠粘貼在極耳熱封對應的鋁塑膜位置，而后進行熱封，

步驟8，將電解液注入鋁塑膜后進行側(cè)封，而后進行化成，熱壓整形，分容，即得總厚為0.25mm的成品超薄電芯。

實施例三

該實施例的結(jié)構(gòu)與實施例一相同，在此不做過多贅述；不同之處在于，該實施例選取的材料和厚度與實施例一相比，有所不同，具體如下：

該實施例的對應的超薄鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，選用厚度為8μm的PE陶瓷復合隔膜作為涂覆的基體；

步驟2，采用間歇式涂覆方式，對應隔膜基體兩側(cè)面的正對應位置處，采用間歇式涂覆的方式，在隔膜基體一側(cè)單面涂覆正極對應的正極材料，該正極材料為磷酸鐵鋰，涂覆厚度為15μm；在隔膜基體另一側(cè)單面涂覆負極對應的負極材料，隔膜另一面涂覆負極材料為石墨，涂覆厚度為20μm；其中，負極對應的負極材料敷料區(qū)域涵蓋正極對應的正極材料敷料區(qū)域，隔膜涵蓋負極和正極分別對應的敷料區(qū)域；

步驟3，將涂覆烘烤后的隔膜極片進行模切；

步驟4，將9μm厚度的銅箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為2μm的納米碳管材料組成導電劑層，而后模切制成正極集流體，模切時在正極集流體外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為正極耳；將13μm厚度的鋁箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為2μm的納米碳管材料組成導電劑層，而后模切制成負極集流體，模切時在負極集流體外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為負極耳；

步驟5，將正極集流體和負極集流體處理后的金屬箔材，兩者對應的未腐蝕面采用硅膠分別對稱粘附在鋁塑膜內(nèi)側(cè)；

步驟6，將模切后具有正極和負極的隔膜放入鋁塑膜中，該鋁塑膜厚度為88μm，且模切后的隔膜前后側(cè)分別涵蓋正極集流體和負極集流體對應的集流體區(qū)域，即模切后的隔膜涵蓋正極集流體和負極集流體對應的金屬箔材；

步驟7，選用厚度為80μm的極耳膠，將分切后的極耳膠粘貼在極耳熱封對應的鋁塑膜位置，而后進行熱封，

步驟8，將電解液注入鋁塑膜后進行側(cè)封，而后進行化成，熱壓整形，分容，即得總厚為0.25mm的成品超薄電芯。

實施例四

該實施例的結(jié)構(gòu)與實施例一相同，在此不做過多贅述；不同之處在于，該實施例選取的材料和厚度與實施例一相比，有所不同，具體如下：

該實施例的對應的超薄鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，選用厚度為12μm的PP材質(zhì)的隔膜作為涂覆的基體；

步驟2，采用間歇式涂覆方式，對應隔膜基體兩側(cè)面的正對應位置處，采用間歇式涂覆的方式，在隔膜基體一側(cè)單面涂覆正極對應的正極材料，該正極材料為鎳鈷錳酸鋰，涂覆厚度為20μm；在隔膜基體另一側(cè)單面涂覆負極對應的負極材料，隔膜另一面涂覆負極材料為鈦酸鋰，涂覆厚度為30μm；其中，負極對應的負極材料敷料區(qū)域涵蓋正極對應的正極材料敷料區(qū)域，隔膜涵蓋負極和正極分別對應的敷料區(qū)域；

步驟3，將涂覆烘烤后的隔膜極片進行模切；

步驟4，將9μm厚度的銅箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為2μm的納米碳管材料組成導電劑層，而后模切制成正極集流體，模切時在正極集流體外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為正極耳；將13μm厚度的鋁箔單面進行腐蝕處理且在腐蝕面涂覆一層厚度為2μm的納米碳管材料組成導電劑層，而后模切制成負極集流體，模切時在負極集流體外端緣延伸出與其一體加工而成的凸出部位作為負極耳；

步驟5，將正極集流體和負極集流體處理后的金屬箔材，兩者對應的未腐蝕面采用亞克力膠分別對稱粘附在鋁塑膜內(nèi)側(cè)；

步驟6，將模切后具有正極和負極的隔膜放入鋁塑膜中，該鋁塑膜厚度為88μm，且模切后的隔膜前后側(cè)分別涵蓋正極集流體和負極集流體對應的集流體區(qū)域，即模切后的隔膜涵蓋正極集流體和負極集流體對應的金屬箔材；

步驟7，選用厚度為80μm的極耳膠，將分切后的極耳膠粘貼在極耳熱封對應的鋁塑膜位置，而后進行熱封，

步驟8，將電解液注入鋁塑膜后進行側(cè)封，而后進行化成，熱壓整形，分容，即得總厚為0.30mm的成品超薄電芯。

以上所述實施例只是為本發(fā)明的較佳實施例，并非以此限制本發(fā)明的實施范圍，除了具體實施例中列舉的情況外；任何符合本權(quán)利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點的方法、工藝、產(chǎn)品，比如正負極材料的種類、涂覆厚度；隔膜厚度、材質(zhì)；熱壓工藝參數(shù)等均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。