专利名称：聚合物凝胶电解质和应用它的锂电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物凝胶电解质以及应用它的锂电池，更具体地说，是涉及一种聚合物凝胶电解质和一种通过使用这种聚合物凝胶电解质而具有改进的可靠性和安全性的锂电池。
象已知的那样，当一种环氧乙烷均聚物和一种碱金属离子体系被应用时，离子导电特性即得到改进，聚合物固体电解质已经得到深入研究。作为研究的结果，许多关注被赋予聚醚诸如聚环氧乙烷作为聚合物基质，因为金属阳离子在其中有高的运动自由度和溶解度。
金属离子的运动发生在聚合物的无定形区域而不是聚合物的结晶区域。这样，为减小聚环氧乙烷的可结晶性，已经提出了一些聚环氧乙烷和各种环氧化合物共聚的方法(美国专利No.5,968,681和5,837,157)。
锂蓄电池按照它们所用的电解质种类来分类，可分为锂离子电池和锂离子聚合物电池。一般锂离子电池用圆柱形盒壳或棱柱形盒壳作为密封电极装置的盒壳。然而近来广泛使用盒袋来代替这类盒壳。用盒袋作为盒壳的理由是它使每单位重量和单位体积的能量密度增加，可做成薄和轻的电池，并且材料价值可以降低。
图1是用盒袋作为盒壳的锂离子电池的部件分解透视图。
参看图1，锂离子电池包括具有阴极11、阳极12、隔膜13的电极装置10，盒壳14环绕并密封着电极装置10。这里电极装置10是这样形成的，即把隔膜13插嵌在阴极11和阳极12之间并卷叠起来。阴极分接头12和阳极分接头12’作为电极装置10和外部的通电途径从阴极11和阳极12分别拉出以形成电极终端接头13和13’。
图2是普通锂离子聚合物电池的部件分解透视图。
参看图2，这种锂离子聚合物电池包括具有阴极、阳极和隔膜的电极装置21，并且盒壳22环绕并密封住电极装置21。电极终端接头(或引线)24和24’用来引导电极装置21形成的电流流向外部，它被连接到阴极分接头23和阳极分接头23’上，23和23’分别安装在阴极和阳极上，并以预先决定的长度暴露在盒壳22的外面。
如上所述，在图1所示的锂离子电池和图2所示的锂离子聚合物电池中，电极装置10和21是放在盒壳11和22中的，电解质溶液被注入其中，同时电极端子13和13’以及24和24’被部份地暴露在盒壳外面。然后加热和加压使上部和下部盒壳边缘的热粘附材料把上、下部份粘合而密封，从而完成电池制作。
如上所述，因为电解质溶液是在电极装置被放入盒壳之后注入的，在使用低沸点有机溶剂的情况下，电极装置或盒袋可能膨胀，导致电池可靠性和安全性的变坏。
为解决上述问题，已经提出了一些组装电池的方法，使电极和电解质可通过紫外射线或电子束照射导致固化来制备；或者电极板用凝胶涂布而不必分开地注入一种电解质溶液，如在美国专利No.5,972,539、5,279,910、5,437,942和5,340,368中所公开的那样。在实际中，电极装置或盒袋的膨胀可得到某种程度的缓解，但仍然是不能令人满意的。
为解决上述问题，本发明人进行了各种研究，并完成了涉及使用一种聚环氧乙烷聚合物形成凝胶电解质的本发明。
本发明的第一个目的是提供一种聚合物凝胶电解质，它能有效地掏由于电解质溶液造成电池的膨胀。
本发明的第二个目的是提供一种锂电池，它通过使用聚合物凝胶电解质，能防止由于电解质溶液使电池膨胀造成电池的可靠性和安全性的降低。
本发明的第三个目的是提供一种制造锂电池的方法。
为达到第一个目的，提供了一种聚合物凝胶电解质，它是通过把一种三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂中，混合一种锂盐和外加的有机溶剂以获得一种形成电解质的组合物，然后从组合物中除去低沸点有机溶剂；该三元共聚物含有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元[式1]-(CH2CH2O)- [式3] 其中n为1至12的一个整数，R是含有1至12个碳原子的烷基。
最好是，式1代表的重复单元的含量基于1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.9摩尔％，式2代表的重复单元的含量基于1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.8摩尔％，式3代表的重复单元基于1摩尔三元共聚物计算为0.01至0.8摩尔％。
