專利名稱：聚合物鋰離子電池制備工藝及所得產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物鋰離子電池及其制備工藝，更具體地講，本 發(fā)明涉及一種無需萃取工序的聚合物鋰離子電池及其制備工藝。
背景技術(shù)：
聚合物鋰離子電池是在液態(tài)鋰離子電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新一代高 比能量二次電池體系。與傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池相比，它具有以下明顯優(yōu)
點(diǎn)(1)采用聚合物電解質(zhì)代替液態(tài)電解質(zhì)溶液，可有效地避免了液態(tài) 電池可能存在的電解液泄露問題，電池的可靠性更高；(2)采用輕質(zhì)軟 性塑料材質(zhì)為外殼，相比于采用金屬殼體的液態(tài)電池， 一方面可有效地 降低了電池外殼質(zhì)量，提高了電池的質(zhì)量效率，使得聚合物鋰離子電池 具有更高的比能量，如采用鋁殼的液態(tài)電池比能量一般僅為135-145Wh/Kg，而聚合物電池比能量可達(dá)180Wh/Kg以上，比能量提高近30 %;另一方面，可有效地P務(wù)低了因金屬外殼對內(nèi)壓積累不夠敏感、在濫 用條件下發(fā)生爆炸、燃燒等不安全行為的幾率，使得聚合物鋰離子電池 具有更好的安全性能；(3)外形設(shè)計(jì)靈活、方便，可用于發(fā)展超薄、超 大面積及各種異形電池。
聚合物鋰離子電池概念起源于美國Bellcore公司于1994年公布的 原理性專利。但Bellcore技術(shù)在電池制造原理上的復(fù)雜性，使得聚合 物鋰離子電池相比于液態(tài)電池在組織、實(shí)施規(guī)模生產(chǎn)方面遇到了更多的 困難。由于其制造過程設(shè)計(jì)到增塑、熱復(fù)合、抽提、吸液等非常繁瑣的 工序。工藝相當(dāng)復(fù)雜，導(dǎo)致產(chǎn)品成品率;f艮低。為了簡化工序，國內(nèi)外聚
合物電池的生產(chǎn)廠家近年來開始發(fā)展一種免抽才是制備技術(shù)。
中國專利CN03100743. 0公開了 一種包括陽極極片、陰極極片和電解 液的聚合物鋰離子電池及其制備方法，其中，陽極極片和陰極極片中的 至少一種極片上設(shè)置有聚合物基質(zhì)材料膜，該聚合物基質(zhì)材料膜按質(zhì)量 比1 : 10~2 : 3由聚合物材料A和B組成，聚合物材料A為聚(曱基丙烯 酸曱酯-丙烯腈-曱基丙烯酸鋰)，聚合物材料B為聚偏氟乙烯或聚(偏氟 乙烯-六氟丙烯)。在電池制備時(shí)，把聚合物基質(zhì)材料直接涂于陰極極片 和陽極極片中的至少一種電極極片上。所涂的聚合物基質(zhì)材料成膜后可 作為電池的隔膜，注入電解質(zhì)液后即為聚合物電解質(zhì)。這種聚合物鋰離 子電池的制備工藝簡便，它不需要外加隔膜，對操作環(huán)境要求又不高。
中國專利CN03149864. 7公開了一種聚合物鋰離子電池的制作方法， 該方法將鈷酸鋰70 ~ 95 % 、導(dǎo)電碳材料1 ~ 6 % 、聚偏二氟乙烯2 ~ 15 % 、 聚六氟丙烯O. 5~4%、鄰苯二曱酸二丁酯l. 5~15%進(jìn)行混合，同時(shí)加 入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成正極漿料；將中間相碳微球75 90 %、導(dǎo)電碳材料1-5%、聚偏二氟乙烯2-18%、聚六氟丙烯0. 5-5%、鄰 苯二曱酸二丁酯6. 