一種聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池。包括正極片（7）、負(fù)極片（10）、聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙（21）、膠體電解質(zhì)及殼體，正極片（7）、負(fù)極片（10）層疊排布于聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙（21）的兩面，層疊后的正極片（7）、聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙（21）、負(fù)極片（10）卷繞形成電池芯（13），電池芯注入電解液后，經(jīng)熱聚合使電解液形成膠體電解質(zhì)，卷芯內(nèi)正極片（7）、負(fù)極片（10）粘貼于聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙（21）兩側(cè)，電芯形成非液態(tài)的聚合物電芯，電池芯、膠體電解質(zhì)位于殼體內(nèi)。減小了電池芯的內(nèi)阻，解決了疊片結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率低和極片邊角面積大的問(wèn)題，減少電池產(chǎn)熱量，改善電池的安全性，延長(zhǎng)使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋰離子二次電池，特別涉及一種聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，鋰離子二次電池作為高功率大電流放電電池，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)電池的各項(xiàng)性能要求也越來(lái)越高。目前公知的鋰離子二次電池通用結(jié)構(gòu)有:卷繞結(jié)構(gòu)和疊片結(jié)構(gòu)，隔膜紙為聚丙烯，聚乙烯材質(zhì)。
[0003]聚丙烯，聚乙烯材質(zhì)涂層隔膜紙，孔隙率在40%左右，孔徑在0.01— 0.15um，阻抗大，且受熱易收縮，在高溫135—165 °C時(shí)，易收縮變形、破裂，造成電池失效。
[0004]傳統(tǒng)卷繞結(jié)構(gòu)的電池生產(chǎn)效率高，極片邊角面積小，易于批量化生產(chǎn)和極片邊緣毛刺、脫粉的有效控制;傳統(tǒng)疊片結(jié)構(gòu)的電池充、放電倍率較高，產(chǎn)熱量小，適應(yīng)一定范圍下的高功率放電條件下的使用;但極片邊角面積較大，生產(chǎn)效率相對(duì)較低，不利于批量化生產(chǎn)和極片邊緣毛刺、脫粉的控制。
[0005]隨著市場(chǎng)的拓展，高功率密度電力設(shè)備對(duì)鋰離子二次電池的需求也越來(lái)越大，如電動(dòng)機(jī)車(chē)電源、電動(dòng)類(lèi)工具、航模等市場(chǎng)均有很大的需求。要求電池在-20°C?+60°C，(15—30)C放電倍率下，仍能正常工作，其常規(guī)鋰離子二次電池有難以逾越的缺陷。主要體現(xiàn)在:
[0006]I)在高溫135—165°C時(shí)，隔膜紙縮變形、破裂，造成電池失效或形成安全問(wèn)題；
[0007]2)放電倍率小，通常適合于常溫3C以下電流的連續(xù)放電，無(wú)法滿(mǎn)足高功率設(shè)備工作時(shí)的所需的功率要求；
[0008]3)電池內(nèi)阻大，例如1Ah電池IKHz交流阻抗通常在3ΜΩ以上；
[0009]4)傳統(tǒng)的卷繞結(jié)構(gòu)電池倍率較差，疊片結(jié)構(gòu)電池生產(chǎn)效率較低，不易于邊緣毛刺、脫粉的有效控制；
[0010]5)電池大電流充、放電條件下，溫升較高，嚴(yán)重影響電池的循環(huán)壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種生產(chǎn)效率高、放電倍率高、極片邊角面積小的聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池。
[0012]本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0013]—種聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池，包括正極片、負(fù)極片、聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙、膠體電解質(zhì)及殼體，所述正極片、負(fù)極片層疊排布于聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙的兩面，層疊后的正極片、聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙、負(fù)極片卷繞形成電池芯，所述電池芯注入電解液后，經(jīng)熱聚合使電解液形成膠體電解質(zhì)，卷芯內(nèi)正極片、負(fù)極片粘貼于聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙兩側(cè)，電芯形成非液態(tài)的聚合物電芯，所述電池芯、膠體電解質(zhì)位于殼體內(nèi)。
