專利名稱：非水電解質(zhì)電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非水電解質(zhì)電池。
用于例如鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)電池的隔板不僅要求防止由于正極與負(fù)極接觸而引起的短路，而且需保持電解質(zhì)，從而鋰離子可快速移動通過電解質(zhì)。要求隔板材料不僅對有機(jī)溶劑化學(xué)穩(wěn)定，而且電化學(xué)穩(wěn)定。
因此，對于目前商用的非水電解質(zhì)電池的隔板，采用聚烯烴例如聚乙烯和聚丙烯制成的多孔隔膜。在聚烯烴基隔膜中，聚烯烴部分不具有鋰離子傳導(dǎo)性。
主要通過拉伸法或濕法完成多孔隔板的制備。拉伸法是制備隔板的方法，包括拉伸聚合物以便在隔膜形成定向孔(U.S.專利3953566等)。濕法是制備具有非定向網(wǎng)狀物結(jié)構(gòu)的隔板的方法，包括攤鋪聚合物膏以形成片，然后將聚合物片浸入溶液中，去除溶解聚合物的溶劑以形成孔(GB2026381)。
因此，已提議使用包括聚環(huán)氧乙烷和鋰鹽的混合物的固體聚合物電解質(zhì)替代有機(jī)電解質(zhì)來充當(dāng)隔板。然而，該固體聚合物電解質(zhì)在室溫下離子傳導(dǎo)性低，因此無法實(shí)際實(shí)用。
多孔聚合物電解質(zhì)已作為隔板來研究。多孔聚合物電解質(zhì)包括替代聚烯烴的可被電解質(zhì)溶脹的聚合物例如聚偏氟乙烯的聚合物，其不具有鋰離子傳導(dǎo)性。多孔聚合物電解質(zhì)在孔中保留電解質(zhì)。已被電解質(zhì)溶脹的聚合物部分也表現(xiàn)出鋰離子傳導(dǎo)性。已研究了包括該多孔聚合物電解質(zhì)以改善高速率下的放電性能的鋰離子二次電池(JP-A-8-195220(這里所用的術(shù)語“JP-A”意味“未經(jīng)審查的
公開日本專利申請”)。
在制備多孔聚烯烴基隔板的方法中，應(yīng)用濕法來制備包括聚偏氟乙烯的多孔聚合物(JP-A-9-259923)。
當(dāng)該多孔聚合物電解質(zhì)應(yīng)用于鋰離子二次電池時(shí)，鋰離子可移動到存在于多孔聚合物電解質(zhì)的孔中的電解質(zhì)中。因此，期望可改善電池的高速率放電性能。
在例如鋰離子二次電池的非水電解質(zhì)電池中，參加充電-放電反應(yīng)的電極反應(yīng)的大部分鋰離子并不是出自于溶解在澆注的電解質(zhì)中的那一部分，而是那些保留在電極的活性材料中的鋰離子。參加反應(yīng)的鋰離子被釋放出去。即，鋰離子通過電解質(zhì)從此電極移動到相對電極。因此，對于改善高速率放電性能，隔板厚度的降低或隔板孔隙率的控制是非常重要的。
然而，由拉伸法制備出的多孔隔板難于降低其厚度到約25μm或更小，也難于控制其孔隙率。因此，很難制備具有優(yōu)良高速率放電性能的非水電解質(zhì)電池例如鋰離子二次電池。
而且，濕法制備出的多孔隔板缺點(diǎn)在于使用大量的有機(jī)溶劑需要提高生產(chǎn)成本的復(fù)雜制備工藝。此外，濕法缺點(diǎn)還在于在從聚合物膏中提取出溶解其中的聚合物的溶劑的方向上容易發(fā)生各向異性，難于使孔分布均勻。因此，濕法制備出的包括多孔隔板的非水電解質(zhì)電池具有不均勻的電流分布。因此，不能得到有效的高速率放電性能和安全性能。
已報(bào)道解決非水電解質(zhì)電池的上述問題的技術(shù)，包括提供通過在正極與負(fù)極之間絕緣聚合物顆粒而形成多孔材料作為隔板(JP-A-1-167948)。包括該多孔材料的非水電解質(zhì)電池表現(xiàn)出良好性能，因?yàn)殇囯x子可移動通過存在聚合物顆粒之間的三維連續(xù)孔中的電解質(zhì)。JP-A-1-167948公開了通過卷繞包括與正極和負(fù)極相互粘接的球形樹脂顆粒的多孔隔膜而得到非水電解質(zhì)電池。
此外，JP-A-11-102730公開了包括通過將微粒絕緣樹脂形成的多孔樹脂層附著到正極和/或負(fù)極的表面上所得到的絕緣層-集成正極和/或負(fù)極的非水電解質(zhì)電池。
在上述結(jié)構(gòu)中，提供該樹脂層以彌補(bǔ)隔板的關(guān)閉機(jī)理的缺陷。已公開了包括該電極與多孔聚丙烯隔板聯(lián)合的非水電解質(zhì)電池。
然而，當(dāng)組成多孔樹脂層的聚合物顆粒沒有離子傳導(dǎo)性時(shí)，增加了多孔樹脂層的鋰離子的移動路徑。提高了鋰離子在多孔樹脂層與電極的邊緣處的移動路徑的曲率。因此，電流分布不均勻，從而極大降低了高速率放電性能。
本發(fā)明的目的是得到優(yōu)良高速率放電性能以及高度安全的非水電解質(zhì)電池。
按照本發(fā)明，非水電解質(zhì)電池包括位于正極與負(fù)極之間的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒、通過聚合物顆粒相互絕緣的正極和負(fù)極。
在上述非水電解質(zhì)電池中，優(yōu)選三維連續(xù)孔形成在離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間，其三維連續(xù)孔可包含非水電解質(zhì)。離子傳導(dǎo)聚合物顆粒用非水電解質(zhì)潤濕或在非水電解質(zhì)中溶脹。
在上述非水電解質(zhì)電池中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒多孔，優(yōu)選離子傳導(dǎo)聚合物顆粒包含非水電解質(zhì)。
在上述非水電解質(zhì)電池中，優(yōu)選離子聚合物顆粒與正極和負(fù)極中至少一個(gè)的表面固定。
在上述非水電解質(zhì)電池中，優(yōu)選離子聚合物顆粒的形狀為球形或類似形狀。
在上述非水電解質(zhì)電池中，優(yōu)選離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均粒度不大于正極和負(fù)極中至少一種的活性材料的平均粒度。
在上述非水電解質(zhì)電池中，優(yōu)選離子傳導(dǎo)聚合物顆粒包含高彈體。
在附圖中

圖1是說明按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)、(B)、(C)、(D)和(E)以及比較電池(F)和(G)的放電性能曲線圖；圖2是說明負(fù)極(Y1)表面的圖；圖3是說明負(fù)極(Y1)截面的圖；圖4是說明負(fù)極(Y3)表面的圖；和圖5是說明負(fù)極(Y6)表面的圖。
