电极组件和包含其的锂二次电池的制造方法与工艺

文档序号:11489968阅读:来源:国知局
电极组件和包含其的锂二次电池的制造方法与工艺

技术特征:
1.一种电极组件,所述电极组件包含:包含正极的一个或多个第一电极;包含负极的一个或多个第二电极;和隔膜片,所述隔膜片设置在交替层压的所述第一电极和所述第二电极之间以将它们隔开,并具有多个折叠部分,其中所述隔膜片包含:第一多孔聚合物基材;第一涂层,所述第一涂层形成在所述第一多孔聚合物基材的一个表面上并包含聚合物粘合剂,所述第一涂层面对正极;和第二涂层,所述第二涂层形成在所述第一多孔聚合物基材的另一个表面上并包含聚合物粘合剂和无机粒子的混合物,所述第二涂层面对负极,且所述第二涂层的组成、厚度和孔隙率与所述第一多孔涂层的组成、厚度和孔隙率不同,其中所述第一多孔涂层具有20%~50%的孔隙率,且所述第二多孔涂层具有30%~60%的孔隙率,其中面对负极的所述第二多孔涂层具有比所述第一多孔涂层更高的孔隙率。2.根据权利要求1所述的电极组件,其中通过以锯齿形进行折叠而得到所述隔膜片中的多个折叠部分,且所述电极组件具有锯齿形折叠结构。3.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一多孔涂层与所述第二多孔涂层的厚度比为1:9~4:6。4.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一多孔涂层与所述第二多孔涂层的厚度比为6:4~9:1。5.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一多孔涂层的孔隙率为20%~50%,所述第二多孔涂层的孔隙率为30%~60%,且所述第一多孔涂层与所述第二多孔涂层的厚度比为1:9~9:1。6.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一多孔涂层还包含无机粒子。7.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述无机粒子为介电常数为5以上的无机粒子、具有传输锂离子能力的无机粒子或它们的混合物。8.根据权利要求7所述的电极组件,其中所述介电常数为5以上的无机粒子为选自如下物质中的任意一种:BaTiO3、Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT,0<x<1)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT,0<x<1,0<y<1)、(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT,0<x<1)、氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、Y2O3、Al2O3、SiC、TiO2、SiO2、AlOOH、Al(OH)3及它们的混合物。9.根据权利要求7所述的电极组件,其中所述具有传输锂离子能力的无机粒子为选自如下物质中的任意一种:磷酸锂(Li3PO4)、锂钛磷酸盐(LixTiy(PO4)3,0<x<2,0<y<3)、锂铝钛磷酸盐(LixAlyTiz(PO4)3,0<x<2,0<y<1,0<z<3)、(LiAlTiP)xOy型玻璃(0<x<4,0<y<13)、锂镧钛酸盐(LixLayTiO3,0<x<2,0<y<3)、锂锗硫代磷酸盐(LixGeyPzSw,0<x<4,0<y<1,0<z<1,0<w<5)、锂氮化物(LixNy,0<x<4,0<y<2)、SiS2型玻璃(LixSiySz,0<x<3,0<y<2,0<z<4)、P2S5型玻璃(LixPySz,0<x<3,0<y<3,0<z<7)及它们的混合物。10.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述聚合物粘合剂选自如下物质:聚偏二氟乙烯(PVDF)、六氟丙烯(HFP)、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰、羧甲基纤维素、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚酰亚胺及它们的混合物。11.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一多孔聚合物基材为基于聚烯烃的薄膜或无纺布。12.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一多孔聚合物基材由选自如下物质中的任意一种制成:高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二酯及它们的混合物。13.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一多孔聚合物基材以单层的形式或以两层以上的层压物的形式形成。14.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述正极具有包含含锂氧化物的正极活性材料。15.根据权利要求14所述的电极组件,其中所述含锂氧化物为含锂的过渡金属氧化物。16.