[0014]所述正極片上設(shè)有不等距的正極耳，正極耳上有用于檢驗(yàn)卷繞整齊度的孔，其孔徑為(2 1.2mm，所述正極耳并聯(lián)構(gòu)成電池芯正極耳，鋁極耳焊在電池芯正極耳上，鋁極耳與電池芯正極耳連接處貼有聚酰亞胺膠紙，負(fù)極片上設(shè)有不等距的負(fù)極耳，負(fù)極耳上有用于檢驗(yàn)卷繞整齊度的孔，其孔徑為<2 1.2mm，所述負(fù)極耳并聯(lián)構(gòu)成電池芯負(fù)極耳，銅鍍鎳極耳焊在電池芯負(fù)極耳上，銅鍍鎳極耳與電池芯負(fù)極耳連接處貼有聚酰亞胺膠紙，電池兩端均有一對(duì)電池芯正極耳、電池芯負(fù)極耳引出。
[0015]聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙無(wú)紡布基層厚度為(28-32)um，其聚偏氟乙烯涂層均勻涂敷在無(wú)紡布基層的兩側(cè)，聚偏氟乙烯涂層厚度為(6-20)um，無(wú)紡布基層孔隙率是(60-75)%，孔徑是(0.12-0.28)um的高孔隙率纖維素聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的電池芯由正極片、聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙、負(fù)極片層疊后卷繞而成，并通過(guò)極耳并聯(lián)，減小了電池芯的內(nèi)阻，解決了疊片結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率低和極片邊角面積大的問(wèn)題，同時(shí)也減少了電池的產(chǎn)熱量，電池芯卷繞形成電池芯注入電解液后，經(jīng)熱聚合使電解液形成膠體電解質(zhì)，卷芯內(nèi)正極片、負(fù)極片粘貼于聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙兩側(cè)，電芯形成非液態(tài)的聚合物電芯，改善了電池的安全性，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙橫切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型正極基材涂敷活性物質(zhì)后結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型負(fù)極基材涂敷活性物質(zhì)后結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型正極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5為本實(shí)用新型負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型電池芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為本實(shí)用新型焊接極耳后電池芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8為本實(shí)用新型的聚合物鋰離子二次電池外部示意圖。
[0025]圖中:無(wú)紡布1、聚偏氟乙烯涂層2、正極基材3、正極活性物質(zhì)4、負(fù)極基材5、負(fù)極活性物質(zhì)6、正極片7、正極極片極耳定位孔8、正極耳9、負(fù)極片10、負(fù)極極片極耳定位孔11、負(fù)極耳12、電池芯13、電池芯正極耳14、鋁極耳15、聚酰亞胺膠紙16、電池芯負(fù)極耳17、銅鍍鎳極耳18、卷繞收尾膠紙19、銅鍍鎳極耳膠20、聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙21。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0027]如圖1所示，聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙21包括無(wú)紡布1、聚偏氟乙烯(PVDF)涂層2，所述聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙21為聚偏氟乙烯(PVDF)涂層2均勻的涂敷在無(wú)紡布I的兩面。
[0028]圖2、圖3所示，正極基材3上按一定尺寸均勻的涂敷上正極活性物質(zhì)4，負(fù)極基材5上按一定尺寸均勻的涂敷上負(fù)極活性物質(zhì)6。
[0029]如圖4、圖5所示，正極片7上、下端均設(shè)有不等距的正極耳9，正極耳9上設(shè)有用于檢查卷繞對(duì)齊度的正極極片極耳定位孔8，負(fù)極片10上、下端均設(shè)有不等距的負(fù)極耳12，負(fù)極耳12上設(shè)有用于檢查卷繞對(duì)齊度的負(fù)極極片極耳定位孔11。