本發(fā)明著重于非水電解質(zhì)電池，該非水電解質(zhì)電池具有位于正極與負(fù)極之間的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒、通過聚合物顆粒相互絕緣的正極和負(fù)極。
在本發(fā)明中，位于正極與負(fù)極之間的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒并不導(dǎo)電。因此，正極和負(fù)極相互電絕緣。進(jìn)而，并不需要提供由聚丙烯等制成的多孔隔板。
在本發(fā)明中，聚合物顆?？蓚鲗?dǎo)離子，從而離子在聚合物顆粒中可移動。因此，正極與負(fù)極的電流分布均勻。因此，可得到優(yōu)良高速率放電性能以及高度安全的非水電解質(zhì)電池。
提供離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的方法之一是使聚合物顆粒用非水電解質(zhì)潤濕或在非水電解質(zhì)中溶脹。因此，正極與負(fù)極之間的電流分布更均勻。在這種情況下，使用良好保留電解質(zhì)的聚合物顆?？蛇M(jìn)一步改善非水電解質(zhì)電池的高速率放電性能和安全性。因?yàn)椴痪鶆虻碾娏鞣植荚斐傻闹钿嚥粫霈F(xiàn)由放熱引起的短路現(xiàn)象。
此外，聚合物顆粒大小的分布設(shè)置在預(yù)定范圍內(nèi)，從而聚合物顆粒之間的孔的尺寸和分布可變得均勻。因此，可使電流分布均勻。
至于本發(fā)明的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的材料，優(yōu)選使用的材料為可使所得的聚合物顆粒用非水電解質(zhì)潤濕或在非水電解質(zhì)中溶脹，更優(yōu)選柔性的材料、能根據(jù)由于充電和放電過程而引起的活性材料體積溶脹和收縮進(jìn)行形狀改變。
在本發(fā)明中，優(yōu)選聚合物顆粒的聚合物交聯(lián)以穩(wěn)定聚合物顆粒的形狀。
在上述非水電解質(zhì)電池中，三維連續(xù)孔形成在離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間，三維連續(xù)孔包含非水電解質(zhì)。在該結(jié)構(gòu)中，離子可平滑移動通過三維連續(xù)孔的非水電解質(zhì)。因此，可得到高速率放電性能的非水電解質(zhì)電池。
為使鋰離子更順利移動到存在于離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間的非水電解質(zhì)中，電解質(zhì)需要在預(yù)定數(shù)量內(nèi)。為此，優(yōu)選離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的孔隙率在10％-90％范圍內(nèi)。
通過降低離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的厚度，可改善非水電解質(zhì)電池的高速率放電性能。在這種情況下，為制備高安全性的非水電解質(zhì)電池，優(yōu)選離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的孔隙率在30％-70％范圍內(nèi)，更優(yōu)選30％-60％。
在本發(fā)明中，完成控制離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的孔隙率、孔尺寸和孔結(jié)構(gòu)的方法包括改變聚合物顆粒的尺寸或形狀；不同顆粒大小或形狀的聚合物顆粒；加壓拉伸或熱處理離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層。
在按照本發(fā)明的上述非水電解質(zhì)電池中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒有包含非水電解質(zhì)的微孔。
因?yàn)殡x子傳導(dǎo)聚合物顆粒有微孔，所得的微孔也提供鋰離子可移動通過的非水電解質(zhì)。此外，由于鋰離子可移動到聚合物顆粒之間的連續(xù)孔中，可使電流分布均勻。優(yōu)選離子傳導(dǎo)聚合物顆粒具有連續(xù)的微孔。
在本發(fā)明中，為使離子傳導(dǎo)聚合物顆粒用非水電解質(zhì)潤濕或在非水電解質(zhì)中溶脹，優(yōu)選非水電解質(zhì)電池加熱到40℃-80℃。
在上述非水電解質(zhì)電池中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒與正極和負(fù)極的至少一個(gè)表面固定。希望離子傳導(dǎo)聚合物顆粒與正極和負(fù)極的表面都固定。更希望固定正極、負(fù)極和離子傳導(dǎo)聚合物顆粒以便形成整體。在該結(jié)構(gòu)中，電極幾乎不彎曲，例如在通過分解電解質(zhì)以使氣體逸出進(jìn)行側(cè)反應(yīng)的過充電期間。因此，可防止因消除正極與負(fù)極的距離而因放熱引起的短路現(xiàn)象，從而改善了過充電期間的安全性。
在本發(fā)明中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒以單層或近似單層的形式存在于電極的表面上。在該結(jié)構(gòu)中，線性孔形成在正極和負(fù)極之間，從而改善高速率放電性能。
在本發(fā)明中，假定在正極和負(fù)極表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒厚度分別為Tp和Tn，隔板的其余部分厚度為Ts，(Tp+Tn+Ts)的值范圍為1μm-50μm，優(yōu)選5μm-50μm，更優(yōu)選5μm-30μm。
制備具有與電極表面固定的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的非水電解質(zhì)電池由下述步驟之一獲得(1)在電極表面上提供聚合物顆粒或聚合物顆粒懸浮液的步驟；(2)在電極表面上提供預(yù)加熱過的聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒溶液的步驟；(3)在電極表面上提供預(yù)加熱過的聚合物顆粒或預(yù)加熱過的聚合物顆粒懸浮液的步驟；(4)將電極插入含有聚合物顆粒的層中的步驟；(5)將電極浸入聚合物顆粒懸浮液中的步驟；(6)將聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒懸浮液噴射到電極上的步驟；和(7)將聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒懸浮液涂覆到電極上的步驟。這些步驟可聯(lián)合進(jìn)行。
