电极组件和包含其的电化学装置的制造方法_2

文档序号:8927234阅读:来源:国知局
上涂布绝缘材料的方法而 实现。
[0027] 或者,如图4中所示,形成绝缘层160的方法可W通过涂布含有至少一种陶瓷材料 的绝缘材料而实现。例如,绝缘层160可W通过涂布选自二氧化铁、碳酸巧和硫酸领的至 少一种材料或至少两种材料的混合物或者涂布含有W重量比计约10 %~约90 %的二氧化 铁、碳酸巧和硫酸领的溶液或涂料来形成。
[002引另外,绝缘层160可W通过将具有约200000W下的重均分子量的聚合物膜或乳液 结合并涂布到极耳部上而获得。在该种情况下,聚合物膜由选自聚丙締酸醋、聚苯己締、聚 丙締酸、聚丙締膳、聚己締、聚丙締、聚酷亚胺、聚氨醋和聚对苯二甲酸己二醇醋的至少一种 材料形成。或者,聚合物膜可W由了苯橡胶(SBR)基聚合物形成。
[0029] 也就是说,根据本发明的绝缘层160可W通过使用各种方法如静电纺纱、印刷、喷 涂和放液(tapping)来获得。
[0030] 下文将描述通过根据本发明的包含电极引线的二次电池确认是否出现接触缺陷 的实验例。根据本发明的电极组件可卷型(jelly-roU-type)、堆叠型或堆叠/折叠型 结构中的一种构造二次电池。在下文中,将更详细地描述本发明的实施方式。应注意,W下 实施方式并不旨在限制本发明的权利要求书的范围,而是用于例示本发明的详细说明。
[0031] {实施例}
[0032] 在正极集电器的顶部中,通过使用本领域公知的材料和方法制造电极组件,不同 之处在于自正极活性材料的端部W宽度约10mm且厚度约lOym的方式形成绝缘层。
[0033] 在本实施方式中,绝缘层通过使用含有聚合物的溶液形成,所述聚合物为改性的 SBR基聚合物,其包含少量的选自丙締酸、丙締膳和丙締酸己基己醋的至少一种单体,且含 有丙締酸了醋和苯己締作为主要组分;或者使用其中二氧化铁分散到水或甲醇中的溶液形 成。然后,通过使用绝缘层制造100个电极组件。将制造的电极组件各自构造在电池盒的 容纳部中。随后,将从电极组件的集电器延伸而伸出的多个电极极耳与引线部焊接W形成 V-形成部。然后,注入电解质,且将电池盒的上层压片和下层压片在其上互相接触的外周面 热焊接W密封电池盒,由此制造总共100个袋型二次电池。
[0034] {比较例}
[0035] 袋型二次电池通过与上述实施方式中相同的方法制造,不同之处在于省略绝缘 层。
[0036] {实验例}
[0037] 通过将在实施方式和比较例中制造的电池暴露在约100°C、约150°C和约200°C的 温度下而获得的试验结果显示在下表1中。
[003引在该实验例中,对100个电池重复进行上述试验W测定在负极处是否发生短路。
[0039][表U
[0040]
[0041] 在试验中,在应用本发明正极结构的各自具有绝缘层的所有100个二次电池中都 没有发生物理短路。然而,看到在一般比较例中出现约13%的缺陷率。
[0042] 在下文中,将描述构成根据本发明的具有上述绝缘层的电极组件的各部件的具体 材料和结构特征。
[00创正极结构
[0044] 在本发明中的基本单元体上形成的电极分为正极和负极。正极和负极W其间具有 隔膜的方式彼此相互结合而制造电极。例如,正极可W通过在正极集电器上涂布正极活性 材料、导电材料和粘合剂的混合物且随后对其上涂布了混合物的正极集电器进行干燥和挤 压加工来制造。根据需要,可W将填料添加到混合物中。该结构可片的形式获得且随 后W其中将片安装在负载漉上的形状应用到工艺中。
[0045][正极集电器]
