专利名称：聚合物锂离子电池及其制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种聚合物锂离子电池，本发明还涉及一种聚合物锂离子电池的生产制作方法。
本发明采用的技术方案是一种聚合物锂离子电池，电池组成包括正极、负极、隔膜层和电解液，正极材料的组成为(质量百分比)钴酸锂(LiCoO2)70-95％、导电碳材料1-6％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2-15％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5-4％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)1.5-15％；负极材料组成为(质量百分比)中间相碳微球(CMS)75-90％、导电碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2-18％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5-5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)6.5-12％；隔膜层材料的组成为(质量百分比)聚偏二氟乙烯(PVDF)25-50％、聚六氟丙烯(PHFP)5-10％、聚丙烯腈(PAN)5-10％、气相二氧化硅2-5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)28-60％；电解液的组成为碳酸乙烯酯(EC)∶二甲基碳酸酯(DMC)∶乙基甲基碳酸酯(EMC)＝1∶1∶1(质量)。
本发明的产品是通过这样的方法来制作的按钴酸锂(LiCoO2)70-95％、导电碳材料1-6％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2-15％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5-4％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)1.5-15％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制取正极材料浆料。
按中间相碳微球(CMS)75-90％、导电碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2-18％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5-5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)6.5-12％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成负极材料浆料。
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％、气相二氧化硅2-5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)28-60％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成隔膜材料浆料。
按(质量百分比)高分子热溶胶70-90％、有机醇5-20％、导电碳材料5-10％的比例混合，同时加入异丙醇作为有机溶剂，搅拌均匀制成网格预处理材料浆料。
将正极材料料浆、负极材料料浆、隔膜材料料浆分别涂覆在载体上；将铜网格、铝网格材料分别冲压成型，用网格预处理材料进行网格预处理；将电极材料冲压成型，隔膜材料裁切成一定的形状；将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料摆放在一起，利用热复合机在110-120℃温度下将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料粘到一起；将正极、负极和隔膜摆放到一起，在110-120℃温度下热压复合成电池单元。
用超声波点焊机将正极的铝网格、负极的铜网格分别焊接到一块；将焊接好的电池放在甲醇萃取液中萃取处理；包覆铝塑复合膜，将电解液灌注到电池内部，真空封装制成产品。
本发明的方法具有工艺简单、成品率高、设备投资少、生产成本低等优点。
采用本发明方法制作的电池与普通锂离子电池相比较，能量密度更高，更加安全可靠，具体见下面表格所示。
本发明产品中使用聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚六氟丙烯(PHFP)和硅粉制作电池专用的隔膜材料，隔膜具有良好的耐温性，有效防止电池内部短路，有助于电池安全性能的提高。
下面举例对本发明做更详细的描述实施例一按钴酸锂(LiCoO2)95％、导电碳材料1％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)1.5％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成正极材料浆料；按中间相碳微球(CMS)90％、导电碳材料1％、聚偏二氟乙烯(PVDF)2％、聚六氟丙烯(PHFP)0.5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)6.5％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成负极材料浆料；按聚偏二氟乙烯(PVDF)45％、聚六氟丙烯(PHFP)7％、聚丙烯腈(PAN)5％、气相二氧化硅5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)38％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成隔膜材料浆料；按(质量百分比)高分子热溶胶90％、有机醇5％、导电碳材料5％的比例混合，同时加入异丙醇作为有机溶剂，搅拌均匀制成网格预处理材料浆料；将正极材料料浆、负极材料料浆、隔膜材料料浆分别涂布在载体上；将铜网格、铝网格材料分别冲压成型，用网格预处理材料进行网格预处理；将电极材料冲压成型，隔膜材料裁切成一定的形状；将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料摆放在一起；利用热复合机在110-120℃温度下将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料粘到一起；将正极、负极和隔膜摆放到一起；在110-120℃温度下滚压复合成电池单元；用超声波点焊机将电极的外电路即正极的铝网格、负极的铜网格分别焊接到一块；将焊接好的电池放在萃取液(增加萃取液的成分)中进行萃取处理；包覆铝塑复合膜；将电解液灌注到电池内部；真空封装制成产品。