在本發(fā)明中，優(yōu)選不使用粘合劑。然而，可在混合物中使用聚合物顆粒或聚合物顆粒溶液和粘合劑。在這種情況下，優(yōu)選粘合劑的固體含量與聚合物顆粒的體積比率不大于0.15。此外，優(yōu)選含在聚合物顆粒中的聚合物以及含在粘合劑的固體含量中的聚合物也是如此。
此外，通過對聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒溶液和/或電極進(jìn)行振動和/或轉(zhuǎn)動，可完成聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒溶液在電極表面上的均勻分布。另一方面，聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒溶液和電極可在減壓下放置。這些步驟可重復(fù)進(jìn)行。
制備具有與電極表面固定的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的非水電解質(zhì)電池，也優(yōu)選包括下述步驟之一弄平附著于電極表面上的聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒溶液的步驟；在輥或板上提供聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒溶液，以及之后將聚合物顆?；蚓酆衔镱w粒溶液從輥或板上傳輸?shù)诫姌O上的步驟等。優(yōu)選這些步驟之后進(jìn)行聚合物顆粒熱處理的步驟。
在本發(fā)明中，壓制電極之前或之后可進(jìn)行將離子傳導(dǎo)聚合物顆粒固定到電極表面的步驟。即使壓制具有與電極表面固定的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的電極，仍然在聚合物顆粒之間存在鋰離子可移動通過的三維連續(xù)孔。因此，可保持優(yōu)良的高速率放電性能。然而，優(yōu)選在壓制電極之后進(jìn)行將離子傳導(dǎo)聚合物顆粒固定到電極表面的步驟。
在本發(fā)明中，當(dāng)離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均顆粒大小為0.5μm或更大時(shí)，聚合物顆粒之間的孔幾乎不被堵塞，可保持正極和負(fù)極之間的連續(xù)孔。因此，鋰離子可快速移動通過包含在連續(xù)孔中的非水電解質(zhì)。此外，鋰離子可快速滲透進(jìn)入活性材料表面以及快速從活性材料表面上離去。
為制備較高速率放電性能的非水電解質(zhì)電池，優(yōu)選上述聚合物顆粒的平均顆粒大小為0.8μm或更大，更優(yōu)選為1.0μm或更大，最優(yōu)選為1.2μm或更大。
在本發(fā)明中，制備具有與電極表面固定的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的電極，優(yōu)選包括電極表面聚合物顆粒進(jìn)行熱處理。在該方法中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層可快速形成在電極表面上，非常容易制備出非水電解質(zhì)電池。
優(yōu)選對聚合物顆粒進(jìn)行熱處理的步驟包括在不高于Tm℃的溫度下對聚合物顆粒進(jìn)行熱處理，其中Tm℃是聚合物的熔點(diǎn)。這是因?yàn)楫?dāng)熱處理溫度高于Tm℃時(shí)，聚合物顆粒之間的孔被堵塞。
在本發(fā)明中，芯到殼的聚合物顆粒的材料可以不同。假定聚合物顆粒的芯的熔點(diǎn)是Tma℃而聚合物顆粒的殼的熔點(diǎn)是Tmb℃，優(yōu)選Tma比Tmb要高。優(yōu)選對聚合物顆粒進(jìn)行熱處理的步驟包括在不高于Tma℃的溫度下進(jìn)行。
在本發(fā)明中，聚合物顆粒的熔點(diǎn)范圍優(yōu)選在80℃-200℃之間，更優(yōu)選在80℃-160℃，最優(yōu)選在80℃-120℃。
當(dāng)使用熔點(diǎn)在上述范圍內(nèi)的聚合物顆粒時(shí)，假使由于短路等大電流流過，由于電池溫度升高引起聚合物顆粒熔化，堵塞了聚合物顆粒之間的孔。因此，電流難于流過，從而可阻止電池溫度進(jìn)一步升高。
在上述非水電解質(zhì)電池中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的形狀可以是球形及類似形狀。球形聚合物顆粒與電極表面接觸區(qū)的一點(diǎn)小于其它形狀的聚合物顆粒與電極表面接觸區(qū)的一點(diǎn)。因此，非水電解質(zhì)與電極表面接觸的面積大，從而促進(jìn)了鋰離子在活性材料表面上的滲透和分離。
而且，因?yàn)殡x子傳導(dǎo)聚合物顆粒形狀是球形，提高了聚合物顆粒的填充系數(shù)，即使離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層薄，在正極和負(fù)極之間也難于發(fā)生短路。此外，形成在離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間的連續(xù)孔的尺寸和分布變得均勻。而且，由于沒有阻止鋰離子移動的不平滑部分，所以電流的分布均勻。
這里所用的術(shù)語“球形”表明不僅完全球形，也可與完全球形有偏差或橢圓形或近似橢圓形。
此外，在上述按照本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均顆粒大小可以不大于正極和負(fù)極中至少一個(gè)的活性材料顆粒的平均顆粒大小。在該結(jié)構(gòu)中，在離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層與電極的邊緣處的鋰離子移動路徑的曲率下降，使電流的分布均勻。優(yōu)選離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均顆粒大小不大于正極活性材料和負(fù)極活性材料的平均顆粒大小。
