專利名稱：聚合物鋰離子電池及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種聚合物鋰離子電池，本發(fā)明還涉及一種聚合物鋰離子電池的生產(chǎn)制作方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種聚合物鋰離子電池，電池組成包括正極、負(fù)極、隔膜層和電解液，正極材料的組成為(質(zhì)量百分比)鈷酸鋰(LiCoO2)70-95％、導(dǎo)電碳材料1-6％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2-15％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5-4％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)1.5-15％；負(fù)極材料組成為(質(zhì)量百分比)中間相碳微球(CMS)75-90％、導(dǎo)電碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2-18％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5-5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)6.5-12％；隔膜層材料的組成為(質(zhì)量百分比)聚偏二氟乙烯(PVDF)25-50％、聚六氟丙烯(PHFP)5-10％、聚丙烯腈(PAN)5-10％、氣相二氧化硅2-5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)28-60％；電解液的組成為碳酸乙烯酯(EC)∶二甲基碳酸酯(DMC)∶乙基甲基碳酸酯(EMC)＝1∶1∶1(質(zhì)量)。
本發(fā)明的產(chǎn)品是通過這樣的方法來制作的按鈷酸鋰(LiCoO2)70-95％、導(dǎo)電碳材料1-6％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2-15％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5-4％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)1.5-15％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制取正極材料漿料。
按中間相碳微球(CMS)75-90％、導(dǎo)電碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2-18％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5-5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)6.5-12％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成負(fù)極材料漿料。
按聚偏二氟乙烯(PVDF)25-50％、聚六氟丙烯(PHFP)5-10％、聚丙烯腈(PAN)5-10％、氣相二氧化硅2-5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)28-60％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成隔膜材料漿料。
按(質(zhì)量百分比)高分子熱溶膠70-90％、有機(jī)醇5-20％、導(dǎo)電碳材料5-10％的比例混合，同時(shí)加入異丙醇作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成網(wǎng)格預(yù)處理材料漿料。
將正極材料料漿、負(fù)極材料料漿、隔膜材料料漿分別涂覆在載體上；將銅網(wǎng)格、鋁網(wǎng)格材料分別沖壓成型，用網(wǎng)格預(yù)處理材料進(jìn)行網(wǎng)格預(yù)處理；將電極材料沖壓成型，隔膜材料裁切成一定的形狀；將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料擺放在一起，利用熱復(fù)合機(jī)在110-120℃溫度下將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料粘到一起；將正極、負(fù)極和隔膜擺放到一起，在110-120℃溫度下熱壓復(fù)合成電池單元。
用超聲波點(diǎn)焊機(jī)將正極的鋁網(wǎng)格、負(fù)極的銅網(wǎng)格分別焊接到一塊；將焊接好的電池放在甲醇萃取液中萃取處理；包覆鋁塑復(fù)合膜，將電解液灌注到電池內(nèi)部，真空封裝制成產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法具有工藝簡單、成品率高、設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
采用本發(fā)明方法制作的電池與普通鋰離子電池相比較，能量密度更高，更加安全可靠，具體見下面表格所示。

本發(fā)明產(chǎn)品中使用聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚六氟丙烯(PHFP)和硅粉制作電池專用的隔膜材料，隔膜具有良好的耐溫性，有效防止電池內(nèi)部短路，有助于電池安全性能的提高。