为达到第二个目的，提供了一种锂电池，它包括含有阴极、阳极和插嵌在阴极和阳极之间的隔膜的电极装置，一种聚合物凝胶电解质以及可适应这种电极装置和这种聚合物电解质的盒壳；其中聚合物凝胶电解质的制备是把含有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元的三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂中，混合一种锂盐和一种外加的有机溶剂以获得一种形成电解质的组合物，把组合物注入可适应电极装置的盒壳中，或涂布这种组合物在阴极、阳极和隔膜中的至少一种上面，再从得到的构造中仅除去低沸点的有机溶剂。-(CH2CH2O)- [式3] 其中n是1至12的一个整数，R是含有1至12个碳原子的烷基。
为达到第三个目的，提供了一种制造锂电池的方法，它包括以下步骤先获得形成电解质的组合物，这可通过把含有具有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重单元的三元共聚物溶解于一种低沸点有机溶剂中，混合一种锂盐和一种外加的有机溶剂而获得；然后把这种组合物注入能适应含有阴极、阳极和隔膜的电极装置的盒壳中，并从得到的构造中除去低沸点有机溶剂以获得聚合物凝胶电解质，然后将其密封[式1]-(CH2CH2O)-[式2] 其中n是1至12的一个整数，R是含有1至12个碳原子的烷基。
还有1为达到第三个目的，提供了一种制造锂电池的方法，它包括以下步骤先获得形成电解质的组合物，这可通过把含有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元的三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂中，然后混合一种锂盐和一种外加的有机溶剂而制得；然后把这种组合物涂布在阴极、阳极和隔膜当中的至少一种上面；用阴极、阳极和隔膜形成电极装置，从得到的构造中除去低沸点有机溶剂以获得聚合物凝胶电解质，然后将其密封[式1]-(CH2CH2O)-[式2] 其中n是1至12的一个整数，R是含有1至12个碳原子的烷基。
低沸点有机溶剂包括丙酮、四氢呋喃等。
本发明的上述目的和优点通过优选的实施方案的详尽描述并参照所附的图形而将变得更为明显。其中图1是示例说明普通锂离子电池的部份部件分解透视图；图2是示例说明锂离子聚合物电池的部件分解透视图。
本发明的特色是使用了一种聚合物凝胶电解质。这种凝胶电解质可通过以下方法制备。
首先，把含有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单位的三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂中，往其中加入锂盐和有机溶剂以调节粘度；注入已并入电极装置的盒壳中，然后蒸发除去低沸点有机溶剂。
其次，也可把含有式1代表的重复单位、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元的三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂中，往其中加入锂盐和有机溶剂并混合以获得一种组合物，将此组合物涂布在阴极、阳极和隔膜当中的和一种上面，然后除去低沸点有机溶剂。-(CH2CH2O)-[式2] 其中n是1至12的一个整数，R是含有1至12个碳原子的烷基。
式2中R代表的具体实例包括甲基、乙基等。
在这种三元共聚物中，基于1摩尔三元共聚物的量来计算，式1代表的重复单元的含量为0.1至0.9摩尔％，式2代表的重复单元的含量为0.1至0.8摩尔％，式3代表的重复单元的含量为0.01至0.8摩尔％。还有，这种三元共聚物的重量平均分子量优选在10,000至2,000,000、更优选500,000至1,200,000范围之内。当这种三元共聚物的重量平均分子量超出这一范围以外，则三元共聚物令人失望地难于溶解。这种三元共聚物的玻璃化转变温度优选在-80至30℃范围内。
具体地，本发明的锂电池并不特别限制于哪种型式，它可以是任何锂电池，包括锂原电池和锂蓄电池诸如锂离子电池或锂离子聚合物电池。特别是，具有卷叠型式电极装置和能并入这种电极装置的盒袋型盒壳的锂电池是优选的。如果盒袋被用作盒壳，则单位重量的能量密度和单位体积的能量密度都可增加，从而可制成薄的、重量轻的电池，并且盒壳的材料成本也可降低。