在上述按照本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒可含有高彈體。當(dāng)高彈體夾雜在離子傳導(dǎo)聚合物顆粒中，所得的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層變得柔性，因此折疊時(shí)不易破裂。
例如，當(dāng)卷繞具有位于其上的由離子傳導(dǎo)聚合物顆粒形成的多孔材料的電極以便制備非水電解質(zhì)電池時(shí)，在折疊部分處幾乎不發(fā)生短路。因此，可降低電池制備期間的次品率。
此外，當(dāng)由上述聚合物顆粒以及正極和負(fù)極制成的元件插入電池外殼并壓制時(shí)，由于離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層具有橡膠彈性，可容易均勻壓制正極和負(fù)極，也可容易使正極與負(fù)極之間的距離均勻。
此外，即使由于充電和放電過程引起的活性材料擴(kuò)張與收縮而使電極厚度改變時(shí)，也可容易均勻壓制正極和負(fù)極，并可容易使正極與負(fù)極之間的距離均勻。因此，電流分布變得均勻。
即使在本發(fā)明中，當(dāng)離子傳導(dǎo)聚合物顆粒夾雜在單體中時(shí)，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的強(qiáng)度不足以供電池組使用。在此情況下，離子傳導(dǎo)聚合物顆?？上嗷フ辰Y(jié)以形成聚集體，產(chǎn)生強(qiáng)度提高。
這里所用的術(shù)語“相互粘接離子傳導(dǎo)聚合物顆粒”表明相互粘接的兩個(gè)或多個(gè)離子傳導(dǎo)聚合物顆?；蛟谄浔砻娴囊徊糠峙c另一聚合物顆粒粘接的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒。
在本發(fā)明中將聚合物顆粒與電極表面固定的制備工藝包括在電極表面上提供含有聚合物顆粒的水的步驟。進(jìn)行該步驟，使有機(jī)溶劑量最小，減少環(huán)境危害，可降低制備步驟的數(shù)量和制備成本。
為阻止聚合物顆粒在水中的聚集，優(yōu)選含有聚合物顆粒的水的PH值為7-13。為阻止聚合物顆粒的聚集，聚合物顆粒可均勻位于電極表面上，氫氧化物例如氫氧化鉀和氫氧化鈉、表面活性劑例如聚乙二醇型非離子表面活性劑和氟基表面活性劑、水溶聚合物例如聚環(huán)氧乙烷和聚乙烯醇以及醇類例如甲醇和乙醇可單獨(dú)或以混合物形式加入到含有聚合物顆粒的水中。
制備由正極、負(fù)極和相互整體固定的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層制成的非水電解質(zhì)電池優(yōu)選可由下述步驟之一制得(1)將具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒或離子傳導(dǎo)聚合物顆粒懸浮液的電極與其它電極集成的步驟；(2)將具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒或離子傳導(dǎo)聚合物顆粒懸浮液的正極和負(fù)極相互集成的步驟；(3)將具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的電極與其它電極集成的步驟；(4)將具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的正極和負(fù)極相互集成的步驟；和(5)將具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆?；螂x子傳導(dǎo)聚合物顆粒懸浮液的電極與具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的電極集成的步驟。
在這些步驟中，優(yōu)選具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒懸浮液的電極與具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的電極集成的步驟。優(yōu)選具有離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的電極是正極，而具有位于表面上的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的電極是負(fù)極。優(yōu)選在這些步驟之后對聚合物顆粒進(jìn)行熱處理。
通過上述步驟與隔板結(jié)合，可完成由正極、負(fù)極、離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層和隔板制成的非水電解質(zhì)電池的制備。
在本發(fā)明中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的材料，優(yōu)選柔性那種，其可由于充電和放電過程而引起的活性材料體積膨脹和收縮進(jìn)行形狀改變。更詳細(xì)些，可單獨(dú)或混合使用聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚環(huán)氧丙烷(PPO)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙酯、聚亞己基己二酰胺、聚己內(nèi)酰胺、聚氨酯、聚乙烯亞胺、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚異戊二烯、羧甲基纖維素、甲基纖維素以及衍生物。
另一方面，可使用由組成這些聚合物的各種單體的共聚物。這里可采用的共聚物的具體實(shí)例包括二氟乙烯-六氟丙烷共聚物(P(VdF/HFP))、丁苯橡膠、乙丙橡膠、苯乙烯基高彈體、氟基高彈體、烯烴基高彈體、聚氨酯高彈體、苯乙烯基高彈體、氯乙烯基高彈體、酯基高彈體和酰胺基高彈體。
在這些聚合物顆粒中優(yōu)選含有氟化物的聚合物例如PVdF和P(VdF/HFP)、聚烯烴例如PE和PP、聚醚例如PEO和PPO、PAN、PMMA以及其衍生物，它們電化學(xué)穩(wěn)定。優(yōu)選單獨(dú)或混合使用這些聚合物。另一方面，可使用由組成這些聚合物的各種單體的聚合物。
