锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种裡离子电池，尤其涉及一种可弯折的裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池是一种新型的绿色化学电源，与传统的媒領电池、媒氨电池相比具有 电压高、寿命长、能量密度大的优点。自1990年日本索尼公司推出第一代裡离子电池后，它 已经得到迅速发展并广泛用于各种便携式设备。
[0003] 裡离子电池的电极包括集流体及设置在集流体表面的电极片。现有的裡离子电池 的集流体采用金属铅片，如负极采用铜铅或媒铅，正极采用铅铅或铁铅。电极片为将含有活 性物质、导电剂和粘结剂的电极浆料涂覆在集流体表面形成。然而，该种裡离子电池中非活 性材料，如集流体及粘结剂仍然占有较大比重，使得裡离子电池轻量化及小型化难于实现。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，确有必要提供一种具有较好柔性的裡离子电池。
[0005] -种裡离子电池，包括正极、负极及电解质。该正极包括第一碳纳米管纸及正电极 片，该正电极片设置在该第一碳纳米管纸表面，该正电极片包括多个相互层叠的第一碳纳 米管膜与分布在该第一碳纳米管膜中的正极活性物质；该负极包括第二碳纳米管纸及负电 极片，该负电极片设置在该第二碳纳米管纸表面，该负电极片包括多个相互层叠的第二碳 纳米管膜与分布在该第二碳纳米管膜中的负极活性物质，该正极与负极层叠并且该正电极 片与负电极片相对设置；电解质，设置在正电极片与电极片之间。
[0006] -种裡离子电池，包括正极、负极及电解质。该正极包括第一碳纳米管纸及正电极 片，该正电极片设置在该第一碳纳米管纸表面，该正电极片由多个相互层叠的第一碳纳米 管膜与分布在该第一碳纳米管膜中的正极活性物质组成。该负极包括第二碳纳米管纸及负 电极片，该负电极片设置在该第二碳纳米管纸表面，该负电极片由多个相互层叠的第二碳 纳米管膜与分布在该第二碳纳米管膜中的负极活性物质组成，该正极与负极层叠并且该正 电极片与负电极片相对设置。该电解质设置在正电极片与电极片之间。
[0007] 与现有技术相较，由于所述碳纳米管纸作为集流体，并且在正、负电极片中无需传 统裡离子电池电极中的粘结剂，因此该裡离子电池具有更轻的质量。另外，该碳纳米管纸相 比于金属铅片可W具有极薄的厚度。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明实施例提供的裡离子电池的正极结构示意图。
[0009] 图2为本发明实施例提供的裡离子电池的爆破示意图。
[0010] 图3为本发明实施例提供的裡离子电池的碳纳米管膜的扫描电镜照片照片。
[0011] 图4为本发明实施例提供的裡离子电池的正电极片的结构示意图。
[0012] 图5为本发明实施例提供的裡离子电池的正电极片的扫描电镜照片照片。
[0013] 图6为本发明实施例提供的裡离子电池的正电极片的透射电镜照片照片。
[0014] 图7为本发明实施例提供的裡离子电池的碳纳米管纸的照片。
[0015] 图8为本发明实施例将一正极、一隔膜及一负极层叠在一导电胶带表面的侧面扫 描电镜照片。
[0016] 图9为本发明另一实施例提供的裡离子电池的结构示意图。
[0017] 图10为本发明又一实施例提供的裡离子电池的结构示意图。
[0018] 图11为本发明实施例提供的裡离子电池在弯折时点亮灯泡的照片。
[0019] 图12为本发明实施例的正极与金属裡组成的半电池与对比例的正极与金属裡组 成的半电池在相同条件下的充放电循环性能曲线。
[0020] 图13为本发明实施例的正极与金属裡组成的半电池与对比例的正极与金属裡组 成的半电池在不同电流倍率下的循环测试曲线。
[0021] 图14为本发明实施例的负极与金属裡组成的半电池与对比例的负极与金属裡组 成的半电池在相同条件下的充放电循环性能曲线。
[0022] 图15为本发明实施例的负极与金属裡组成的半电池与对比例的负极与金属裡组 成的半电池在不同电流倍率下的循环测试曲线。
[0023] 图16为本发明实施例提供的裡离子电池在不同电流倍率下的循环测试曲线。
[0024] 图17为本发明实施例提供的裡离子电池在不同电流倍率下的充放电电压曲线。 [00巧]主要元件符号说明
【主权项】
1. 一种锂离子电池，其特征在于，包括： 正极，该正极包括第一碳纳米管纸及正电极片，该正电极片设置在该第一碳纳米管纸 表面，该正电极片包括多个相互层叠的第一碳纳米管膜与分布在该第一碳纳米管膜中的正 极活性物质； 负极，该负极包括第二碳纳米管纸及负电极片，该负电极片设置在该第二碳纳米管纸 表面，该负电极片包括多个相互层叠的第二碳纳米管膜与分布在该第二碳纳米管膜中的负 极活性物质，该正极与负极层叠并且该正电极片与负电极片相对并间隔设置；以及 电解质，该电解质设置在正电极片与电极片之间。
2. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该正电极片设置在该第一碳纳米管 纸的局部表面，该负电极片设置在该第二碳纳米管纸的局部表面。