实施例二按钴酸锂(LiCoO2)70％、导电碳材料5％、聚偏二氟乙烯(PVDF)15％、聚六氟丙烯(PHFP)3％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)7％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成正极材料浆料，按中间相碳微球(CMS)75％、导电碳材料5％、聚偏二氟乙烯(PVDF)10％、聚六氟丙烯(PHFP)1％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)9％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成负极材料浆料，按聚偏二氟乙烯(PVDF)25％、聚六氟丙烯(PHFP)7％、聚丙烯腈(PAN)8％、气相二氧化硅5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)55％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成隔膜材料浆料，按(质量百分比)高分子热溶胶70％、有机醇20％、导电碳材料10％的比例混合，同时加入异丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成网格预处理材料浆料；将正极材料料浆、负极材料料浆、隔膜材料料浆分别涂布在载体上；将铜网格、铝网格材料分别冲压成型，用网格预处理材料进行网格预处理；将电极材料冲压成型，隔膜材料裁切成一定的形状；将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料摆放在一起；利用滚压机在110-120℃温度下将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料粘到一起；将正极、负极和隔膜摆放到一起；在110-120℃温度下滚压复合成电池单元；用超声波点焊机将电极的外电路即正极的铝网格、负极的铜网格分别焊接到一块；将焊接好的电池放在甲醇萃取液中进行萃取处理；包覆铝塑复合膜；将电解液灌注到电池内部；真空封装制成产品。
实施例三按钴酸锂(LiCoO2)80％、导电碳材料2％、聚偏二氟乙烯(PVDF)10％、聚六氟丙烯(PHFP)2％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)6％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成正极材料浆料，按中间相碳微球(CMS)85％、导电碳材料2％、聚偏二氟乙烯(PVDF)5％、聚六氟丙烯(PHFP)1％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)7％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成负极材料浆料，按聚偏二氟乙烯(PVDF)50％、聚六氟丙烯(PHFP)8％、聚丙烯腈(PAN)7％、气相二氧化硅5％、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)30％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成隔膜材料浆料，按(质量百分比)高分子热溶胶90％、有机醇5％、导电碳材料5％的比例混合，同时加入异丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成网格预处理材料浆料；将正极材料料浆、负极材料料浆、隔膜材料料浆分别涂布在载体上；将铜网格、铝网格材料分别冲压成型，用网格预处理材料进行网格预处理；将电极材料冲压成型，隔膜材料裁切成一定的形状；将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料摆放在一起；利用滚压机在110-120℃温度下将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料粘到一起；将正极、负极和隔膜摆放到一起；在110-120℃温度下滚压复合成电池单元；用超声波点焊机将电极的外电路即正极的铝网格、负极的铜网格分别焊接到一块；将焊接好的电池放在萃取液(增加萃取液的成分)中进行萃取处理；包覆铝塑复合膜；将电解液灌注到电池内部；真空封装制成产品。
权利要求
1.一种聚合物锂离子电池的制作方法，其特征是按钴酸锂70～95％、导电碳材料1～6％、聚偏二氟乙烯2～15％、聚六氟丙烯0.5～4％、邻苯二甲酸二丁酯1.5～15％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成正极浆料，按中间相碳微球75～90％、导电碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯2-18％、聚六氟丙烯0.5-5％、邻苯二甲酸二丁酯6.5-12％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成负极材料浆料，按聚偏二氟乙烯25-50％、聚六氟丙烯5-10％、聚丙烯腈5-10％、气相二氧化硅2-5％、邻苯二甲酸二丁酯28-60％的比例混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成隔膜材料浆料，按高分子热溶胶70-90％、有机醇5-20％、导电碳材料5-10％的比例混合，搅拌均匀制成网格预处理材料浆料；将正极材料料浆、负极材料料浆、隔膜材料料浆分别涂布在载体上；将铜网格、铝网格材料分别冲压成型，用网格预处理材料进行网格预处理；将电极材料冲压成型，隔膜材料裁切成一定的形状；将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料摆放在一起；利用热复合机在110-120℃温度下将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料粘到一起；将正极、负极和隔膜摆放到一起；在110-120℃温度下滚压复合成电池单元；用超声波点焊机将电极的外电路即正极的铝网格、负极的铜网格分别焊接到一块；将焊接好的电池放在萃取液中进行萃取处理；包覆铝塑复合膜；将电解液灌注到电池内部；真空封装制成产品。
2.如权利要求1所述的聚合物锂离子电池的制作方法，其特征是隔膜材料中加入聚丙烯腈。
3.如权利要求1所述的聚合物锂离子电池的制作方法，其特征是萃取液为甲醇。
4.如权利要求1所述的方法制作的电池，其电池质量能量密度可达140Wh/Kg，体积能量密度可达280Wh/l。
5.一种聚合物锂离子电池，其特征是电池组成包括正极、负极、隔膜层和电解液，按质量百分比，正极材料的组成为钴酸锂70-95％、导电碳材料1-6％、聚偏二氟乙烯2-15％、聚六氟丙烯0.5-4％、邻苯二甲酸二丁酯1.5-15％；负极材料组成为中间相碳微球75-90％、导电碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯2-18％、聚六氟丙烯0.5-5％、邻苯二甲酸二丁酯6.5-12％；隔膜层材料的组成为聚偏二氟乙烯25-50％、聚六氟丙烯5-10％、聚丙烯腈5-10％、气相二氧化硅2-5％、邻苯二甲酸二丁酯28-60％；电解液的组成为碳酸乙烯酯∶二甲基碳酸酯∶乙基甲基碳酸酯＝1∶1∶1。
全文摘要
一种聚合物锂离子电池的制作方法，其特征是制成正极浆料，制成负极材料浆料，制成隔膜材料浆料，制成网格预处理材料浆料；将正极材料料浆、负极材料料浆、隔膜材料料浆分别涂布在载体上；将铜网格、铝网格材料分别冲压成型，用预处理材料进行网格预处理；将电极材料冲压成型，隔膜材料裁切成一定的形状；将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料摆放在一起；利用热复合机将铜网格和负极材料、铝网格和正极材料粘到一起；将正极、负极和隔膜摆放到一起滚压复合成电池单元；将电极的外电路即正极的铝网格、负极的铜网格分别焊接到一块；将焊接好的电池放在萃取液中进行萃取处理；包覆铝塑复合膜；将电解液灌注到电池内部；真空封装制成产品；本发明的方法具有工艺简单、成品率高、设备投资少、生产成本低等优点。
文档编号H01M10/38GK1476122SQ0314986
公开日2004年2月18日 申请日期2003年7月30日 优先权日2003年7月30日
发明者付治国, 王春生, 司宏君, 矫飞, 陈建军 申请人:黑龙江中强能源科技有限公司