至于在制備聚合物顆粒、多孔聚合物顆粒、聚合物顆粒懸浮液或多孔聚合物顆粒懸浮液中的所用的聚合物溶劑，可使用可溶解在聚合物中的任何溶劑。溶劑實(shí)施例包括羧酸酯例如碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯、醚例如二甲醚、乙醚、乙甲醚和四氫呋喃、酮例如丁酮和丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺以及甲基吡咯啉(NMP)。至于聚合物的非溶劑，可使用與聚合物不相容的任何材料。該非溶劑的實(shí)施例包括水、酒精和丙酮?？苫旌鲜褂眠@些非溶劑。
至于制備本發(fā)明的多孔聚合物顆粒的工藝，優(yōu)選所用的工藝包括聚合物從溶液中相分離，該溶液中含有溶解有聚合物的溶劑。完成聚合物的相分離可通過從聚合物溶液中提取溶劑、加熱或冷卻使聚合物溶液的溫度改變、蒸發(fā)溶劑使聚合物溶液濃度改變。在這些制備工藝中特別優(yōu)選從聚合物溶液中提取溶劑的溶劑提取工藝。
在本發(fā)明中，基于正極和負(fù)極、離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層以及隔板的總孔體積，優(yōu)選非水電解質(zhì)電池中的電解質(zhì)數(shù)量不小于30％和不大于100％。
在本發(fā)明中，非水電解質(zhì)電池的電解質(zhì)可由極性溶劑組成，極性溶劑可為例如EC、DEC、碳酸亞丙酯、DMC、丁內(nèi)酯、環(huán)丁砜、二甲亞砜、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、二氧戊環(huán)和乙酸甲酯或其混合物。
在本發(fā)明中，至于電解質(zhì)中所含的鋰鹽，可使用例如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiSCN、LiL、LiCF3SO3、LiCi、LiBr和LiCF3CO2或其混合物。
用于本發(fā)明的充當(dāng)負(fù)極活性材料的能滲入和提取鋰的化合物實(shí)施例包括石墨化碳例如焦碳、介碳微珠(MCMB)、中間相瀝青基纖維和熱解蒸氣生長碳纖維、非石墨化碳例如燒結(jié)酚樹脂、聚丙烯腈基碳纖維、假各向同性碳和燒結(jié)糠醛樹脂、石墨基材料例如天然石墨、人工石墨、石墨化MCMB、石墨化中間相瀝青基碳纖維和須晶、金屬鋰、鋰合金以及其混合物。
用于本發(fā)明的充當(dāng)正極活性材料的能滲入和提取鋰的化合物實(shí)施例包括無機(jī)材料例如由結(jié)構(gòu)式LixMO2或LiyM2O4(其中M表示過渡金屬，0≤x≤1，和0≤y≤2)表示的復(fù)合氧化物、隧道狀孔隙的氧化物和層狀金屬硫。這些無機(jī)化合物的具體實(shí)施例包括LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、Li2Mn2O4、MnO2、FeO2、V2O5、V6O13、TiO2和TiS2。另一方面，可使用用其它元素替代部分過渡金屬而得到的無機(jī)化合物。該無機(jī)化合物的實(shí)施例包括LiNi0.8Co0.2O2和LiNi0.80CO0.17Al0.03O2。至于可用作滲入和提取化合物的無機(jī)化合物，可使用導(dǎo)電聚合物例如聚苯胺。無論是否有機(jī)或無機(jī)，可混合使用上述活性材料。
在本發(fā)明中，離子傳導(dǎo)聚合物顆粒位于正極和負(fù)極之間。同時(shí)，可結(jié)合離子傳導(dǎo)聚合物顆粒來單獨(dú)或較多使用由聚烯烴例如聚丙烯和聚乙烯組成的多孔隔板。另一方面，可使用玻璃網(wǎng)、無紡布、紡織布、聚合物電解質(zhì)等。這些材料可組合使用。
至于用于本發(fā)明的正極集電體，可使用金屬例如鋁。至于負(fù)極集電體，可使用金屬例如銅。集電體可以是任何形式例如片狀、發(fā)泡原料、燒結(jié)多孔材料和溶脹格柵。上述集電體可刺入任意形狀的孔中。
制備按照本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池(A)、(B)、(C)、(D)和(E)以及比較例(F)和(G)，并對性能進(jìn)行比較。所有這些正極的寬度19mm，長度480mm。所有這些負(fù)極的寬度20mm，長度500mm。將正極和負(fù)極卷繞在一起，形成橢圓形電池組。然后將由此形成的電池組插入不銹鋼外殼中，不銹鋼外殼的高度47.0mm、寬度22.2mm和厚度6.4mm。之后電解質(zhì)注入不銹鋼外殼中。將1mol/l的LiPF6加到1∶1(體積比)的碳酸亞乙酯與碳酸二甲酯混合物中而制備出電解質(zhì)，從而得到額定容量400mAh的電池。二氟乙烯/六氟丙烷(P(VdF/HFP))共聚物的成分含有5mol％的HFP。電池外殼備有不可逆安全閥。本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)含有70wt％的鈷酸鋰、6wt％的乙炔黑、9wt％的PVdF和15wt％的NMP的膏涂覆在厚度20μm的鋁箔集電體上，然后在150℃下干燥以便蒸發(fā)NMP。在鋁箔集電體的兩側(cè)面進(jìn)行該過程，制備出在其兩側(cè)面具有正極化合物層的正極。然后壓制正極，以降低電極厚度，化合物層與集電體厚度總和范圍為280μm-175μm。因此，制備出正極(X)。
含有81wt％的MCMB、9wt％的PVdF和10wt％的NMP的膏涂覆在厚度14μm的銅箔集電體上，然后在150℃下干燥以便蒸發(fā)NMP。在銅箔集電體的兩側(cè)面進(jìn)行該過程，制備出在其兩側(cè)面具有負(fù)極化合物層的負(fù)極。然后壓制負(fù)極，以降低電極厚度，化合物層與集電體厚度總和范圍為300μm-190μm。因此，制備出負(fù)極(Y)。
接著，將沒有微孔4μm的P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到負(fù)極(Y)的表面上，然后在100℃下干燥，制備出在其兩側(cè)面具有孔隙率約54％以及厚度10μm的粒子P(VdF/HFP)層的負(fù)極(Y1)。
圖2表示負(fù)極(Y1)的表面照片。圖3表示負(fù)極(Y1)的截面照片。從圖2可看出，球形顆粒存在于負(fù)極表面上。從圖3可看出，照片下部分表示的大顆粒是構(gòu)成負(fù)極化合物層的負(fù)極活性材料，球形聚合物顆粒層存在于其負(fù)極化合物層的表面上。
在圖2和3中可看出，通過將聚合物顆粒涂覆到負(fù)極上，之后對涂覆過的材料進(jìn)行熱處理，聚合物顆粒的表面部分相互粘接，在聚合物顆粒之間形成三維連續(xù)孔。
