專利名稱：電化學元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括疊置件的電化學元件，在殼體中該疊置件包括帶有正和負電極以及隔離件的兩個或多個單個的電池，該殼體由在其內(nèi)側(cè)涂覆絕緣材料的合成片材制成。
背景技術(shù)：
許多場合下特別是鋰電池的可充電電化學元件包括由兩個或多個單個電池或單個元件形成的電池疊置件。如此形成電池疊置件的單個電池是層壓結(jié)構(gòu)，該層壓結(jié)構(gòu)由輸出導體、活性電極膜和隔離件制成。特別在所謂的雙電池中以如下可能的順序制成如此由多個牢固連接在一起的部件制成的層壓結(jié)構(gòu)，該順序包括負電極/隔離件/正電極/隔離件/負電極或正電極/隔離件/負電極/隔離件/正電極。
制造可充電的鋰/離子電池組的方法描述在US-5460904中。在此方法中，在添加丙酮以便溶解共聚物之后，活性材料和如果需要例如傳導性改進劑的添加劑混合在電極或隔離件中的穩(wěn)定劑內(nèi)并且析出以便形成片材，該穩(wěn)定劑是特定的共聚物、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)以及軟化劑的組分，例如在許多情況下是鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。如此形成的電極片和隔離片在多個層壓工藝中處理以便形成所述的雙電池。兩個或多個雙電池以片層的形式形成在疊置件中，在插入由例如熱成形或深拉合成鋁片制成的容器之后，以電解質(zhì)填充，用蓋密封，成形并端部封閉，以便形成成品電池組。每個極性的電極設置輸出導體凸片，其焊接在通過殼體進入內(nèi)部的集電件上。為了節(jié)省空間并在電化學元件內(nèi)獲得高的能量密度，輸出導體緊密疊置在一起。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在這種電池中由于輸出導體凸片和外部合成鋁片的金屬之間的接觸經(jīng)常發(fā)生短路。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進這種電化學元件對于短路的抵抗能力。
在所述類型的電化學元件的情況下，此目的通過具有權(quán)利要求1的特征的電化學元件來實現(xiàn)。本發(fā)明的有利的實施例在從屬權(quán)利要求中限定。權(quán)利要求的措詞是參考說明書的內(nèi)容進行的。
在本發(fā)明的電化學元件的情況下，每個極性的輸出導體連接件焊接在集電件上，該集電件形成該電池的外部電連接件。輸出導體凸片(與殼體壁鄰接的)區(qū)域以及集電件指向殼體內(nèi)部的區(qū)域覆蓋有塑料層或塑料膜。塑料膜通過硅酮層可粘附性地粘接在輸出導體和集電件上。至少一電極最好是添加有鋰的電極。
塑料層可由聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚乙烯對酞酸鹽、PVC或PDFE構(gòu)成。塑料層的厚度可以是10μm到100μm，最好是20μm到60μm或大約40μm。
這些和其他的特征不僅從權(quán)利要求得以明白，而且從說明書和附圖中得以明白，其中對于本發(fā)明的實施例，在每種情況下可采用其本身的單個特征，或以組合形式采用兩個或多個特征，并且在其他領(lǐng)域中，能夠代表有利的實施例，對于其本身的權(quán)力具有專利性，為此要求保護其范圍。本申請可劃分為單個部分以及中間的主題，而對于在這些部分或這些主題之下所作陳述的通用性不作限制。
本發(fā)明的主題將參考示意圖1和2在以下文章中更為詳細的描述。
圖1表示最初描述類型的平電池(軟包)；圖2以沿線AA截取的放大截面的形式表示圖1所示電池的正輸出導體區(qū)域。
具體實施例方式
通過實例電池組1在由例如合成鋁片的合成片材1制成的殼體中包括七個或八個單個電池。合成片材1至少在指向電池內(nèi)部的表面上設置作為絕緣的塑料涂層。
單個電池包括正電極2、負電極3和隔離件4。每個電極2和3具有輸出導體凸片8，其中附圖表示正輸出導體凸片8。這些凸片連接到集電件5上，集電件由與輸出導體凸片8的材料相同的材料制成。在正電極的情況下，這些材料是鋁，并且在負電極的情況下是銅。