下面舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)的描述實(shí)施例一按鈷酸鋰(LiCoO2)95％、導(dǎo)電碳材料1％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)1.5％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成正極材料漿料；按中間相碳微球(CMS)90％、導(dǎo)電碳材料1％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)6.5％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成負(fù)極材料漿料；按聚偏二氟乙烯(PVDF)45％、聚六氟丙烯(PHFP)7％、聚丙烯腈(PAN)5％、氣相二氧化硅5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)38％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成隔膜材料漿料；按(質(zhì)量百分比)高分子熱溶膠90％、有機(jī)醇5％、導(dǎo)電碳材料5％的比例混合，同時(shí)加入異丙醇作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成網(wǎng)格預(yù)處理材料漿料；將正極材料料漿、負(fù)極材料料漿、隔膜材料料漿分別涂布在載體上；將銅網(wǎng)格、鋁網(wǎng)格材料分別沖壓成型，用網(wǎng)格預(yù)處理材料進(jìn)行網(wǎng)格預(yù)處理；將電極材料沖壓成型，隔膜材料裁切成一定的形狀；將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料擺放在一起；利用熱復(fù)合機(jī)在110-120℃溫度下將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料粘到一起；將正極、負(fù)極和隔膜擺放到一起；在110-120℃溫度下滾壓復(fù)合成電池單元；用超聲波點(diǎn)焊機(jī)將電極的外電路即正極的鋁網(wǎng)格、負(fù)極的銅網(wǎng)格分別焊接到一塊；將焊接好的電池放在萃取液(增加萃取液的成分)中進(jìn)行萃取處理；包覆鋁塑復(fù)合膜；將電解液灌注到電池內(nèi)部；真空封裝制成產(chǎn)品。
實(shí)施例二按鈷酸鋰(LiCoO2)70％、導(dǎo)電碳材料5％、聚偏二氟乙烯(PVDF)15％、聚六氟丙烯(PHFP)3％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)7％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成正極材料漿料，按中間相碳微球(CMS)75％、導(dǎo)電碳材料5％、聚偏二氟乙烯(PVDF)10％、聚六氟丙烯(PHFP)1％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)9％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成負(fù)極材料漿料，按聚偏二氟乙烯(PVDF)25％、聚六氟丙烯(PHFP)7％、聚丙烯腈(PAN)8％、氣相二氧化硅5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)55％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成隔膜材料漿料，按(質(zhì)量百分比)高分子熱溶膠70％、有機(jī)醇20％、導(dǎo)電碳材料10％的比例混合，同時(shí)加入異丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成網(wǎng)格預(yù)處理材料漿料；將正極材料料漿、負(fù)極材料料漿、隔膜材料料漿分別涂布在載體上；將銅網(wǎng)格、鋁網(wǎng)格材料分別沖壓成型，用網(wǎng)格預(yù)處理材料進(jìn)行網(wǎng)格預(yù)處理；將電極材料沖壓成型，隔膜材料裁切成一定的形狀；將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料擺放在一起；利用滾壓機(jī)在110-120℃溫度下將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料粘到一起；將正極、負(fù)極和隔膜擺放到一起；在110-120℃溫度下滾壓復(fù)合成電池單元；用超聲波點(diǎn)焊機(jī)將電極的外電路即正極的鋁網(wǎng)格、負(fù)極的銅網(wǎng)格分別焊接到一塊；將焊接好的電池放在甲醇萃取液中進(jìn)行萃取處理；包覆鋁塑復(fù)合膜；將電解液灌注到電池內(nèi)部；真空封裝制成產(chǎn)品。
實(shí)施例三按鈷酸鋰(LiCoO2)80％、導(dǎo)電碳材料2％、聚偏二氟乙烯(PVDF)10％、聚六氟丙烯(PHFP)2％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)6％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成正極材料漿料，按中間相碳微球(CMS)85％、導(dǎo)電碳材料2％、聚偏二氟乙烯(PVDF)5％、聚六氟丙烯(PHFP)1％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)7％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成負(fù)極材料漿料，按聚偏二氟乙烯(PVDF)50％、聚六氟丙烯(PHFP)8％、聚丙烯腈(PAN)7％、氣相二氧化硅5％、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)30％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成隔膜材料漿料，按(質(zhì)量百分比)高分子熱溶膠90％、有機(jī)醇5％、導(dǎo)電碳材料5％的比例混合，同時(shí)加入異丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成網(wǎng)格預(yù)處理材料漿料；將正極材