接著，對正極(X)進(jìn)行類似處理。具體而言，將沒有微孔的4μm的P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到正極(X)的表面上，然后在100℃下干燥，制備出在其兩側(cè)面具有孔隙率約50％以及厚度12μm的粒子P(VdF/HFP)層的正極。因此，制備出正極(X1)。
接著，層壓并卷繞正極(X1)和負(fù)極(Y1)，形成電池組。之后對所得到的電池組在100℃下進(jìn)行熱處理。當(dāng)將電池組插入電池外殼之后，1.7g的電解質(zhì)注入電池中，制備出電池(A)。在電池(A)中，電解質(zhì)數(shù)量相對存在于正極與負(fù)極之間的P(VdF/HFP)顆粒層的數(shù)量要小。因此，P(VdF/HFP)顆粒在電解質(zhì)中溶脹，具有離子傳導(dǎo)性。然而，極少電解質(zhì)存在于P(VdF/HFP)顆粒之間的三維連續(xù)孔中。按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(B)除電解質(zhì)注入數(shù)量改變?yōu)?.9g之外，以電池(A)相同方法制備出本發(fā)明的電池(B)。在電池(B)中，電解質(zhì)數(shù)量相對存在于正極與負(fù)極之間的P(VdF/HFP)顆粒層的數(shù)量要大。因此，P(VdF/HFP)顆粒在電解質(zhì)中溶脹，具有離子傳導(dǎo)性。同時(shí)，電解質(zhì)也存在于P(VdF/HFP)顆粒之間的三維連續(xù)孔中。因此，離子可順利經(jīng)電解質(zhì)移動。按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(C)將4μm的微孔P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到正極(X)的表面上，然后在100℃下干燥，制備出在其兩側(cè)面具有孔隙率約60％以及厚度10μm的P(VdF/HFP)顆粒層的正極(X2)。
接著將4μm的微孔P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到負(fù)極(Y)的表面上，然后在100℃下干燥，制備出在其兩側(cè)面具有孔隙率約64％以及厚度12μm的P(VdF/HFP)顆粒層的負(fù)極(Y2)。
接著，層壓并卷繞正極(X2)和負(fù)極(Y2)，形成電池組。之后對所得到的電池組在100℃下進(jìn)行熱處理。當(dāng)將電池組插入電池外殼之后，2.0g的電解質(zhì)注入電池中，制備出電池(C)。在電池(C)中，P(VdF/HFP)顆粒在電解質(zhì)中溶脹，具有離子傳導(dǎo)性。同時(shí)，電解質(zhì)也存在于P(VdF/HFP)顆粒之間的三維連續(xù)孔中。因此，離子可順利經(jīng)電解質(zhì)移動。而且，電解質(zhì)也存在于P(VdF/HFP)顆粒的微孔中。離子也可經(jīng)電解質(zhì)移動。按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(D)將沒有微孔的4μm的P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到正極(Y)的表面上，然后在100℃下干燥。然后壓制涂覆過的材料，制備出在其兩側(cè)面具有孔隙率約35％以及厚度9μm的P(VdF/HFP)顆粒層的正極(X3)。
將沒有微孔的4μm的P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到負(fù)極(X)的表面上，然后在100℃下干燥。之后壓制涂覆過的材料，制備出在其兩側(cè)面具有孔隙率約38％以及厚度7μm的P(VdF/HFP)顆粒層的負(fù)極(Y3)。
圖4表示負(fù)極(Y3)表面。從圖4可看出，盡管負(fù)極表面上的P(VdF/HFP)顆粒形狀由于壓制與球形略有差別，P(VdF/HFP)顆粒之間的三維連續(xù)孔極少被堵塞。
接著，層壓并卷繞正極(X3)和負(fù)極(Y3)，形成電池組。之后對所得到的電池組在100℃下進(jìn)行熱處理。在將電池組插入電池外殼之后，1.7g的電解質(zhì)注入電池中，制備出電池(D)。按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(E)制備在正極化合物層和負(fù)極化合物層上含有帶孔P(VdF/HFP)的電池(E)。
正極(X)和負(fù)極(Y)浸在4wt％的P(VdF/HFP)/NMP溶液中，以便用聚合物溶液浸漬化合物層。這些電極均通過輥壓機(jī)從電極表面上去除過量聚合物溶液。之后，這些電極浸在去離子水中以排除NMP并在電極的化合物層中提供孔P(VdF/HFP)。因此，制備出正極(X4)和負(fù)極(Y4)。
之后，壓制正極以降低電極厚度，化合物層與集電體厚度總和范圍為280μm-175μm。然后，壓制負(fù)極以降低電極厚度，化合物層與集電體厚度總和范圍為300μm-190μm。
接著，將4μm的微孔P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到負(fù)極(Y4)的表面上，然后在100℃下干燥，制備出在其表面具有孔隙率約56％以及厚度16μm的微孔P(VdF/HFP)顆粒層的負(fù)極(Y5)。
之后，將4μm的微孔P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到正極(X4)上，制備出正極(X5)。層壓并卷繞正極(X5)和負(fù)極(Y5)，形成電池組。之后對所得到的電池組在100℃下進(jìn)行熱處理。在將電池組插入電池外殼之后，2.0g的電解質(zhì)注入電池中，制備出電池(E)。比較電池(F)將沒有微孔的0.4μm的P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到負(fù)極(Y)的表面上，然后在100℃下進(jìn)行熱處理，制備出在其表面具有孔隙率約6％以及厚度6μm的P(VdF/HFP)顆粒層的負(fù)極(Y6)。
圖5表示負(fù)極(Y6)表面的照片。從圖5可看出，由于大多數(shù)P(VdF/HFP)顆粒的表面相互連接，堵塞了P(VdF/HFP)顆粒之間的三維連續(xù)孔。因此，在P(VdF/HFP)顆粒層只觀察到極少數(shù)孔。