下面将详尽描述用具有式1、2和3代表的重复单元的三元共聚物制备本发明的凝胶电解质的方法。
首先，把含有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元的三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂诸如丙酮、四氢呋喃等之中。
接着，把含有一种锂盐和有机溶剂的电解质溶液加到含有三元共聚物和低沸点有机溶剂的溶液中，并加以混合以获得为形成电解质的复合物。这里，三元共聚物的重量对锂盐、有机溶剂的总重量的比优选在1∶1至1∶50范围内。当三元共聚物相对锂盐和有机溶剂的含量超过这一范围时，离子的导电性即降低。如果三元共聚物相对锂盐和有机溶剂的含量低于上述范围，则得到的聚合物凝胶电解质的物理性质令人失望地弱。
此后，形成电解质的组合物被注入能适应电极装置的盒壳中，然后在真空条件下迅速地只把低沸点有机溶剂除去。然后即获得聚合物凝胶电解质。
可供选择地，上述方法中获得的聚合物凝胶电解质也可以通过把形成电解质的组合物涂布在阴极、阳极和隔膜当中的至少一种上面，然后仅仅除去低沸点有机溶剂而获得。
本发明电解质溶液中的有机溶剂可选自以下溶剂中的至少一种亚丙基碳酸酯(PC)、亚乙基碳酸酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(MEC)、二乙基碳酸酯(DEC)和亚乙烯基碳酸酯(VC)。特别是，在加入VC作为电解质溶液的有机溶剂的情况下，电池的性能，特别是使用寿命性能，即得到改进。作为锂盐，可用以下锂盐中的至少一种离子性锂盐LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2。
下面将描述本发明的含有凝胶电解质的锂电池的制备方法。
首先，用含有电极活性材料、粘接剂、导电剂和溶剂的电极活性材料组合物在集电极上形成电极活性材料层。这里，这种电极活性材料层可以这样形成，即把电极活性材料组合物直接涂布在集电器上，或者把电极活性材料组合物涂布在一种分开的载体上并干燥，然后从载体上剥离下来的膜被覆盖在集电器上。这里，作为载体，可以使用任何一种能装载这种活性材料层的材料，其具体实例包括聚酯薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。
在本发明中，一种复合的锂氧化物诸如LiCoO2可被用作阴极的电极活性材料，而碳或石墨可用作阳极的电极活性材料。作为导电剂，可以用炭黑等。这里，导电剂的含量基于100份电极活性材料、例如LiCoO2的重量计算优选为按重量计1至20份；当导电剂的含量小于按重量计1份时，电极活性材料和集电器的导电性改进效果近于可以忽略。但当导电剂的含量大于按重量计20份时，则电极活性材料的含量相对降低。
作为粘结剂，可使用1，1-二氟乙烯-六氟丙烯(VdF/HFP)共聚物、聚1，1-二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯以及它们的混合物，粘结剂的含量基于100份电极活性材料的重量计优选按重量计5至30份。当粘结剂的含量在这一范围之内时，集电器和电极活性材料层之间的粘附性是优良的。
所有通常用于锂蓄电池中的溶剂均可在此用作溶剂，其具体实例包括丙酮和N-甲基吡咯烷酮。
在某些情况下，为了改善电池的性能，特别是电池的高速率性能，可把Li2CO3进一步加入电极活性材料组合物中。
本发明的隔膜没有特别的限制，有用的隔膜包括容易卷叠的聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜以及它们的结合，这些是绝缘的树脂薄片。
隔膜被插嵌到以上述方法制备的阴极和阳极之间，并按果酱薄饼卷的方法卷叠以形成电极装置(图1)或双电池电极装置(图2)，接着，把电极装置放入盒壳中。这里，本发明的隔膜并没有特别限制，可用一种具有网络结构的隔膜从而可以浸渍形成电解质的组合物。
接着，把双电池电极放入盒壳中。然后，把含有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元的三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂中，往其中加入锂盐和一种有机溶剂，从而获得一种形成电解质的组合物。
此后，把形成电解质的组合物注入电池盒壳中。在真空条件下只把低沸点有机溶剂从得到的材料中除去以获得一种聚合物凝胶电解质，然后把盒壳密封而完成锂电池的制作。