料料漿、負(fù)極材料料漿、隔膜材料料漿分別涂布在載體上；將銅網(wǎng)格、鋁網(wǎng)格材料分別沖壓成型，用網(wǎng)格預(yù)處理材料進(jìn)行網(wǎng)格預(yù)處理；將電極材料沖壓成型，隔膜材料裁切成一定的形狀；將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料擺放在一起；利用滾壓機(jī)在110-120℃溫度下將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料粘到一起；將正極、負(fù)極和隔膜擺放到一起；在110-120℃溫度下滾壓復(fù)合成電池單元；用超聲波點(diǎn)焊機(jī)將電極的外電路即正極的鋁網(wǎng)格、負(fù)極的銅網(wǎng)格分別焊接到一塊；將焊接好的電池放在萃取液(增加萃取液的成分)中進(jìn)行萃取處理；包覆鋁塑復(fù)合膜；將電解液灌注到電池內(nèi)部；真空封裝制成產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種聚合物鋰離子電池的制作方法，其特征是按鈷酸鋰70～95％、導(dǎo)電碳材料1～6％、聚偏二氟乙烯2～15％、聚六氟丙烯0.5～4％、鄰苯二甲酸二丁酯1.5～15％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成正極漿料，按中間相碳微球75～90％、導(dǎo)電碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯2-18％、聚六氟丙烯0.5-5％、鄰苯二甲酸二丁酯6.5-12％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成負(fù)極材料漿料，按聚偏二氟乙烯25-50％、聚六氟丙烯5-10％、聚丙烯腈5-10％、氣相二氧化硅2-5％、鄰苯二甲酸二丁酯28-60％的比例混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成隔膜材料漿料，按高分子熱溶膠70-90％、有機(jī)醇5-20％、導(dǎo)電碳材料5-10％的比例混合，攪拌均勻制成網(wǎng)格預(yù)處理材料漿料；將正極材料料漿、負(fù)極材料料漿、隔膜材料料漿分別涂布在載體上；將銅網(wǎng)格、鋁網(wǎng)格材料分別沖壓成型，用網(wǎng)格預(yù)處理材料進(jìn)行網(wǎng)格預(yù)處理；將電極材料沖壓成型，隔膜材料裁切成一定的形狀；將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料擺放在一起；利用熱復(fù)合機(jī)在110-120℃溫度下將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料粘到一起；將正極、負(fù)極和隔膜擺放到一起；在110-120℃溫度下滾壓復(fù)合成電池單元；用超聲波點(diǎn)焊機(jī)將電極的外電路即正極的鋁網(wǎng)格、負(fù)極的銅網(wǎng)格分別焊接到一塊；將焊接好的電池放在萃取液中進(jìn)行萃取處理；包覆鋁塑復(fù)合膜；將電解液灌注到電池內(nèi)部；真空封裝制成產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池的制作方法，其特征是隔膜材料中加入聚丙烯腈。
3.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池的制作方法，其特征是萃取液為甲醇。
4.如權(quán)利要求1所述的方法制作的電池，其電池質(zhì)量能量密度可達(dá)140Wh/Kg，體積能量密度可達(dá)280Wh/l。
5.一種聚合物鋰離子電池，其特征是電池組成包括正極、負(fù)極、隔膜層和電解液，按質(zhì)量百分比，正極材料的組成為鈷酸鋰70-95％、導(dǎo)電碳材料1-6％、聚偏二氟乙烯2-15％、聚六氟丙烯0.5-4％、鄰苯二甲酸二丁酯1.5-15％；負(fù)極材料組成為中間相碳微球75-90％、導(dǎo)電碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯2-18％、聚六氟丙烯0.5-5％、鄰苯二甲酸二丁酯6.5-12％；隔膜層材料的組成為聚偏二氟乙烯25-50％、聚六氟丙烯5-10％、聚丙烯腈5-10％、氣相二氧化硅2-5％、鄰苯二甲酸二丁酯28-60％；電解液的組成為碳酸乙烯酯∶二甲基碳酸酯∶乙基甲基碳酸酯＝1∶1∶1。
全文摘要
一種聚合物鋰離子電池的制作方法，其特征是制成正極漿料，制成負(fù)極材料漿料，制成隔膜材料漿料，制成網(wǎng)格預(yù)處理材料漿料；將正極材料料漿、負(fù)極材料料漿、隔膜材料料漿分別涂布在載體上；將銅網(wǎng)格、鋁網(wǎng)格材料分別沖壓成型，用預(yù)處理材料進(jìn)行網(wǎng)格預(yù)處理；將電極材料沖壓成型，隔膜材料裁切成一定的形狀；將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料擺放在一起；利用熱復(fù)合機(jī)將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料粘到一起；將正極、負(fù)極和隔膜擺放到一起滾壓復(fù)合成電池單元；將電極的外電路即正極的鋁網(wǎng)格、負(fù)極的銅網(wǎng)格分別焊接到一塊；將焊接好的電池放在萃取液中進(jìn)行萃取處理；包覆鋁塑復(fù)合膜；將電解液灌注到電池內(nèi)部；真空封裝制成產(chǎn)品；本發(fā)明的方法具有工藝簡單、成品率高、設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M10/38GK1476122SQ0314986
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者付治國, 王春生, 司宏君, 矯飛, 陳建軍 申請人:黑龍江中強(qiáng)能源科技有限公司