接著，以類似方法制備正極。具體而言，將沒有微孔的0.4μm的P(VdF/HFP)顆粒的懸浮液(分散劑∶水)涂覆到正極(X)的表面上，然后在100℃下進(jìn)行熱處理，制備出在其表面具有孔隙率約6％以及厚度8μm的P(VdF/HFP)顆粒層的正極(X6)。
接著，層壓并卷繞正極(X6)和負(fù)極(Y6)，形成電池組。之后對所得到的電池組在100℃下進(jìn)行熱處理。在將電池組插入電池殼之后，1.7g的電解質(zhì)注入電池中，制備出電池(F)。比較電池(G)制備在正極與負(fù)極之間含有帶孔PVdF隔膜的電池(G)。
首先，將22gPVdF粉末溶解在78g的NMP中。所得到的溶液涂覆到玻璃板上，在其上形成片，浸在水中以排除掉NMP，之后干燥，制備出孔隙率約67％以及厚度25μm的微孔PVdF隔膜。將制備的帶孔PVdF隔膜切成寬22mm的片以制備PVdF隔膜。
接著，層壓正極(X)和負(fù)極(Y)，PVdF隔膜插在電極之間并卷繞，形成電池組。在將電池組插入電池殼之后，將2.0g的電解質(zhì)注入電池中，制備出電池(G)。
用400mA電流對按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)、(B)、(C)、(D)和(E)以及比較電池(F)和(G)各進(jìn)行充電1小時(shí)，之后恒電壓4.1V進(jìn)行2小時(shí)，然后在-10℃下以400mA電流放電到2.75V。結(jié)果如圖1所示。圖1中，標(biāo)號A-G分別表示電池(A)-(G)的放電性能。
從上述結(jié)果可看出，按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的放電容量比比較電池(G)的要大。認(rèn)為按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)可使鋰離子快速移動通過存在于P(VdF/HFP)顆粒表面上的電解質(zhì)，從而使高速率放電性能得以改善。
按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(B)中，P(VdF/HFP)顆粒在電解質(zhì)中溶脹，具有離子傳導(dǎo)性。同時(shí)，電解質(zhì)也存在于P(VdF/HFP)顆粒之間的三維連續(xù)孔中。離子可順利移動通過電解質(zhì)。電池(C)優(yōu)于電池(B)。電解質(zhì)也存在于P(VdF/HFP)顆粒的微孔中。離子也可順利移動通過電解質(zhì)。此外，電池(E)優(yōu)于電池(C)。由于帶孔P(VdF/HFP)位于正極化合物層和負(fù)極化合物層中，可在電極的P(VdF/HFP)與電極之間的P(VdF/HFP)顆粒之間更順利地移動離子。
因此，與具有孔的PVdF隔膜的比較電池(G)相比，按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)、(B)、(C)和(E)的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間形成的三維連續(xù)孔的尺寸和分布以及電流分布具有更佳的均勻性。此外，正極與負(fù)極相互絕緣，不會導(dǎo)致內(nèi)短路，并可降低離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的厚度，使得鋰離子在正極和負(fù)極之間快速移動。
此外，按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(D)的放電容量比按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)、(C)和(D)的要低，但比比較電池(G)的要大。這是因?yàn)楫?dāng)壓制聚合物顆粒層時(shí)，磨碎聚合物顆粒，導(dǎo)致聚合物顆粒之間的一些三維連續(xù)孔被堵塞。然而，大多數(shù)三維連續(xù)孔未被堵塞。因此，鋰離子可快速移動通過三維連續(xù)孔。
此外，比較電池(F)的放電容量比比較電池(G)的放電容量明顯要低。這是因?yàn)楸容^電池(F)的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間的三維連續(xù)孔大部分被堵塞，在正極與負(fù)極之間提供極少孔或沒有孔連通。
此外，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)電池含有的電極表面附著有由絕緣顆粒形成的有孔樹脂層時(shí)，該電池的放電容量近似于比較電池(G)。
接著，對按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)、(B)、(C)、(D)和(E)以及比較電池(G)各進(jìn)行安全試驗(yàn)。具體而言，400mA電流進(jìn)行充電到4.5V，之后恒電壓4.5V進(jìn)行2小時(shí)，然后在室溫下外短路。
結(jié)果，按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的20個(gè)樣品均未使安全閥啟動。這些電池沒有冒煙。相反，比較電池(G)的安全閥啟動，并冒煙。
這些現(xiàn)象發(fā)生的原因認(rèn)為是按照本發(fā)明實(shí)施例的電池(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的任意形成在離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層上的三維連續(xù)孔的尺寸和分布特別均勻，電池包括三維重疊的聚合物顆粒，因此有效完成關(guān)閉斷路功能。此外，由于電流的分布均勻，不均勻電流分布引起的枝狀鋰幾乎不發(fā)生。
如上所述，按照本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池包括位于正極與負(fù)極之間的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒、通過聚合物顆粒相互絕緣的正極和負(fù)極。此外，在離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間形成三維連續(xù)孔。在三維連續(xù)孔中含有非水電解質(zhì)。