為了實現(xiàn)良好的空間使用性以及相應的高能量密度，輸出導體凸片緊密的疊置在一起，如圖2所示。在這種情況下，特別在當輸出導體凸片8由例如鋁金屬網(wǎng)的金屬網(wǎng)制成時，出現(xiàn)明顯的問題。由于切割電極可產(chǎn)生單個網(wǎng)狀物或金屬網(wǎng)的小金屬絲。在密封電池過程中出現(xiàn)高壓和高溫。這些網(wǎng)狀物或小金屬絲可穿過合成片材1的由聚乙烯或乙烯丙烯酸共聚物制成的密封層。在該過程中，它們接觸合成片材的金屬，并因此造成短路。在密封過程中，在電極輸出導體8以及輸出導體8和連接器5焊接的區(qū)域內(nèi)的彎曲部同樣可穿過布置在密封區(qū)域內(nèi)的密封膜7。密封膜7可由例如聚丙烯制成。因此，特別在所述情況下，在一電極和殼體之間形成連接，或在電極和殼體之間兩側(cè)形成連接，從而導致內(nèi)部短路。
因此，按照本發(fā)明，位于輸出導體8的電化學元件的內(nèi)部并與殼體壁1相鄰的區(qū)域以及焊接到集電件5的區(qū)域由高熔點塑料膜6覆蓋。該塑料膜6粘附性地粘接到輸出導體和/或集電件區(qū)域。適于此目的的塑料膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚乙烯對酞酸鹽、PVC或PDFE構(gòu)成。聚酰亞胺最好用作該塑料材料。塑料膜6例如具有20μm到60μm的厚度并涂覆硅酮材料。該硅酮材料形成具有高粘接力的粘接層并且類似于該塑膜的材料相對于該電池的組分并特別相對于有機碳酸鹽和例如LiPF6和LiBF4的鋰傳導鹽具有化學親和性并與之呈惰性。按照本發(fā)明，覆蓋電池內(nèi)輸出導體和集電件區(qū)域可提供更高程度的可靠性以防止制造鋰/聚合物電池組期間的短路以及與殼體的短路，使用很少的材料并對重量和電池的體積影響小。電池的特定能量密度實際上保持不變。
權(quán)利要求
1.具有殼體的電化學元件，其中該殼體具有一殼體壁，該殼體壁具有金屬片，該金屬片在其內(nèi)側(cè)涂覆有絕緣材料，該電化學元件在該殼體中包括兩個或多個帶有正電極和負電極以及隔離件的單個電池，所述單個電池制成疊置件，該電極具有輸出導體連接件，以及該電化學元件具有作為電連接到外部的集電件連接件，其中，在每種情況下相同極性的輸出導體連接件連接到集電件連接件之一上，與該殼體壁鄰近的輸出導體連接件以及連接到輸出導體連接件的集電件連接件具有指向該殼體壁內(nèi)表面并且涂覆有塑料層的區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的電化學元件，其特征在于，該塑料層是塑料膜。
3.如權(quán)利要求1所述的電化學元件，其特征在于，至少一電極是添加有鋰的電極。
4.如權(quán)利要求1所述的電化學元件，其特征在于，該塑料層粘附性地粘接到輸出導體連接件以及集電件連接件上。
5.如權(quán)利要求4所述的電化學元件，其特征在于，該塑料層通過硅酮粘合劑層粘附性地粘接到輸出導體連接件和集電件連接件上。
6.如權(quán)利要求1所述的電化學元件，其特征在于，該塑料層由聚酰亞胺制成。
7.如權(quán)利要求1所述的電化學元件，其特征在于，該塑料層具有20μm到60μm的厚度。
全文摘要
在包括疊置件的電化學元件中，該疊置件在由其內(nèi)側(cè)涂覆絕緣材料的金屬片制成的殼體中包括兩個或多個具有正和負電極以及隔離件單個電池，每個極性的輸出導體凸片焊接到集電件上。集電件形成電化學元件的外部電連接件。指向殼體內(nèi)壁并鄰接殼體壁的輸出導體凸片以及與凸片焊接的集電件區(qū)域涂覆有塑料膜。塑料膜通過硅酮粘合劑層粘附性地粘接到輸出導體以及集電件上，并例如由聚酰亞胺制成。
文檔編號H01M4/58GK1469498SQ0313866
公開日2004年1月21日 申請日期2003年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月6日
發(fā)明者T·維爾勒, W·高格勒, W·－U·巴倫欣, H·施泰爾茨格, D·伊利克, ┒ 母, T 維爾勒, ぐ吐仔, 窶 申請人:瓦爾達微電池有限責任公司