专利名称：锂电池的制作方法
技术领域：
本发明有关ー种锂电池，尤指ー种可防止负极片上的锂晶枝与正极片接触而造成短路现象，以确保使用安全的锂电池。
背景技术：
如第4、5图所示为已知的压合式锂电池a，其所揭露的组件主要包括一正极片al、一负极片a2以及夹置于正、负极片(al、a2)之间的隔离膜a3。该隔离膜a3用以隔离正、负极片(al、a2)并使正、负极片(al、a2)紧密接合成为ー电池单体a4。并依所需的电池容量，将适量的电池单体a4焊接正、负极耳(a5、a6)后，置入铝箔袋a7中，再经过真空干燥除水，注入电解质溶液，以组成ー锂电池。其中，锂离子经由负极片al到正极片a2的氧化反应以产生放电作用，并藉由充电作用的还原反应以使锂离子由正极片a2流向负极片al。但是，在过充状态时，由于渗透到负极片al的锂离子会因还原反应作用而转变成锂晶枝，而当锂晶枝逐渐累积并刺穿隔离膜a3吋，即会让负极片al与正极片a2接触而短路，产生起火、爆炸的危险。有鉴于此，为了改善上述的缺点，使锂电池能有效提高使用的安全性，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。
发明内容
本发明的主要目的在提供一种在正极片与负极片之间设置一具有氧化铝(AL203)的阻隔层，以防止累积在负极片上的锂晶枝与正极片接触，造成短路现象，以确保使用安全的锂电池。为达到上述发明的目的，本发明所设的锂电池以封装结构包覆正极片、负极片、隔离膜及电解质溶液，且隔离膜夹置于正极片与负极片之间，井分别与正、负极片黏合；其主要的技术特点在干一具有氧化铝(AL203)的阻隔层涂布在正极片与负极片之间。实施时，该阻隔层涂布在正极片与隔离膜之间。实施时，该阻隔层亦可涂布在隔离膜与负极片之间。实施时，该阻隔层为氧化铝、黏着剂与溶剂混合呈糊料后，涂布在正极片与负极片之间，且在溶剂挥发后所形成。实施时，该阻隔层的氧化铝约占85至98重量份，该黏着剂约占2至15重量份。为便于对本发明能有更深入的了解，兹详述于后。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图I为本发明一较佳实施例的正极片、负极片、阻隔层及隔离膜的组件分解图；图2为本发明一较佳实施例的组合剖面示意图；图3为本发明一较佳实施例的阻隔层涂布在正极片的下表面或隔离膜的上表面时的组合剖面示意图；图4为现有技术中压合式锂电池的电池单体的立体外观示意图；图5为现有技术中压合式锂电池的立体外观示意图。主要组件符号说明锂电池I;封装结构2 ;正极片3 ;下表面31、62 ;负极片4 ;上表面41、61 ;阻隔层5 ;隔离膜6 ;电解质溶液7 ;压合式锂电池a ;正极片al ;负极片a2 ;隔离膜a3 ;电池单体a4 ;正、负极耳a5、a6 ;铝箔袋a7。
具体实施例方式请參阅图1、2所示，其为本发明锂电池I的一较佳实施例，包括一封装结构2、一正极片3、一负极片4、一阻隔层5、一隔离膜6及一电解质溶液7，其中，该隔离膜6及阻隔层5夹置于正极片3与负极片4之间，而封装结构2包覆正极片3、负极片4、阻隔层5、隔离膜6及电解质溶液7于其中。实施时，该正极片3为锂金属混合氧化物(lithium mixed metal oxide),亦可为LiMn02、LiMn204、LiCo02、Li2Cr207、Li2Cr04、LiNi02、LiFe02、LiNixCol_x02、LiFeP04、LiMnO. 5NiO. 502、LiMnl/3Col/3Nil/302、LiMcO. 5Mnl. 504、或上述的组合;该负极片 4 由商用硅粉末球磨后而成，且在硅材料表面包覆碳膜；该隔离膜6为绝缘材料，可为聚こ烯(PE)、聚丙烯(PP)或上述材料的多层结构。而电解质溶液7的主要成份为有机溶剤、锂盐以及添加剂。有机溶剂可为Y - 丁基内酯(Y-butyrolactone, GBL)、碳酸こ烯酯(ethylene carbonate,EC)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate,PC)、碳酸ニこ酯(diethylcarbonate, DEC)、こ酸丙酯(propyl acetate, PA)、碳酸ニ甲酯(dimethyl carbonate,DMC)、碳酸甲こ酯(ethylmethyl carbonate,EMC)或上述的组合。