如上所述，如果形成电解质的组合物被凝胶化，则由于电解质溶液泄漏造成的安全性和可靠性的降低可被防止。
此外，在本发明的锂电池中，凝胶电解质可按以下方法来制备。
在形成电解质的组合物中含有由式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元组成的三元共聚物的情况下，可把低沸点有机溶剂、一种锂盐和一种有机溶剂和组合物涂布在阴极、阳极和隔膜当中的至少一种上面，然后从得到的材料中除去低沸点有机溶剂而获得凝胶电解质。
本发明将通过以下实例来描述，但不是对它的限制。
用一把空隙为320微米的刮刀片把这种阴极活性材料组合物涂布在厚度147微米、宽度4.9厘米的铝箔上，干燥后形成阴极板。
然后，阳极板制法如下。
把50克聚1，1-二氟乙烯加到600毫升丙酮中，用球磨机混合2小时以使其溶解。449克网线碳纤维(MCF)和1克草酸被加入混合物中，后者是为增进集电器和阳极活性材料层之间的粘附性的，然后混合5小时以形成阳极活性材料组合物。
用一把间隙为420微米的刮刀片把阳极活性材料组合物涂布在厚度178微米、宽度5.1厘米的铜箔上，然后干燥以形成阳极板。
和上面分开，用聚乙烯隔膜(Asahi Chemical IndustryCo.，Ltd.)作为隔膜。这里，隔膜的宽度为5.35厘米，厚度为18微米。
聚乙烯隔膜被插嵌在阴极和阳极板之间，并卷叠成果酱薄饼卷的样子以形成电极装置。把这种电极装置放入盒袋中。
然后，把1克三元共聚物溶解在100毫升丙酮中，往其中加入30克含有1MLiPF6和EC/PC的混合溶液并混合；EC/PC混合物的体积比为1∶1；上述三元共聚物含有式1代表的重复单元(环氧乙烷)、式2代表的重复单元(n值为2，R是甲基)和式3代表的重复单元(烯丙基缩水甘油醚)，这种三元共聚物的重量平均分子量为1×106，式1代表的重复单元式2代表的重复单元式3代表的重复单元的摩尔比为80∶18∶2，其玻璃化转变温度为-70℃。进一步往上述混合物中加入50毫升丙酮并稀释以获得一种电解质形成组合物。20毫升这样形成的组合物被注入盒袋电池中，然后在真空条件下蒸发丙酮以制备聚合物凝胶电解质。然后把得到的产物密封，从而完成锂蓄电池的制造。
把1在三元共聚物(Daiso Co.，Ltd.)溶解在100毫升丙酮中，往其中加入30克含有1M LiPF6和EC/PC的混合溶液并混合；EC/PC混合物的体积比为1∶1；上述三元共聚物含有式1代表的重复单元(环氧乙烷)、式2代表的重复单元(n值为2，R是甲基)和式3代表的重复单元(烯丙基缩水甘油醚)，这种三元共聚物的重量平均分子量为1×106，式1代表的重复单元式2代表的重复单元式3代表的重复单元的摩尔比为80∶18∶2，其玻璃化转变温度为-70℃。进一步往上述混合物中加入50毫升丙酮并稀释以获得一种形成电解质的组合物。把20毫升这样形成的组合物涂布在实施例1中制得的阴极和阳极板上。
一种聚乙烯隔膜被插嵌在阴极板和阳极板之间，然后卷叠而形成电极装置。把这种电极装置放入盒袋中，然后在真空条件下蒸去丙酮。再把得到的产品密封从而完成锂蓄电池的制作。比较例把含有1M LiPF6和EC/DMC/DEC(Ube Industries，Ltd.)的1.15M溶液注入实施例1中制得的盒袋电池中作为电解质溶液，EC/DMC/DEC的混合物体积比为3∶3∶4，代替电解质形成组合物。然后把得到的产品密封以完成锂蓄电池的制作。
在实施例1-3和供比较的实例中制备的锂蓄电池中，电池的可靠性和安全性被评估。这里，电池的可靠性是通过观察电池在80℃放置4天后发生的特性变化来评估的，安全性是用过度充电贯穿试验来评估的。
评估试验表明，实施例1-3中制得的锂蓄电池的可靠性和安全性均优于供比较的实施例中制备的电池。这里因为凝胶电解质防止了电解质的外泄或防止了电极装置或盒袋由于电解质而造成的膨胀，从而避免了电池的可靠性和安全性降低的可能性。
按照本发明，通过用一种凝胶电解质可做成一种锂蓄电池，它可防止电池可靠性和安全性的降低，通过使用这种凝胶电解质，由于电解质溶液造成的膨胀现象可被有效地抑制，电解质溶液的泄漏也可被防止。
虽然本发明通过参照优选的实施例已经描述，但上述公开内容应认为仅仅是说明性的，并应理解本专业技术人员可容易地做出各种修饰和变化而无需偏离本发明的精神。按此，本发明真正地范围和精神应被以下的权利要求所定义。
权利要求