5-12%進(jìn)行混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌 均勻制成負(fù)極材料漿料；將聚偏二氟乙烯25-50 % 、聚六氟丙烯5-10%、 聚丙烯腈5-10%、氣相二氧化硅2-5%、鄰苯二曱酸二丁酯28-60 %進(jìn)行 混合，同時(shí)加入丙酮作為有機(jī)溶劑，攪拌均勻制成隔膜材料漿料；將高 分子熱溶膠70-90 %、有機(jī)醇5-20%、導(dǎo)電碳材料5-10%進(jìn)行混合，攪 拌均勻制成網(wǎng)格預(yù)處理材料漿料；將正極材料料漿、負(fù)極材料料漿、隔 膜材料料漿分別涂布在載體上；將銅網(wǎng)格、鋁網(wǎng)格材料分別沖壓成型， 用網(wǎng)格預(yù)處理材料進(jìn)行網(wǎng)格預(yù)處理；將電極材料沖壓成型，隔膜材料裁 切成一定的形狀；將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材料擺放在一起； 利用熱復(fù)合機(jī)在110-120。C溫度下將銅網(wǎng)格和負(fù)極材料、鋁網(wǎng)格和正極材 料粘到一起；將正極、負(fù)極和隔膜擺放到一起；在110-120。C溫度下滾壓
復(fù)合成電池單元；用超聲波點(diǎn)焊機(jī)將電極的外電路即正極的鋁網(wǎng)格、負(fù) 極的銅網(wǎng)格分別焊接到一塊；將焊接好的電池放在萃取液中進(jìn)行萃取處 理；包覆鋁塑復(fù)合膜；將電解液灌注到電池內(nèi)部；真空封裝制成產(chǎn)品。
中國專利申請CN200410040214. 8公開了一種具有生產(chǎn)工藝相對簡單 的聚合物鋰離子電池及其制備方法，其釆用碳材料作為負(fù)極，含鋰的過 渡金屬氧化物作為正極，有機(jī)電解質(zhì)溶液增塑的腈基微孔聚合物膜為電 池的離子傳導(dǎo)介質(zhì)和正、負(fù)隔離膜，以巻繞方式構(gòu)成鋁塑包裝的聚合物 鋰離子電池，其中腈基微孔聚合物膜是由聚合物膠體粒子構(gòu)成，膠體粒 子平均粒徑小于0. 5um，平均微孔孔隙小于IOO nm。
中國專利CN02800350. 0所公開的鋰聚合物電池的正負(fù)極以及隔板 中都含有偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物，電解液中包含作為溶劑的碳酸二 乙酯以及溶于溶劑的溶質(zhì)，電解液中還含有作為添加劑的二苯醚。通過 使用這種電解液，提高了正負(fù)極以及隔板中都含有偏二氟乙烯-六氟丙烯 共聚物的電池在過充電時(shí)的熱穩(wěn)定性，能夠確實(shí)地啟動斷路功能，從而 確保良好的安全性。
但以上中國專利或?qū)＠暾埶_的聚合物鋰離子電池都離不開增 塑、抽提、吸液等過程，制造工藝較為復(fù)雜。目前，以日本某些公司為 首，已經(jīng)開發(fā)出 一種新的制備聚合物鋰離子電池的工藝并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化， 這種工藝將電解液與聚合物溶液混合后的膠體溶液直接涂在極片和液態(tài) 電池用的隔膜表面后再復(fù)合，免去了增塑、抽提、吸液等過程。但這一 技術(shù)推廣也存在較大障礙，其主要問題是電池生產(chǎn)全過程幾乎均需要在 干燥環(huán)境中進(jìn)行，對設(shè)備的自動化要求很高，干燥系統(tǒng)投資大，運(yùn)行費(fèi) 用高，導(dǎo)致電池制造成本非常高，產(chǎn)品價(jià)格難以在市場上與液態(tài)電池竟 爭。
現(xiàn)場聚合技術(shù)雖然非常適合于聚合物電池的規(guī)?；a(chǎn)，且電池制 造成本低，但與其他技術(shù)相比，其產(chǎn)品技術(shù)性能存在較大差距。主要表現(xiàn)在由于液態(tài)電池用隔膜孔率低，吸附前驅(qū)體溶液能力不夠，導(dǎo)致聚
合后電極與隔膜界面結(jié)合不夠穩(wěn)定和均勻，使得聚合物電池內(nèi)阻高、大 電流;故電平臺較j氐。