根据权利要求15所述的电极组件,其中所述含锂的过渡金属氧化物为选自如下物质中的任意一种:LixCoO2(0.5<x<1.3)、LixNiO2(0.5<x<1.3)、LixMnO2(0.5<x<1.3)、LixMn2O4(0.5<x<1.3)、Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3,0<a<1,0<b<1,0<c<1,a+b+c=1)、LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3,0<y<1)、LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3,0≤y<1)、LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3,0≤y<1)、Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3,0<a<2,0<b<2,0<c<2,a+b+c=2),LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3,0<z<2)、LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3,0<z<2)、LixCoPO4(0.5<x<1.3)、LixFePO4(0.5<x<1.3)及它们的混合物。17.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述负极具有负极活性材料,所述负极活性材料包含:金属锂、碳基材料、金属化合物或它们的混合物。18.根据权利要求17所述的电极组件,其中所述金属化合物为包含选自如下金属中的至少一种金属的化合物:Si、Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Al、Ga、In、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Mg、Sr、Ba及它们的混合物。19.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一电极由单层正极构成。20.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第二电极由单层负极构成。21.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第一电极包含一个或多个正极、一个或多个负极和设置在交替层压的所述正极与所述负极之间以将它们隔开的隔膜。22.根据权利要求21所述的电极组件,其中所述隔膜包含:第二多孔聚合物基材;第三涂层,所述第三涂层形成在所述第二多孔聚合物基材的一个表面上并包含聚合物粘合剂,所述第三涂层面对正极;和第四涂层,所述第四涂层形成在所述第二多孔聚合物基材的另一个表面上并包含聚合物粘合剂和无机粒子的混合物,所述第四涂层面对负极,且所述第四涂层的组成、厚度和孔隙率与所述第三多孔涂层的组成、厚度和孔隙率不同。23.根据权利要求22所述的电极组件,其中所述第三多孔涂层的孔隙率为20%~50%,且所述第四多孔涂层的孔隙率为30%~60%。24.根据权利要求22所述的电极组件,其中所述第三多孔涂层与所述第四多孔涂层的厚度比为1:9~4:6。25.根据权利要求22所述的电极组件,其中所述第三多孔涂层与所述第四多孔涂层的厚度比为6:4~9:1。26.根据权利要求22所述的电极组件,其中所述第三多孔涂层的孔隙率为20%~50%,所述第四多孔涂层的孔隙率为30%~60%,且所述第三多孔涂层与所述第四多孔涂层的厚度比为1:9~9:1。27.根据权利要求22所述的电极组件,其中所述第一多孔涂层与所述第三多孔涂层具有相同的组成、厚度和孔隙率,所述第二多孔涂层与所述第四多孔涂层具有相同的组成、厚度和孔隙率。28.根据权利要求1所述的电极组件,其中所述第二电极包含一个或多个负极、一个或多个正极和设置在交替层压的所述负极与所述正极之间以将它们隔开的隔膜。29.根据权利要求28所述的电极组件,其中所述隔膜包含:第二多孔聚合物基材;第三涂层,所述第三涂层形成在所述第二多孔聚合物基材的一个表面上并包含聚合物粘合剂,所述第三涂层面对正极;和第四涂层,所述第四涂层形成在所述第二多孔聚合物基材的另一个表面上并包含聚合物粘合剂和无机粒子的混合物,所述第四涂层面对负极,且所述第四涂层的组成、厚度和孔隙率与所述第三多孔涂层的组成、厚度和孔隙率不同。30.一种锯齿形折叠的电极组件,包含:多个第一双电池,各个第一双电池具有依次层压的正极、第一隔膜、负极、第二隔膜和正极;多个第二双电池,各个第二双电池具有依次层压的负极、第二隔膜、正极、第一隔膜和负极;和隔膜片,所述隔膜片设置在交替层压的所述第一双电池和所述第二双电池之间以将它们隔开,并具有锯齿形的多个折叠部分,其中所述隔膜片包含:第一多孔聚合物基材;第一涂层,所述第一涂层形成在所述第一多孔聚合物基材的一个表面上并包含聚合物粘合剂,所述第一涂层面对正极;和第二涂层,所述第二涂层形成在所述第一多孔聚合物基材的另一个表面上并包含聚合物粘合剂和无机粒子的混合物,所述第二涂层面对负极,且所述第二涂层的组成、厚度和孔隙率与所述第一多孔涂层的组成、厚度和孔隙率不同,且所述第一隔膜和所述第二隔膜各自独立地包含:第二多孔聚合物基材;第三涂层,所述第三涂层形成在第二多孔聚合物基材的一个表面上并包含聚合物粘合剂,所述第三涂层面对正极;和第四涂层,所述第四涂层形成在第二多孔聚合物基材的另一个表面上并包含聚合物粘合剂和无机粒子的混合物,所述第四涂层面对负极,且所述第四涂层的组成、厚度和孔隙率与所述第三多孔涂层的组成、厚度和孔隙率不同。31.一种锂二次电池,包含:根据权利要求1~30中任一项所述的电极组件;浸渍所述电极组件的非水电解液;和用于接收所述电极组件和所述非水电解液的电池壳。
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