1.一种聚合物凝胶电解质，其制备方法包括在一种低沸点有机溶剂中溶解含有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元的三元共聚，混合一种锂盐和外加的有机溶剂以获得一种为形成电解质的组合物，然后从组合物中除去有机溶剂；[式1]-(CH2CH2O)-[式2] [式3] 其中n是1至12的一个整数，R是含有1至12个碳原子的烷基。
2.权利要求1的聚合物凝胶电解质，其中式1代表的重复单元含量，按1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.9摩尔％，式2代表的重复单元含量，按1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.8摩尔％，式3代表的重复单元含量，按1摩尔三元共聚物计算为0.01至0.8摩尔％。
3.权利要求1的聚合物凝胶电解质，其中三元共聚物的重均分子量为10,000至2,000,000。
4.权利要求1中的聚合物凝胶电解质，其中三元共聚物的重量对锂盐和有机溶剂的总重量的混合物的比在1∶1至1∶50范围内。
5.权利要求1的聚合物凝胶电解质，其中的锂盐是选自以下锂盐中的至少一种高氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)和双三氟甲基磺酰胺基锂(LiN(CF3SO2)2)，并且有机溶剂是选自以下溶剂中的至少一种亚丙基碳酸酯(PC)、亚乙基碳酸酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(MEC)、二乙基碳酸酯(DEC)和亚乙烯基碳酸酯(VC)。
6.权利要求1的聚合物凝胶电解质，其中的低沸点有机溶剂是丙酮或四氢呋喃。
7.一种锂电池，它包含具有阴极、阳极和插入阴极和阳极之间的隔膜的一种电极装置；一种聚合物凝胶电解质，其制备是通过把一种由具有式1代表的重复单元、具有式2代表的重复单元和具有式3代表的重复单元组成的三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂中，与一种锂盐和一种外加的有机溶剂混合以获得一种形成电解质的组合物，把这种组合物注入能适应这种电极装置的盒壳中，或涂布在阴极、阳极和隔膜中的至少一种上面，然后从得到的构造中只除去低沸点有机溶剂；和一种能适应这种电极装置和这种聚合物电解质的盒壳[式1]-(CH2CH2O)-[式2] [式3] 其中n是1至12的一个整数，R是含有1至12个碳原子的烷基。
8.权利要求7的锂电池，其中式1代表的重复单元含量，基于1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.9摩尔％，式2代表的重复单元含量，基于1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.8摩尔％，式3代表的重复单元含量，基于1摩尔三元共聚物计算为0.01至0.8摩尔％。
9.权利要求7的锂电池，其中三元共聚物的重量平均分子量为10,000至2,000,000。
10.权利要求7的锂电池，其中三元共聚物的重量对锂盐和有机溶剂的总重量的混合物比在1∶1至1∶50范围内。
11.权利要求7的锂电池，其中的锂盐是选自以下锂盐中的至少一种高氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、双三氟甲基磺酰胺基锂(LiN(CF3SO2)2)；并且有机溶剂可选自以下溶剂中的至少一种亚丙基碳酸酯(PC)、亚乙基碳酸酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(MEC)、二乙基碳酸酯(DEC)和亚乙烯基碳酸酯(VC)。
12.权利要求7的锂电池，其中的低沸点有机溶剂是丙酮或四氢呋喃。
13.权利要求7的锂电池，其中的电极装置是卷叠型式的，并且可适应这种电极装置的盒壳是一种盒袋。
14.权利要求7的锂电池，其中的隔膜是由绝缘的树脂薄片形成的，这种树脂薄片是由聚乙烯、聚丙烯或它们结合制成的。
15.一种制造锂电池的方法，它包括以下步骤把由具有式1代表的重复单元、式2代表的重复单元和式3代表的重复单元所组成的三元共聚物，溶解在一种低沸点有机溶剂中，再混入一种锂盐和一种外加的有机溶剂，从而获得为形成电解质的组合物；把这种组合物注入能适应这种具有阴极、阳极和隔膜的电极装置的盒壳中；从得到的构造中除去低沸点有机溶剂以获得一种聚合物凝胶电解质，然后进行密封；[式1]-(CH2CH2O)-[式2] [式3] 其中n是1至12的一个整数，R是含有1至12个碳原子的烷基。