因此，開發(fā)一種制備過程簡單易控、而產(chǎn)品性能能滿足要求的電池 制造技術(shù)，是當(dāng)前聚合物鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備過程簡單易控、而其大電流充放電性 能和循環(huán)性能優(yōu)良的聚合物鋰離子電池及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的， 一方面，本發(fā)明提供了一種制備聚合物鋰離 子電池的方法，該方法包括如下步驟 (1 )形成改性隔膜
0:100-50:50之間的比例混合,優(yōu)選按10: 90-50: 50之間的比例混合，溶 解于易揮發(fā)的有機(jī)溶劑中，形成粘度在30psi-300 psi之間、優(yōu)選在 50psi-130 psi的改性液；然后將常規(guī)的液態(tài)鋰離子電池隔膜作為隔膜基 體，浸漬在所述改性液中，取出烘干，得到改性隔膜；
(2)形成正極極片和負(fù)極極片在制備液態(tài)鋰離子電池所用的正極
漿料和負(fù)極漿料中分別加入高沸點(diǎn)的化學(xué)交聯(lián)劑單體，所加入的化學(xué)交聯(lián) 劑單體在極片涂層固含量中的質(zhì)量百分比為0. 01%-1%，然后按液態(tài)鋰離子
(3 )封裝將上述步驟(1)和(2 )所得到的改性隔膜、正極極片 和負(fù)極極片形成電芯，并封裝外包裝殼體；
(4 )注入電解液在上述步驟(3 )所得到的電芯中注入含有 0. 0001%-0. 1%熱引發(fā)劑的液態(tài)鋰離子電池電解液；以及
(5)電池固化將上述注入電解液后得到的電池真空封口，然后在
60-100。C的溫度下進(jìn)4亍固化，^f吏電池內(nèi)的正4及、隔膜和負(fù)才及成為一體， 從而制得聚合物鋰離子電池。
在本發(fā)明的制備聚合物鋰離子電池的方法中，所用的高沸點(diǎn)的化學(xué) 交聯(lián)劑單體優(yōu)選為雙官能團(tuán)丙烯酸酯單體，該雙官能團(tuán)丙烯酸酯單體的
結(jié)構(gòu)式為CH尸C (Ri) C02 (CH2CH20) n「R2- (CH2CH20) n2-CO-C (R,) =CH2,其中， R,為H或CH3; R2為下述結(jié)構(gòu)中的一種:-C叉、-C晶-、-CO-C孔-COO-、 -(CH2CH20)m-和含雜環(huán)的基團(tuán)，n產(chǎn)0-10，n尸0-10, m=0-10。優(yōu)選地，n產(chǎn)l-3, n2=l-3, m=2-4。而且，在本發(fā)明的方法中，步驟(1)中和步驟(2)中 所用的高沸點(diǎn)的化學(xué)交聯(lián)劑單體可以相同，也可以不同；在步驟(2)中， 正極漿料加入高沸點(diǎn)的化學(xué)交聯(lián)劑單體和負(fù)極漿料中加入高沸點(diǎn)的化學(xué) 交聯(lián)劑單體可以相同，也可以不同。
本發(fā)明方法步驟(1)中所用的具有物理交聯(lián)性質(zhì)的聚合物優(yōu)選為 聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物之一或任意組合。
本發(fā)明方法步驟(l)中所用的易揮發(fā)溶劑優(yōu)選為丙酮、丁酮、四 氫呋喃、二曱基曱酰胺、N-曱基吡咯烷酮之一或任意組合。
本發(fā)明方法步驟(l)中所用的隔膜基體可以為商品化液態(tài)鋰離子 電池用聚丙烯、聚乙烯或者聚丙烯-聚乙烯復(fù)合微孔膜， 一般選擇厚度 在6-30拜之間、孔率大于30%的復(fù)合微孔膜。
一般地，隔膜基體經(jīng)步驟(1)改性后，所得到的改性隔膜的厚度比 隔膜基體的厚度增加了約2 |am~ 15 (am。
在本發(fā)明方法步驟(2)中，形成正極極片和負(fù)極極片的生產(chǎn)工藝基 本與液態(tài)鋰電的極片生產(chǎn)工藝相同，唯一不同之處在于，在正極漿料、 負(fù)極漿料中分別加有一定量的化學(xué)交聯(lián)劑單體。