[0030]如圖6所示，圖中包括正極片7、正極耳9、負(fù)極片10、負(fù)極耳12、聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙21，所述正極片7、負(fù)極片10層疊排布于聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙21的兩面，層疊后的正極片7、聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙21、負(fù)極片10卷繞形成電池芯13，所述正極極片極耳定位孔8，負(fù)極極片極耳定位孔11用于檢查電池芯13卷繞的整齊度，電池芯13封裝注入電解液后，經(jīng)熱聚合使電解液形成膠體電解質(zhì)，卷芯內(nèi)正極片7、負(fù)極片10粘貼于聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無(wú)紡布隔膜紙21兩側(cè)，形成非液態(tài)的聚合物電芯。
[0031]如圖7所示，電池芯正極耳14由正極片極耳9并聯(lián)而成，電池芯負(fù)極耳17由負(fù)極片極耳12并聯(lián)而成，電池芯13的卷繞收尾處貼有卷繞收尾膠紙16，所述電池芯正極耳14上焊接有鋁極耳15，電池芯正極耳14與鋁極耳15連接處貼有聚酰亞胺膠紙16，所述電池芯負(fù)極耳17上焊接有銅鍍鎳極耳18，電池芯負(fù)極耳17與銅鍍鎳極耳18連接處貼有聚酰亞胺膠紙16，電池芯上下兩端均焊有一對(duì)銅鍍鎳極耳18，鋁極耳15，銅鍍鎳極耳18上溶接有銅鍍鎳極耳膠20，貼有聚酰亞胺膠紙16。
[0032]如圖8所示，焊接好極耳的電池芯13位于鋁塑復(fù)合膜殼體內(nèi)，鋁塑復(fù)合膜殼殼體注入電解液后，經(jīng)熱聚合使電解液形成膠體電解質(zhì)的非液態(tài)聚合物電芯，電芯兩端均有一對(duì)鋁極耳15、銅鍍鎳極耳18。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池，包括正極片(7)、負(fù)極片(10)、聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙(21)、膠體電解質(zhì)及殼體，其特征在于:所述正極片(7)、負(fù)極片(10)層疊排布于聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙(21)的兩面，層疊后的正極片(7)、聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙(21)、負(fù)極片(10)卷繞形成電池芯(13)，所述電池芯注入電解液后，經(jīng)熱聚合使電解液形成膠體電解質(zhì)，卷芯內(nèi)正極片(7)、負(fù)極片(10)粘貼于聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙(21)兩側(cè)，電芯形成非液態(tài)的聚合物電芯，所述電池芯、膠體電解質(zhì)位于殼體內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池，其特征在于:所述正極片(7)上設(shè)有不等距的正極耳(9)，正極耳(9)上有用于檢驗(yàn)卷繞整齊度的正極極片極耳定位孔(8)，其孔徑為(2 1.2mm，所述正極耳(9)并聯(lián)構(gòu)成電池芯正極耳(14)，鋁極耳(15)焊在電池芯正極耳(14)上，鋁極耳(15)與電池芯正極耳(14)連接處貼有聚酰亞胺膠紙(16)，負(fù)極片(10)上設(shè)有不等距的負(fù)極耳(12)，負(fù)極耳(12)上有用于檢驗(yàn)卷繞整齊度的負(fù)極極片極耳定位孔(11)，其孔徑為<2 1.2mm，所述負(fù)極耳(12)并聯(lián)構(gòu)成電池芯負(fù)極耳(17)，銅鍍鎳極耳(18)焊在電池芯負(fù)極耳(17)上，銅鍍鎳極耳(18)與電池芯負(fù)極耳(17)連接處貼有聚酰亞胺膠紙(16)，電池兩端均有一對(duì)電池芯正極耳(14)、電池芯負(fù)極耳(17)引出。3.如權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池，其特征在于:聚偏氟乙稀涂層無(wú)紡布隔膜紙(21)無(wú)紡布基層(I)厚度為28 um _32um，其聚偏氟乙稀涂層(2)均勾涂敷在無(wú)紡布基層(I)的兩側(cè)，聚偏氟乙稀涂層(2)厚度為6um -20um，無(wú)紡布基層(I)孔隙率是60%-75%，孔徑是0.12 um -0.28um的高孔隙率纖維素聚偏氟乙烯涂層無(wú)紡布隔膜紙(21)。
【文檔編號(hào)】H01M10/0565GK205542997SQ201521067314
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日
【發(fā)明人】曾金輝, 張守祥
【申請(qǐng)人】江西迪比科股份有限公司