專利名稱：鋰離子電池及其電池單體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，尤其是一種鋰離子電池的電池單體。
背景技術(shù)：
鋰離子電池是一種具有較高能量密度和良好環(huán)保性能的電池，其具有能量 高、可靠性高、加工性好和無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛的應(yīng)用于各類便攜 式電子設(shè)備中。
請(qǐng)參閱圖1，通常的鋰離子電池內(nèi)包括若干個(gè)依次疊加的電池單體，每個(gè)電
池單體包括相互巻繞或疊加的陰極片12、隔離膜14和陽極片16，其中，隔離 膜14間隔于相鄰的陰極片12、陽極片16之間以將兩種極片絕緣，同時(shí)保持電 解液。陰極片12包括一般采用鋁箔制作的陰極集流體122和附著在陰極集流體 上、含有陰極活性物質(zhì)的膜片124,陽極片16包括一般采用銅箔制作的陽極集 流體162和附著在陽極集流體上、含有陽極活性物質(zhì)的陽極膜片164。隔離膜 14則為采用塑化、萃取等工藝制成的微孔薄膜，這樣的結(jié)構(gòu)有利于隔離膜對(duì)含 有鋰鹽的有機(jī)溶劑電解液的保持。制造鋰離子電池時(shí)，只要將若干個(gè)上述的電 池單體制成電池芯，并在電池芯的外面包裹上包裝薄膜，之后向其內(nèi)注入電解 液，經(jīng)過抽空、密封即可。由于目前鋰離子電池所使用的電解液為易燃的有機(jī) 電解液，所以鋰離子電池對(duì)安全性要求很高。
但是，因?yàn)殡姵氐年帢O片12、陽極片16都是釆用金屬為集流體，其制造設(shè) 備也多為金屬設(shè)備，所以難免會(huì)有小金屬顆粒殘留在電池單體中。此外，以鋁 箔作為陰極集流體122的陰極片12切割時(shí)也易于產(chǎn)生毛刺，因此在陰極片12、陽極片16之間起絕緣作用的隔離膜14有時(shí)會(huì)被刺穿，以致鋁箔與陽極膜片164 相接觸而發(fā)生短路，引發(fā)易燃的有機(jī)電解液著火，甚至導(dǎo)致電池發(fā)生爆炸。
為了避免這樣的安全事故， 一般會(huì)在陰極片12的鋁箔可能與陽極膜片164 接觸的地方貼上膠帶18，以保證隔離膜14在失去作用時(shí)，鋁箔仍能與陽極膜片 164保持絕緣。但是，貼膠帶18需要生產(chǎn)人員手工操作，效率較低，不利于提 高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種安全性能較好、又能保證生產(chǎn)效率的鋰離子 電池及其電池單體。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池單體，其包括相互 繞巻或疊加的陰極片、隔離膜和陽極片，隔離膜間隔于相鄰的陰陽極片之間， 陰極片包括陰極集流體和附著在陰極集流體上的陰極膜片，陽極片包括陽極集 流體和附著在陽極集流體上的陽極膜片，陰極集流體上包括單面或雙面未涂覆 陰極膜片的露出部。在陰極片的陰極集流體露出部的邊界處，或在陽極膜片上 與陰極集流體露出部的邊界相對(duì)應(yīng)處涂覆有一層電子隔離層，當(dāng)陰陽極片間的 隔離膜損壞后，電子隔離層能防止陰極集流體與陽極膜片相接觸而短路。
作為本發(fā)明鋰離子電池單體的一種改進(jìn)，所述電子隔離層為含有金屬氧化 物微粒的聚合物層。
作為本發(fā)明鋰離子電池單體的一種改進(jìn)，所述電子隔離層的聚合物選自聚 丙烯酸、聚偏氟乙烯、丁苯橡膠或其混合物。
作為本發(fā)明鋰離子電池單體的一種改進(jìn)，所述電子隔離層中的金屬氧化物 選自人1203、 ZrO、 Si02、 TiO或其混合物。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，其包括電池芯、 包裹電池芯的包裝薄膜和充入包裝薄膜內(nèi)的電解液，電池芯包括若干個(gè)如前所述的電池單體。
本發(fā)明鋰離子電池的電池單體用電子隔離層取代現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)陰極集流 體和陽極膜片起隔離作用的膠帶，而電子隔離層可以由生產(chǎn)設(shè)備涂覆于陰極片 或陽極片上，所以不需要手工操作，能有效提高鋰離子電池的生產(chǎn)效率。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明及其有益技術(shù)效果進(jìn)行進(jìn)一步詳
細(xì)i兌明，其中
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明鋰離子電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明鋰離子電池包括若干個(gè)依次疊加的電池單體，每個(gè)電池 單體包括相互巻繞或疊加的陰極片52、隔離膜54和陽極片56，其中，隔離膜 54間隔于相鄰的陰極片52、陽極片56之間以將兩種極片絕緣，同時(shí)用于保持 電解液。
陰極片52包括陰極集流體522以及單面或雙面附著在陰極集流體522上的 陰極膜片524，陰極膜片524中含有陰極活性物質(zhì)，陰極集流體522采用鋁箔制 作。陽極片56包括陽極集流體562以及單面或雙面附著在陽極集流體562上的 陽極膜片564,陽極膜片564中含有陽極活性物質(zhì)，陽極集流體562采用銅箔制 作。隔離膜54為采用塑化、萃取等工藝制成的微孔薄膜，這樣的結(jié)構(gòu)有利于隔 離膜對(duì)含有鋰鹽的有機(jī)溶劑電解液的保持。
制造鋰離子電池時(shí)，只要將所述陰極片52、隔離膜54和陽極片56按生產(chǎn) 要求以繞巻或疊加的方式制成電池單體，再將若干個(gè)電池單體制成電池芯，并 在電池芯的外面包裹上包裝薄膜，之后向其內(nèi)注入電解液，經(jīng)過抽空、密封即可得到所需的鋰離子電池。