其中，本發(fā)明聚合物鋰離子電池的正極組成可以包括正極活性物 質(zhì)、化學(xué)交聯(lián)劑單體、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，集流體和極耳；正極活性物質(zhì) 可以為嵌鋰的過渡金屬氧化物如鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、釩酸鋰、磷
酸鐵鋰以及幾種金屬的復(fù)合氧化物或它們的混合物；導(dǎo)電劑可以為碳黑、
乙炔黑、納米碳、石墨或它們的混合物；粘結(jié)劑可以為聚四氟乙烯、聚 偏氟乙烯或它們的混合物；正才及集流體可以為鋁箔；才及耳可以為鋁帶。
其中，本發(fā)明聚合物鋰離子電池的負(fù)極組成可以包括負(fù)極活性物 質(zhì)、化學(xué)交聯(lián)劑單體、粘接劑和導(dǎo)電劑；負(fù)極活性物質(zhì)可以為碳基材料、 錫基材料、硅合金材料、過度金屬氧化物、磷化鐵等或其復(fù)合物；粘接 劑可以為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素、聚乙烯 等或它們的混合物；導(dǎo)電劑可以為碳黑、乙炔黑、納米碳、石墨或它們 的混合物；負(fù)極集流體可以用銅箔；極耳可以用鎳帶。
在本發(fā)明方法步驟(3)中進(jìn)行封裝時(shí)，可以完全采用液態(tài)鋰離子電 池的工藝及設(shè)備，即按照液態(tài)鋰離子電池工藝將改性隔膜置于正負(fù)極之 間，通過巻繞或疊層的方式組成電芯，然后置入電池外殼中，并封裝。 電池殼體材料可根據(jù)需要選擇，可以是鋁塑復(fù)合膜或不銹鋼或金屬鋁或 其他塑料類。電池外形可以設(shè)計(jì)為扭扣形、圓柱形或者方形、口香糖形。
在本發(fā)明方法步驟(4)中進(jìn)行電池注液時(shí)，可以采用真空-加壓方 式將含有熱引發(fā)劑的電解液注入電芯中。其中，電解液可以為常規(guī)的液 態(tài)鋰離子電池電解液，由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成。鋰鹽包括六氟磷酸鋰、 高氯酸鋰、四氟硼酸鋰或三氟曱基磺酸鋰等；鋰鹽濃度一般為0. 5M-1. 5M。 液態(tài)有機(jī)溶劑包括碳酸乙烯酯(E C )、碳酸丙稀酯(P C )、碳酸二曱 酯(DMC )、碳酸二乙酯(DEC)或其混合物。
是過氧化物類引發(fā)劑，如過氧化二苯曱酰、過氧化二碳酸二異丙酯等， 也可以是偶氮類引發(fā)劑如偶氮二異丁腈等，還可以是氧化還原類引發(fā)劑 如BP0/N,N-二曱基苯胺等，熱引發(fā)劑質(zhì)量占電解液總重量的 0. 0001-0. 1%。
在本發(fā)明方法步驟(5)中進(jìn)行電池固化時(shí)，可以將注液后的電池真 空封口、用夾具固定后，置于熱風(fēng)烘箱中。在熱引發(fā)劑的作用下，儲存 于隔膜和電極中的化學(xué)交聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，使正極、隔膜、負(fù)極
成為一體，并使電池固化。熱固化的溫度可以控制在60-IO(TC之間；熱 固化的時(shí)間可以在2 0分鐘-6 0分鐘之間。
另 一 方面，本發(fā)明還提供了 一種按照上述方法制得的聚合物鋰離子電池。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)(1)、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備 與液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工序及生產(chǎn)設(shè)備基本相同，只是增加了 一道熱引 發(fā)聚合工藝，既避免了增塑、萃取等過程，也避免了電極表面涂膠技術(shù) 因?qū)υO(shè)備自動化程度要求高、干燥系統(tǒng)投資大、運(yùn)行費(fèi)用高所導(dǎo)致的電 池制造成本昂貴。