专利名称：隔离器和电极,特别是阴极或阳极的粘合方法以及电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及隔离器和电极，特别是阴极或阳极的粘合方法。本发明还涉及连续由一层或多层电流集电器，阳极，隔离器，阴极，电流集电器和电解质组成的电池。
粘合隔离器和电极的方法可从美国专利说明书5,470,357中获知。从该美国专利说明书中获知的隔离器膜元件通常由亚乙烯基二氟，六氟丙烯共聚物以及相容的有机柔软剂组合物制备。这种共聚物组合物也用于制备电极膜元件，因为它能保证叠层界面的可容性。接着，通过将单个元件加热和挤压叠层获得最终电池。随后，去掉溶剂并干燥构件。将这种干燥的构件浸泡在电解质中，并使电池活化。
这种叠层方法的缺点是可用于电池的隔离器类型的选择受到限制。因此，众所周知，开发了具有内部熔断器功能的特殊隔离器。在一定的温度上，具有这种内部熔断器功能的隔离器不再具有多孔性，因此不再传导离子。因此，使用这种具有内部熔断器功能的隔离器是所希望的，因为它对锂电池提供了额外的保护。如果电池充电过度或发生内部短路，则内部温度升高，而电池自动停止工作。
所以，本发明的目的是提供结合不同的阳极和阴极材料可使用不同类型隔离器的方法。
根据本发明，本文起始段提及的方法特征在于，隔离器由另一个不同于电极的基质材料制成，而隔离器与电极之间的粘合利用不会在电解质中溶解的粘合剂完成。
应当明白，这里所使用的术语阴极指正电极，术语阳极指负电极。
对于粘合剂，优选使用热或可聚合粘合剂，所述粘合剂特别以打点方式(adotted manner)提供。通过按照特殊形式提供粘合剂，可以预防失去电极和/或隔离器的多孔特性。
为了改善电极与隔离器之间的粘合，优选对隔离器，阳极和/或阴极的表面进行氧化处理，特别是等离子氧化，溶液氧化或辐射氧化。
另外优选对如上所述化学官能化的隔离器、阳极和/或阴极表面利用反应基团进行改性处理。适合的反应基团包括丙烯酸酯基团(acrylate groups)，乙烯基醚基团，环氧化物基团和thiolene基团。
本发明还涉及连续由电流集电器，阳极，隔离器，阴极，电流集电器和电解质构成的电池，根据本发明描述的电池特征在于，阳极，隔离器和阴极根据本发明方法互相连接。本发明的这些和另外方面参照以下描述的实施方案将是明显的并得到阐述，请注意，本发明不限于特别使用的材料。
阳极制造制备5.3克中间碳微粒(meso-carbon micro-grains)，5克萘烷，0.1克分子量高于1百万的UHMWPE的混合物。混合物加热至160℃并铸成膜。去掉多余溶剂，膜进一步通过辊压使其致密。
阴极制造除了制备包括5克LiCoO2，5克萘烷，0.1克UHMWPE和0.3克碳黑的第一混合物外，阴极的制造方法与阳极的相同。聚合物随后被加热并以与负电极相同的方法处理。去掉多余的溶剂后，获得干燥的板。随后以通常方式将电流集电器提供在阴极和阳极上。
隔离器与电极之间的粘合如上所述获得的阳极和阴极材料按照特定的打点形式可被提供基于石蜡的热粘合剂。随后在阴极和阳极材料之间提供由多孔聚丙烯制成的隔离器并通过加热和挤压粘合。干燥的电池构件随后浸泡在由EC∶DEC为1∶1的1摩尔LiPF6构成的电解质中。该电池可经受循环。
权利要求
1.一种隔离器和电极，特别是阴极或阳极的粘合方法，特征在于，隔离器由不同于电极的另外基质材料制备，而隔离器与电极之间的粘合利用不会在电解质中溶解的粘合剂完成。
2.根据权利要求1的方法，特征在于使用热粘合剂。
3.根据权利要求1的方法，特征在于使用可聚合的粘合剂。
4.根据权利要求1-3的方法，特征在于以打点形式提供粘合剂。
5.根据权利要求1的方法，特征在于对隔离器，阳极和/或阴极的表面进行了氧化处理以改进粘合力。
6.根据权利要求5的方法，特征在于氧化处理包括等离子氧化，溶液氧化和辐射氧化。
7.根据权利要求5-6的方法，特征在于对化学官能化的隔离器、阳极和/或阴极的表面利用反应基团进行改性。
8.根据权利要求7的方法，特征在于反应基团使用丙烯酸酯基团，乙烯基醚基团，环氧化物基团和thiolene基团。
9.依次由一层或多层电流集电器、阳极、隔离器、阴极、电流集电器和电解质构成的电池，特征在于，阳极、隔离器和阴极按照权利要求1-8中描述的方法互相连接。
全文摘要
本发明涉及通过对隔离器和电极这些部件的至少一个的表面处理将隔离器和电极粘合的方法;表面处理包括氧化处理,如等离子氧化或溶液氧化。
文档编号H01M2/14GK1334610SQ0012628
公开日2002年2月6日 申请日期2000年7月24日 优先权日2000年7月24日
发明者R·A·M·希克米特 申请人:皇家菲利浦电子有限公司