[0046] 通常,正极集电器通常制造成具有约3 ym~约500 ym的厚度。正极集电器不受 特别限制,只要其具有高导电性而不引起电池中的不利化学变化即可。正极集电器可W由 如下形成;例如,不诱钢;侣;镶;铁;赔烧碳;或者用碳、镶、铁、银等中的一种表面处理过 的侣或不诱钢。集电器可W具有粗趟表面W改善正极活性材料的粘合强度且可W具有诸如 膜、片、巧、网、多孔体、泡沫体、无纺布体等的各种形状中的任一种。在根据本发明的上述实 施方式中,电极极耳可W由与正极集电器的材料相同的材料形成。
[0047][正极活性材料]
[0048] 在裡二次电池的情况下,正极活性材料可W包含层状化合物如裡钻氧化物 (LiCo〇2)和裡镶氧化物(LiNi化),或者被至少一种过渡金属置换的所述化合物;裡铺氧化 物,诸如化学式Lii+xMn2_x〇4(其中X为约0~约0. 33)、LiMn〇3、LiMn2〇3和LiMnO2;裡铜氧 化物(叫〇1〇2);饥氧化物,诸如LiV3〇8、LiFe3〇4、V205和化2V2O7;由化学式LiNii_xM典(其中 M=Co、Mn、A1、Cu、Fe、Mg、B或Ga,且X为约0. 01~约0.扣表示的镶位点裡化的镶氧化 物;由化学式LiMrVxM典(其中M=Co、Ni、Fe、Cr、化或Ta,且X为约0. 01~约0. 1)或 Li2Mn3M〇8(其中M=Fe、Co、Ni、化或Zn)表示的裡铺复合氧化物;化学式的一部分裡被碱 ±金属离子置换的LiMri2〇4;二硫化物化合物;或由化2 (M〇〇4) 3形成的复合氧化物,但本发明 不受此限制。
[0049] 基于包含正极活性材料的混合物的总重量,导电材料通常W约1~约50重量%的 量加入。可W使用任何导电材料而不受特别限制,只要其具有合适的导电性而不引起电池 中的不利化学变化即可。例如,导电材料可W包含诸如如下的导电材料;石墨,诸如天然石 墨和人造石墨;炭黑,诸如己诀黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑和热裂法炭黑;导电纤维, 诸如碳纤维和金属纤维;金属粉末,诸如碳氣化合物粉末、侣粉和镶粉;导电晶须,诸如氧 化锋和铁酸钟;导电氧化物,诸如二氧化铁;或聚苯撑衍生物。
[0050] 粘合剂为帮助活性材料和导电材料之间的粘合及与集电器的粘合的组分。基于包 含正极活性材料的化合物的总重量,粘合剂通常W约1~约50重量%的量加入。粘合剂的 实例可W包括聚偏二氣己締、聚己締醇、駿甲基纤维素(CMC)、淀粉、哲丙基纤维素、再生纤 维素、聚己締基化咯烧酬、四氣己締、聚己締、聚丙締、己締-丙締-二締立元共聚物脚DM)、 横化EPDM、了苯橡胶、氣化橡胶、各种共聚物等。
[0化1] 填料为选择性地用于抑制负极的膨胀的组分。对于填料没有特别限制,只要其不 导致电池中的不利化学变化且为纤维材料即可。填料的实例可W包括締姪聚合物,诸如聚 己締和聚丙締;和纤维材料,诸如玻璃纤维和碳纤维。
[0化2] 负极结构
[0化3] 负极电极通过在负极集电器上涂布、干燥并挤压负极活性材料来形成。根据需要, 可W进一步将导电材料、粘合剂和填料选择性地加到负极中。该结构可片的形式获得 且随后W其中将片安装在负载漉上的形状应用到工艺中。
[0054][负极集电器]
[0化5] 负极集电器通常制造成具有约3ym~约500ym的厚度。负极集电器不受特别限 审IJ,只要其具有导电性而不引起电池中的不利化学变化即可。负极集电器可W由如下形成: 例如,铜;不诱钢;侣;镶;铁;赔烧碳;或用碳、镶、铁、银等中的一种表面处理过的铜、不诱 钢;侣-簡合金等。此外,类似于正极集电器,负极集电器可W具有微细粗趟表面W改善与 负极活性材料的粘合强度。负极集电器可W具有各种形状如膜、片、巧、网
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