因此，可以沿用液態(tài)鋰離子電池的生產(chǎn)工序及生產(chǎn)設(shè) 備，有利于實(shí)現(xiàn)聚合物電池的規(guī)?；a(chǎn)；(2)、工藝簡單、易控；(3)、 電池制造成本比較低，產(chǎn)品性能明顯優(yōu)于其他技術(shù)產(chǎn)品，具有與液態(tài)電 池幾乎完全相同的電性能，提高了聚合物電池的市場竟?fàn)幜?。與現(xiàn)場聚 合技術(shù)相比，由于改性隔膜表面的多孔聚合物層對電解液的儲液能力很 強(qiáng)，有利于交聯(lián)固化后的電極/隔膜之間獲得穩(wěn)定、均一的界面和暢通的 離子傳輸通道，有效提高了聚合物電池產(chǎn)品的大電流充放電性能和循環(huán) 性能。測試結(jié)果表明，釆用這種方式制備的聚合物鋰離子電池具有與液 態(tài)電池幾乎完全相同的電性能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于 這些實(shí)施例，任何在本發(fā)明基本精神上的改進(jìn)或替代，仍屬于本發(fā)明權(quán) 利要求書中所要求保護(hù)的范圍。


圖1為本發(fā)明制備的聚合物電池的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的聚合物鋰離子電池在不同倍率下的放
電曲線。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的聚合物鋰離子電池在不同溫度下的放
電曲線。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2制備的聚合物鋰離子電池1C循環(huán)曲線。 具體實(shí)施方案
實(shí)施例1
按下列方法制備如圖1所示的聚合物電池，圖1中，附圖標(biāo)記1表 示聚合物三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層，2表示正極，3表示負(fù)極，4表示正極極耳，5 表示負(fù)極極耳，6表示聚合物粘結(jié)層，7表示外包裝殼體。
1、 制備改性隔膜
按質(zhì)量比40%: 60%將交聯(lián)劑丁二醇二丙烯酸酯與聚偏氟乙烯混合后， 溶解于丙酮溶劑中。通過調(diào)節(jié)溶劑量，控制改性液粘度在70psi左右。 然后將厚度為16微米的聚乙烯微孔膜浸漬在上述改性液中。烘干后得到 厚度為20微米的改性隔膜。
2、 制備電池正極、負(fù)極
按正極、負(fù)極漿料固含量的0. 1°/。和0. 2%分別稱取丁二醇二丙烯酸酯， 并分別加入到正極、負(fù)極漿料中。攪拌均勻后，按照液態(tài)鋰電的極片生 產(chǎn)工藝制備極片。
3、 制備電池芯體
按照液態(tài)鋰離子電池工藝將改性隔膜置于正負(fù)極之間，通過巻繞方 式組成電芯，然后置入鋁塑復(fù)合膜外殼中，并封裝。
4、 電池注液
采用真空-加壓方式將含有0. 0 01 °/ 偶氮二異丁腈熱引發(fā)劑的 lMLiPF6/EC—DMC—EMC (體積比1: 1: l)電解液注入電芯中。
5、 電池固化
將注液后的電池真空封口，靜置12小時(shí)后用夾具固定。然后置于80 。C的恒溫烘箱中加熱30分鐘，電池被固化。
測得上述制備的聚合物鋰離子電池在不同倍率下的放電曲線如圖2所示。
實(shí)施例2
1、 制備改性隔膜
按質(zhì)量比15: 85將交聯(lián)劑戊二醇二丙烯酸酯與聚偏氟乙烯一六氟丙 烯共聚物混合后，溶解于四氫呋喃溶劑中。通過調(diào)節(jié)溶劑量，控制改性 液粘度在100psi左右。然后將厚度為25微米的聚乙烯-聚丙烯復(fù)合微 孔膜浸漬在上述改性液中。烘干后得到厚度為35微米的改性隔膜。
2、 制備電池正極、負(fù)極