從圖2中可以看出，陰極集流體522上包括單面或雙面未涂覆陰極膜片524 的露出部526,陰極集流體522的露出部526邊界處(也就是陰極膜片524的終 止邊界處，如無特別說明，本說明書及權(quán)利要求書所提及的露出部526邊界都 是指陰極膜片524的終止邊界)即為陰極片52上容易產(chǎn)生毛刺的位置，與之相 接觸的隔離膜54很有可能被刺穿。為了避免隔離膜54被刺穿后引發(fā)安全事故， 本實(shí)施方式的鋰離子電池單體通過在陰極集流體522的露出部526邊界處涂覆 一層電子隔離層60,以保證隔離膜54失去作用時(shí)，作為陰極集流體522的鋁箔 不會(huì)與陽極膜片564相接觸而發(fā)生短路。
電子隔離層60為含有金屬氧化物微粒的聚合物層，其中，聚合物可以是聚 丙烯酸、聚偏氟乙烯(PVDF)、 丁苯橡膠(SBR)中的一種或幾種的混合物， 金屬氧化物可以是八1203、 ZrO、 Si02、 TiO中的一種或幾種。
在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，電子隔離層60也可以涂覆在陽極片56上與 陰極集流體522的露出部526邊界相對(duì)應(yīng)處。根據(jù)陰極片52、陽極片56和隔離 膜54的繞巻、疊加情況，電子隔離層60可以根據(jù)需要涂覆于陰極片52、陽極 片56的單面或雙面?？傊?，電子隔離層60只要能在隔離膜54易于被損壞的位 置處，起到防止鋁箔與陽極膜片564相接觸的作用即可。當(dāng)然，在可能的情況 下，對(duì)電子隔離層60涂覆位置的選擇應(yīng)該考慮盡量減小電子隔離層60對(duì)離子 傳導(dǎo)性等電池特性的影響。
綜上所述，本發(fā)明采用在陰極片52、陽極片56上的特定位置涂覆電子隔離 層60的方法，來保證電池不會(huì)發(fā)生短路事故。由于電子隔離層60可以由生產(chǎn) 設(shè)備涂覆于陰極片52、陽極片56上，所以不需要手工操作，有利于提高鋰離子 電池的生產(chǎn)效率。
需要說明的是，本發(fā)明雖然通過以電子隔離層60取代現(xiàn)有技術(shù)中的膠帶18 的方式來提高生產(chǎn)效率，但是能夠被取代的只是起隔離作用的膠帶，在圖2中，電池單體最外側(cè)的膠帶58是起固定作用的，因此此處的膠帶58只能保留或替 換為其他的固定方式，而不能由電子隔離層60簡(jiǎn)單取代。
根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述 實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí) 施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍 內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便 說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1、一種鋰離子電池單體，其包括相互繞卷或疊加的陰極片、隔離膜和陽極片，隔離膜間隔于相鄰的陰陽極片之間，陰極片包括陰極集流體和附著在陰極集流體上的陰極膜片，陽極片包括陽極集流體和附著在陽極集流體上的陽極膜片，陰極集流體設(shè)有單面或雙面未涂覆陰極膜片的露出部，其特征在于在所述陰極片的陰極集流體露出部的邊界處，或在陽極膜片上與陰極集流體露出部的邊界相對(duì)應(yīng)處涂覆有一層電子隔離層，當(dāng)陰陽極片間的隔離膜損壞后，所述電子隔離層能防止陰極集流體與陽極膜片相接觸而短路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子電池單體，其特征在于所述電子隔離層 為含有金屬氧化物微粒的聚合物層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池單體，其特征在于所述電子隔離層 的聚合物選自聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、丁苯橡膠或其混合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池單體，其特征在于所述電子隔離層 中的金屬氧化物選自A1203、 ZrO、 Si02、 TiO或其混合物。
5、 一種鋰離子電池，其包括電池芯、包裹電池芯的包裝薄膜和充入包裝薄 膜內(nèi)的電解液，電池芯包括若干個(gè)電池單體，其特征在于所述電池單體為權(quán) 利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電池單體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池單體，其包括相互繞卷或疊加的陰極片、隔離膜和陽極片，隔離膜間隔于相鄰的陰陽極片之間，陰極片包括陰極集流體和附著在陰極集流體上的陰極膜片，陽極片包括陽極集流體和附著在陽極集流體上的陽極膜片。陰極集流體設(shè)有單面或雙面未涂覆陰極膜片的露出部，在陰極集流體露出部的邊界處或在陽極膜片與陰極集流體露出部的邊界相對(duì)應(yīng)處涂覆有電子隔離層，當(dāng)陰陽極片間的隔離膜損壞后，電子隔離層能防止陰極集流體與陽極膜片相接觸而短路。本發(fā)明電池單體用電子隔離層取代現(xiàn)有技術(shù)中起隔離作用的膠帶，電子隔離層可由生產(chǎn)設(shè)備涂覆于極片上，所以不需要手工操作，能有效提高鋰離子電池的生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)H01M2/14GK101431169SQ20081021873
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者凱 吳, 周中心, 浩 江, 王岳利, 衛(wèi) 陳 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司