3. 如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，进一步包括一封装结构及正极电引 出结构以及负极电引出结构；该正极电引出结构一端设置在该第一碳纳米管纸表面，并与 该正电极片相间隔，另一端从该封装结构伸出；该负极电引出结构一端设置在该第二碳纳 米管纸表面，并与该负电极片相间隔，另一端从该封装结构伸出。
4. 如权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，该封装结构为软性封装结构。
5. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，包括多个所述正极及多个所述负极 交替层叠设置，该正极包括两个正电极片分别设置在同一第一碳纳米管纸的两个表面，该 负极包括两个负电极片分别设置在同一第二碳纳米管纸的两个表面。
6. 如权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，进一步包括正极电引出结构以及负 极电引出结构，该多个正极的多个第一碳纳米管纸直接相互层叠，并由该正极电引出结构 夹持，该多个负极的多个第二碳纳米管纸直接相互层叠，并由该负极电引出结构夹持。
7. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该第一碳纳米管纸及第二碳纳米管 纸分别为该锂离子电池的正极集流体和负极集流体。
8. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该第一碳纳米管纸及第二碳纳米管 纸由多个相互层叠的碳纳米管膜组成。
9. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该第一碳纳米管纸及第二碳纳米管 纸均由基本沿相同方向排列的碳纳米管组成。
10. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，进一步包括正极电引出结构以及负 极电引出结构，该第一碳纳米管纸中的碳纳米管沿从正电极片至正极电引出结构的方向排 列，该第二碳纳米管纸中的碳纳米管沿从负电极片至负极电引出结构的方向排列。
11. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该第一碳纳米管膜及第二碳纳米管 膜均由碳纳米管组成。
12. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，单位面积该正电极片或负电极片 中，正极活性物质或负极活性物质的量为〇. 2mg/cm2~l. 5mg/cm2。
13. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该正极活性物质设置在该第一碳纳 米管膜中的碳纳米管的管壁上，该负极活性物质设置在该第二碳纳米管膜中的碳纳米管的 管壁上。
14. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该第一碳纳米管膜、第二碳纳米管 膜及第一碳纳米管纸及第二碳纳米管纸中的碳纳米管膜均为碳纳米管拉膜。
15. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该第一碳纳米管纸及第二碳纳米管 纸的厚度为500纳米飞OO微米。
16. 如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，该正极活性物质为磷酸铁锂，该负 极活性物质为钛酸锂，该正极活性物质及负极活性物质均为颗粒状，尺寸为〇. 1纳米~1〇〇 微米。
17. -种锂离子电池，其特征在于，包括： 正极，该正极包括第一碳纳米管纸及正电极片，该正电极片设置在该第一碳纳米管纸 表面，该正电极片由多个相互层叠的第一碳纳米管膜与分布在该第一碳纳米管膜中的正极 活性物质组成； 负极，该负极包括第二碳纳米管纸及负电极片，该负电极片设置在该第二碳纳米管纸 表面，该负电极片由多个相互层叠的第二碳纳米管膜与分布在该第二碳纳米管膜中的负极 活性物质组成，该正极与负极层叠并且该正电极片与负电极片相对并间隔设置；以及 电解质，该电解质设置在正电极片与电极片之间。
【专利摘要】一种锂离子电池，包括正极、负极及电解质。该正极包括第一碳纳米管纸及正电极片，该正电极片设置在该第一碳纳米管纸表面，该正电极片由多个相互层叠的第一碳纳米管膜与均匀分布在该第一碳纳米管膜中的正极活性物质组成。该负极包括第二碳纳米管纸及负电极片，该负电极片设置在该第二碳纳米管纸表面，该负电极片由多个相互层叠的第二碳纳米管膜与均匀分布在该第二碳纳米管膜中的负极活性物质组成，该正极与负极层叠并且该正电极片与负电极片相对设置。该电解质设置在正电极片与电极片之间。
【IPC分类】H01M4-66
【公开号】CN104810524
【申请号】CN201410031882
【发明人】吴扬, 武恒彩, 罗姝, 王佳平, 姜开利, 范守善
【申请人】清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月23日
【公告号】US20150207143