按正極、負(fù)極漿料固含量的0. 25%和0. 5%分別稱取戊二醇二丙烯 酸酯，并分別加入到正極、負(fù)極漿料中。攪拌均勻后，按照液態(tài)鋰電的 極片生產(chǎn)工藝制備極片。
3、 制備電池芯體
按照液態(tài)鋰離子電池工藝將改性隔膜置于正負(fù)極之間，通過巻繞方 式組成電芯，然后置入鋁塑復(fù)合膜外殼中，并封裝。
4、 電池注液
采用真空-加壓方式將含有0. 002%過氧化二苯曱酰引發(fā)劑的 lMLiPF6/EC—DEC—EMC (體積比1: 1: l)電解液注入電芯中。
5、 電池固化
將注液后的電池真空封口，靜置12小時(shí)后用夾具固定。然后置于70 。C的恒溫烘箱中加熱50分鐘，電池被固化。
測得上述制備的聚合物鋰離子電池在不同溫度下的放電曲線如圖3 所示，其1C循環(huán)曲線如圖4所示。
實(shí)施例3
1、 制備改性隔膜
將聚偏氟乙烯-六氟乙烯溶解于丙酮溶劑中，通過調(diào)整溶劑的量， 控制改性液粘度在40psi左右，然后將厚度為20微米的聚乙烯-聚丙稀 微孔膜浸漬在上述改性液中，烘干后得到厚度為25微米的改性隔膜。
2、 制備電池正極、負(fù)極
按正極、負(fù)極漿料固含量的0. 02%和0. 04%分別稱取戊二醇二丙烯 酸酯，并分別加入到正極、負(fù)極漿料中。攪拌均勻后，按照液態(tài)鋰電的 極片生產(chǎn)工藝制備極片。
3、 制備電池芯體
按照液態(tài)鋰離子電池工藝將改性隔膜置于正負(fù)極之間，通過巻繞方 式組成電芯，然后置入鋁塑復(fù)合膜外殼中，并封裝。
4、 電池注液
采用真空-加壓方式將含有0. 002%過氧化二苯曱酰引發(fā)劑的 lMLiPF6/EC—DEC—EMC (體積比1: 1: l)電解液注入電芯中。
5、 電池固化
將注液后的電池真空封口，靜置12小時(shí)后用夾具固定。然后置于95 。C的恒溫烘箱中加熱20分鐘，電池被固化。
實(shí)施例4
1、 制備改性隔膜
按質(zhì)量比5: 95將交聯(lián)劑戊二醇二丙稀酸酯與聚偏氟乙烯-六氟丙 稀共聚物混合后，溶解于丙酮溶劑中。通過調(diào)整溶劑量，控制改性液粘 度在100psi左右，然后將厚度為16微米的聚乙烯微孔膜浸漬在上述改 性液中，烘干后得到厚度為25微米的改性隔膜。
2、 制備電池正極、負(fù)極
按正極、負(fù)極漿料固含量的0. 05%和0. 1%分別稱取戊二醇二丙烯 酸酯，并分別加入到正極、負(fù)極漿料中。攪拌均勻后，按照液態(tài)鋰電的 極片生產(chǎn)工藝制備極片。
3、 制備電池芯體
按照液態(tài)鋰離子電池工藝將改性隔膜置于正負(fù)極之間，通過巻繞方 式組成電芯，然后置入鋁塑復(fù)合膜外殼中，并封裝。
4、 電池注液
采用真空-加壓方式將含有o.Qi。/。過氧化二苯曱酰引發(fā)劑的
lMLiPF6/EC—DEC—EMC (體積比1: 1: l)電解液注入電芯中。 5、電池固化
將注液后的電池真空封口，靜置12小時(shí)后用夾具固定。然后置于60 。C的恒溫烘箱中加熱90分鐘，電池被固化。
權(quán)利要求
1、一種制備聚合物鋰離子電池的方法，該方法包括如下步驟(1)形成改性隔膜將高沸點(diǎn)的化學(xué)交聯(lián)劑單體與具有物理交聯(lián)性質(zhì)的聚合物按0∶100-50∶50之間的重量比混合，溶解于易揮發(fā)的有機(jī)溶劑中，形成粘度在30psi-300psi之間的改性液；然后將常規(guī)的液態(tài)鋰離子電池隔膜作為隔膜基體，浸漬在所述改性液中，取出烘干，得到改性隔膜；(2)形成正極極片和負(fù)極極片在制備液態(tài)鋰離子電池所用的正極漿料和負(fù)極漿料中分別加入高沸點(diǎn)的化學(xué)交聯(lián)劑單體，所加入的化學(xué)交聯(lián)劑單體在極片涂層固含量中的重量百分比為0.01％-1％，然后按液態(tài)鋰離子電池的極片生產(chǎn)工藝制備出相應(yīng)的正極極片和負(fù)極極片；(3)封裝將上述步驟(1)和(2)所得到的改性隔膜、正極極片和負(fù)極極片形成電芯，并封裝外包裝殼體；(4)注入電解液在上述步驟(3)所得到的電芯中注入含有熱引發(fā)劑的液態(tài)鋰離子電池電解液；以及(5)電池固化將上述注入電解液后得到的電池真空封口，然后在60-100℃的溫度下進(jìn)行固化，使電池內(nèi)的正極、隔膜和負(fù)極成為一體，從而制得聚合物鋰離子電池。