專利名稱：鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子二次電池。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有附著到電 極組件的外周界的密封帶的鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
近年來，緊湊且輕便的電氣和電子設(shè)備，例如，移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算 機(jī)和便攜式攝像機(jī)，已經(jīng)得到積極的發(fā)展并被大量生產(chǎn)。電池組被置于便攜 式電氣和電子設(shè)備中，使得便攜式電氣和電子設(shè)備能夠在無(wú)需額外電源的情 況下工作。所述內(nèi)置的電池組包括至少一個(gè)電池，用于輸出穩(wěn)定的電壓電平， 以在所希望的時(shí)間段內(nèi)驅(qū)動(dòng)便攜式電氣或電子設(shè)備。
出于成本的考慮，能夠充電和放電的二次電池，近來已用作電池組。二 次電池包括Ni-Cd電池，Ni-MH電池，鋰金屬電池，和鋰離子電池。
鋰離子二次電池的工作電壓通常為3.6V,該工作電壓比在便攜式電子 設(shè)備中廣泛用作電源的Ni - Cd電池和Ni - MH電池的工作電壓高3倍。此 外，鋰離子二次電池的單位重量的能量密度也高。因此，鋰離子二次電池的 使用迅速增長(zhǎng)。在鋰離子二次電池中，基于鋰的氧化物被用作正電極活性材料，碳材料
被用作負(fù)電極活性材料。通常，根據(jù)電解液的種類，鋰離子二次電池被分為
液體電解液電池和聚合物電解液電池。使用液體電解液的電池是指鋰離子電 池，而使用聚合物電解液的電池是指鋰聚合物電池。而且，鋰離子二次電池 可采用各種形狀，例如，圓柱形，多變形和袋狀。
通常，圓柱形鋰離子二次電池包括電極組件，其具有涂覆有正活性材 料的正電極板，涂覆有負(fù)活性材料的負(fù)電極板，和置于所述正電極板與所述 負(fù)電極板之間的隔板。所述隔寺反防止正電極斧反與負(fù)電才及才反短路，并4又允許鋰 離子的運(yùn)動(dòng)。電極組件被巻繞并與電解液一起被置于殼體中，且蓋組件密封 所述殼體。
用于支撐、保護(hù)和絕緣所述電極組件的密封帶，繞著鋰離子二次電池中 的電極組件的外周界巻繞。密封帶通常由基于聚烯烴的材料形成，例如，聚 乙烯(PE),聚丙烯(PE)和聚酰亞胺(PI)。不過，這些材料很難被電 解液潤(rùn)濕，因此電解液很難擴(kuò)散到這些材料中(該材料對(duì)電解液具有弱親和 性)。其結(jié)果是，阻止了在注入電解液的過程中在殼體與電極組件之間產(chǎn)生 微小間隙的毛細(xì)現(xiàn)象。另外，隨著電池容量的增加，電極組件的密度增加。 因此，電極組件的外直徑增加，且電極組件與殼體之間的空間減小，使得灌 注電解液更為困難。
在圓柱形鋰離子二次電池中，在將電極組件插入殼體之前，插入下絕緣 板，以將電極組件與殼體相互絕緣。而且，當(dāng)插入電極組件之后以及用蓋組 件密封殼體之前，插入上絕緣板，以將電極組件與蓋組件相互絕緣。
由于上絕緣板和下絕緣板通常由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)形成， 因此，上絕緣板和下絕緣板很難被電解液潤(rùn)濕，因此電解液很難擴(kuò)散到上絕 緣板和下絕緣板中(上絕緣板和下絕緣板對(duì)電解液具有弱親和性)。因此， 阻止了電極組件被充分灌以電解液。另外，隨著電池容量的增加，電極組件 的密度增加。其結(jié)果是，電極組件的外直徑增加。當(dāng)電極組件的外直徑增加 時(shí)，電極組件與殼體之間的空間減小，使得灌注電解液更為困難。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例中，鋰離子二次電池包括由對(duì)電解液具有親和性 的材料所形成的密封帶，以改進(jìn)電解液的灌注。
在另一個(gè)實(shí)施例中，鋰離子二次電池包括密封帶，該密封帶的表面涂覆 有對(duì)電解液具有親和性的材術(shù)+ ，以改進(jìn)電解液的灌注。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，鋰離子二次電池包括第 一絕緣^:反和第二絕