因此，鋰離子可經(jīng)三維連續(xù)孔在正極與負(fù)極之間快速移動。此外，在本發(fā)明中，形成在離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間的三維連續(xù)孔的尺寸和分布均勻，使得電流分布均勻。因此，按照本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池具有優(yōu)良的高速率放電性能和安全性。
而且，在電極表面只提供離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層，正極和負(fù)極相互絕緣，非常容易地制備出非水電解質(zhì)電池。此外，包括相互集成在一起的正極、負(fù)極和離子傳導(dǎo)聚合物顆粒層的非水電解質(zhì)電池過充電時(shí)，其安全性大大提高了。
而且，通過使用球形離子傳導(dǎo)聚合物顆粒，可提高聚合物顆粒的填充系數(shù)，即使降低了聚合物顆粒層的厚度，也難于發(fā)生正極與負(fù)極之間短路。此外，由于沒有阻止鋰離子的移動的不平滑部分，電流分布均勻，提供了較好的高速率放電性能和安全性的本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池。
權(quán)利要求
1．非水電解質(zhì)電池，包括正極、負(fù)極以及位于所述正極和所述負(fù)極之間的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒，所述正極和所述負(fù)極通過所述聚合物顆粒相互絕緣。
2．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中在所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒之間形成三維連續(xù)孔，所述三維連續(xù)孔含有非水電解質(zhì)。
3．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述的離子傳導(dǎo)聚合物顆粒用非水電解質(zhì)潤濕或在非水電解質(zhì)中溶脹。
4．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒具有微孔，該微孔含有非水電解質(zhì)。
5．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒與所述正極和所述負(fù)極中至少一個(gè)的表面固定。
6．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒為球形或類似形狀。
7．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均顆粒大小不大于所述正極和所述負(fù)極中至少一個(gè)的活性材料的平均顆粒大小。
8．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒含有高彈體。
9．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中由位于所述正極和所述負(fù)極之間的所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒組成的傳導(dǎo)離子的聚合物顆粒層的孔隙率為10-90％。
10．按照權(quán)利要求9的非水電解質(zhì)電池，其中所述傳導(dǎo)離子的聚合物顆粒層的孔隙率為30-70％。
11．按照權(quán)利要求10的非水電解質(zhì)電池，其中所述傳導(dǎo)離子的聚合物顆粒層的孔隙率是30-60％。
12．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均顆粒大小為0.5μm或更大。
13．按照權(quán)利要求12的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均顆粒大小為0.8μm或更大。
14．按照權(quán)利要求13的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均顆粒大小為1.0μm或更大。
15．按照權(quán)利要求14的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的平均顆粒大小為1.2μm或更大。
16．按照權(quán)利要求4的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒具有連續(xù)微孔。
17．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒具有鋰離子傳導(dǎo)性。
18．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒中的聚合物交聯(lián)。
19．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒具有芯部分和殼部分，芯部分的材料與殼部分的不同。
20．按照權(quán)利要求19的非水電解質(zhì)電池，其中芯部分的熔點(diǎn)比殼部分的要高。
21．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的熔點(diǎn)范圍是80℃-200℃。
22．按照權(quán)利要求21的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的熔點(diǎn)范圍是80℃-160℃。
23．按照權(quán)利要求22的非水電解質(zhì)電池，其中所述離子傳導(dǎo)聚合物顆粒的熔點(diǎn)范圍是80℃-120℃。
24．按照權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，還包括電解質(zhì)和隔板，其中基于正極和負(fù)極、離子傳導(dǎo)聚合物顆粒以及隔板的總孔體積，電解質(zhì)的數(shù)量范圍為30％-100％。
全文摘要
在非水電解質(zhì)電池中,離子傳導(dǎo)聚合物顆粒位于正極和負(fù)極之間。正極和負(fù)極通過聚合物顆粒相互絕緣。
文檔編號H01M10/36GK1286507SQ0012367
公開日2001年3月7日 申請日期2000年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月24日
發(fā)明者鈴木勲 申請人:日本電池株式會社