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述的高沸點(diǎn)的化學(xué)交 聯(lián)劑單體為雙官能團(tuán)丙烯酸酯單體，該雙官能團(tuán)丙烯酸酯單體的結(jié)構(gòu)式為CH產(chǎn)C 0U C02 (CH線O) 「R2- (CH線O) n「C0-C (Rj =CH2，其中，R,為H或CH3; R2為下述結(jié)構(gòu)中的一種-CJ2m、 -C6H4-、 -C0_C6H4-C00-、 -(CH2CH20L-和含 雜環(huán)的基團(tuán)，n產(chǎn)O-10, n尸O-lO, m=0-10。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述的具有物理交聯(lián)性質(zhì)的聚合物為選自于如下一組物質(zhì)中的一種或幾種聚偏氟乙烯、聚四氟 乙烯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)形成改性液 時(shí)所述化學(xué)交聯(lián)劑單體與所述聚合物的質(zhì)量比為10: 90-50: 50。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述的熱引發(fā)劑占注入 的鋰離子電池電解液重量的0. 0001°/。-0. 1%。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的熱引發(fā)劑為過氧 類引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑或氧化還原類引發(fā)劑。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述的隔膜基體為聚合 物復(fù)合微孔膜，該復(fù)合微孔膜的厚度為6-30|im,孔率大于30%。
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述改性隔膜的厚度較 所述隔膜基體的厚度增加了 2-15微米。
9、 一種按權(quán)利要求1-8之一所述的方法制得的聚合物鋰離子電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型聚合物鋰離子電池及其制備工藝。本發(fā)明通過將常規(guī)的液態(tài)鋰離子電池隔膜進(jìn)行改性、在制備液態(tài)鋰離子電池所用的正極漿料和負(fù)極漿料中加入高沸點(diǎn)的化學(xué)交聯(lián)劑單體、然后注入含有熱引發(fā)劑的液態(tài)鋰離子電池電解液、并進(jìn)行熱固化，制得了一種新型的聚合物鋰離子電池。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝可以沿用液態(tài)鋰離子電池的生產(chǎn)工序及生產(chǎn)設(shè)備，有利于實(shí)現(xiàn)聚合物電池的規(guī)模化生產(chǎn)，而且采用這種方式制備的聚合物鋰離子電池具有與液態(tài)電池幾乎完全相同的電性能。
文檔編號H01M2/14GK101098025SQ20061003614
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者劉會沖, 廖欽林, 艾新平, 韓建國 申請人:肇慶市風(fēng)華鋰電池有限公司