16.权利要求15的方示，其中式1代表的重复单元的含量，按1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.9摩尔％，式2代表的重复单元的含量，按1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.8摩尔％，式3代表的重复单元的含量，按1摩尔三元共聚物计算为0.01至0.8摩尔％。
17.权利要求15的方法，其中三元共聚物的重量平均分子量为1O,000至2,000,000。
18.权利要求15的方法，其中三元共聚物的重量对锂盐和有机溶剂总重量的混合物比在1∶1至1∶50范围内。
19.权利要求15的锂电池，其中的锂盐是选自以下锂盐中的至少一种高氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、和双三氟甲基磺酰胺基锂(LiN(CF3SO2)2)；并且有机溶剂可选自以下溶剂中的至少一种亚丙基碳酸酯(PC)、亚乙基碳酸酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(MEC)、二乙基碳酸酯(DEC)和亚乙烯基碳酸酯(VC)。
20.权利要求15的方法，其中的低沸点有机溶剂是丙酮或四氢呋喃。
21.权利要求15的方法，其中的隔膜是由绝缘的树脂薄片形成的，这种树脂薄片是由聚乙烯、聚丙烯或它们结合制成的。
22.一种制造锂电池的方法，它包括以下步骤把由具有式1代表的重复单元、式1代表的重复单元和式3代表的重复单元所组成的三元共聚物溶解在一种低沸点有机溶剂中，再混入一种锂盐和一种外加的有机溶剂，从而获得为形成电解质的组合物；把这种组合物涂布在阴极、阳极和隔膜当中的至少一种上面；用阴极、阳极和隔膜形成电极装置，从得到的构造中除去低沸点有机溶剂，以获得聚合物凝胶电解质，然后将其密封[式1]-(CH2CH2O)-[式2] [式3] 其中n是1至12的一个整数，R提含有1至12个碳原子的烷基。
23.权利要求22的方法，其中式1代表的重复单元的含量，基于1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.9摩尔％，式2代表的重复单元的含量，基于1摩尔三元共聚物计算为0.1至0.8摩尔％，式3代表的重复单元的含量，基于1摩尔三元共聚物计算为0.01至0.8摩尔％。
24.权利要求22的方法，其中三元共聚物的重量平均分子量为10,000至2,000,000。
25.权利要求22的方法，其中三元共聚物的重量对锂盐和有机溶剂的总重量的混合物比在1∶1至1∶50范围内。
26.权利要求22的锂电池，其中的锂盐是选自以下锂盐中的至少一种高氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、双三氟甲基磺酰胺基锂(LiN(CF3SO2)2)；并且有机溶剂是选自以下溶剂中的至少一种亚丙基碳酸酯(PC)、亚乙基碳酸酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(MEC)、二乙基碳酸酯(DEC)和亚乙烯基碳酸酯(VC)。
27.权利要求22的方法，其中的低沸点有机溶剂是丙酮或四氢呋喃。
28.权利要求22的方法，其中的隔膜是由绝缘的树脂薄片形成的，这种树脂薄是由聚乙烯、聚丙烯或它们的结合制成的。
全文摘要
一种锂电池,它包括阴极、阳极和插入其间的隔膜的电极装置及凝胶电解质;其制备是把由具有式1、式2和式3的重复单元的三元共聚物溶解在低沸点有机溶剂中,与锂盐和有机溶剂混合,获得形成电解质的组合物,把该组合物注入能适应这种电极装置的盒壳中,或涂布在阴极、阳极和隔膜中的至少一种上,然后除去低沸点有机溶剂,该盒壳适应这种电极装置和凝胶电解质,式中n是1至12的整数并且R是具有1至12个碳原子的烷基。这种电池可有效抑制电解质溶液膨胀并防止电解质溶液泄漏。
文档编号H01B1/12GK1332486SQ0111795
公开日2002年1月23日 申请日期2001年4月29日 优先权日2000年6月22日
发明者卢亨坤 申请人:三星Sdi株式会社