锂盐可为LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiC104、LiAlC14、LiGaC14、LiN03、LiC (S02CF3) 3、LiN(S02CF3) 2、LiSCN、Li03SCF2CF3、LiC6F5S03、Li02CCF3、LiS03F、LiB (C6H5) 4、LiCF3S03 或上述的组合。而本发明的主要技术特点在于，该具有氧化铝(AL203)的阻隔层5涂布在正极片3与负极片4之间。该阻隔层5较佳的厚度为5微米以内，且该阻隔层5涂布在负极片4的上表面41上。实施吋，该阻隔层5亦可直接涂布在隔离膜6的下表面62上，以使阻隔层5介于负极片4与隔离膜6之间；或如第3图所示，将阻隔层5涂布在正极片3的下表面31或是隔离膜6的上表面61上，以使阻隔层5介于正极片3与隔离膜6之间。而该阻隔层5为氧化铝、黏着剂与溶剂混合呈糊料后，涂布在正极片3与负极片4之间，且在溶剂挥发后所形成。该阻隔层5的详细涂布过程为取约85至98重量份的纳米级粉状氧化铝、约2至15重量份的黏着剂及溶剂混合搅拌后，制作成黏度为800-1500左右的糊料，然后将糊料均匀涂布在已经制作好的负极片4表层，再以高温烘干后，让氧化铝与黏着剂黏着在负极片4上。其中，该黏着剂较佳为聚ニ氟こ烯(polyvinylidene fluoride, PVDF),该溶剂为N-甲基咯烧酮(NMP)，实施时，该黏着剂亦可为苯こ烯丁ニ烯橡胶(styrene-butadiene、rubber, SBR)、聚酰胺(polyamide)、三聚氰胺树脂(melamineresin)或上述的组合物。藉此，纵然在电池过充状态，而使得渗透在碳层间的锂离子转变成锂晶枝时，由于阻隔层5阻隔在正极片3与负极片4之间，即可防止锂晶枝刺穿隔离膜6，或在刺穿隔离膜6后，避免让正极片3与负极片4接触而引起电池短路现象，从而避免造成起火或爆炸，以提高锂电池的安全性。因此，本发明具有以下的优点I、本发明的阻隔层涂布在正极片与负极片之间时，能防止累积在负极片上的锂晶枝与正极片接触，因此，可有效避免造成短路现象，以提高锂电池使用的安全性。2、本发明的阻隔层具有良好的绝缘性、抗腐蚀性及抗氧化能力，因此，当浸泡在电解质溶液内时，除了可有效提高锂电池的安全性之外，亦能让锂电池的质量保持稳定。
综上所述，依上文所掲示的内容，本发明确可达到发明的预期目的，提供一种能有效提高使用安全性及稳定性的锂电池，极具产业上利用的价值，爰依法提出发明专利申请。
权利要求
1.一种锂电池，以封装结构包覆正极片、负极片、隔离膜及电解质溶液，且该隔离膜夹置于正极片与负极片之间，井分别与正、负极片黏合；其特征在于 一具有氧化铝的阻隔层涂布在正极片与负极片之间。
2.如权利要求I所述的锂电池，其中，该阻隔层涂布在正极片与隔离膜之间。
3.如权利要求I所述的锂电池，其中，该阻隔层涂布在隔离膜与负极片之间。
4.如权利要求I所述的锂电池，其中，该阻隔层为氧化铝、黏着剂与溶剂相互混合呈糊料后，涂布在正极片与负极片之间，且在溶剂挥发后所形成。
5.如权利要求4所述的锂电池，其中，该阻隔层的氧化铝约占85至98重量份，该黏着剂约占2至15重量份。
6.如权利要求4所述的锂电池，其中，该黏着剂为聚ニ氟こ烯、苯こ烯丁ニ烯橡胶、聚酰 胺、三聚氰胺树脂、或上述的组合物。
全文摘要
本发明公开了一种锂电池，其包括一封装结构、一正极片、一负极片、一阻隔层、一隔离膜及一电解质溶液，该封装结构包覆正极片、负极片、阻隔层、隔离膜及电解质溶液于其中，且隔离膜夹置于正极片与负极片之间，并分别与正、负极片黏合，而阻隔层则是涂布在正极片、负极片或隔离膜上，以使阻隔层介于正极片与负极片之间。藉此，在过充状态时，即可以阻隔层阻隔负极片上的锂晶枝与正极片接触，防止造成短路现象，以确保使用安全。
文档编号H01M2/14GK102760849SQ20111010845
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者黄文弘 申请人:迪吉亚节能科技股份有限公司