緣板，第一絕緣板和第二絕緣板中的至少一個(gè)的表面，通過能夠容易地灌以 電解液的材料而被改進(jìn)。這使得即使是高密度電極組件也能夠容易地被灌以 電解液。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，鋰離子二次電池包括第一絕緣板和第二絕 緣板，第 一 絕緣板和第二絕緣板中的至少 一 個(gè)的表面涂覆有能夠容易地灌以 電解液的材料。這使得即使是高密度電極組件也能夠容易地被灌以電解液。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 一種鋰離子二次電池包括電極組件，附著
到所述電極組件的外周界的密封帶，用于容納所述電極組件以及電解液的殼 體，和用于密封所述殼體頂部的開口的蓋組件。在一個(gè)實(shí)施例中，密封帶由 對(duì)所述電解液具有親和性的材料形成，使得電解液容易地?cái)U(kuò)散進(jìn)入所述密封 帶中，并使得所述密封帶容易地被所述電解液潤(rùn)濕。
在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述電解液具有親和性的材料為聚合物材料，其在
與所述電解液的界面處具有大約1-80°的接觸角度，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中 所測(cè)量到的那樣。適合的聚合物材料的 一個(gè)非限制性示例為聚偏二氟乙烯 (PVdF ) 。 PVdF可為PVdF 761 ， PVdF 2801 ，或者PVdF 761和PVdF 2801
的混合物。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述聚合物材料包括酯基或者羧基。 在另一個(gè)實(shí)施例中，所述密封帶中形成有多個(gè)孔。這些孔可采用任何形 狀。例如，所述孔可為圓形、三角形或四方形。
才艮據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，鋰離子二次電池包括電^f及組件，附著到所述電極組件的外周界的密封帶，用于容納所述電極組件以及電解液的殼 體，和用于密封所述殼體中的開口的蓋組件。所述密封帶的表面涂覆有對(duì)所 述電解液具有親和性的材料，使得電解液容易地?cái)U(kuò)散到所述密封帶中，并使 得所述密封帶容易地被所述電解液潤(rùn)濕。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述密封帶由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)形成。
在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述電解液具有親和性的材料可為PVdF。 PVdF在 其與所述電解液的界面處的接觸角度在大約1-80°的范圍中，如在接觸角度 實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的那樣。PVdF例如可為PVdF 761, PVdF 2801，或PVdF 761 和PVdF2801的混合物。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)電解液具有親和性的材料可包括酯基或羥基。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述對(duì)電解液具有親和性的材料可為表面活性劑。所 述表面活性劑可為BRIJ 。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述密封帶中形成有多個(gè)孔。這些孔可采用任何形狀， 例如，圓形、三角形或四方形。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，鋰離子二次電池包括電極組件，附著到所 述電極組件的外周界的密封帶，用于容納所述電極組件以及電解液的殼體，和 用于密封所述殼體中的開口的蓋組件。所述密封帶的表面是粗糙的，使得電解 液容易地?cái)U(kuò)散進(jìn)入所述密封帶中，并使得所述密封帶容易地被所述電解液潤(rùn)濕。
所述密封帶可以由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)形成。所述密封帶能夠被 所述電解液潤(rùn)濕，且所述電解液能夠在所述密封帶與所述電解液的界面處以一 接觸角度擴(kuò)散進(jìn)入所述密封帶中，該接觸角度在大約1-80°的范圍中，如在 接觸角度實(shí)-瞼中所測(cè)量到的那樣。
所述密封帶中可形成有多個(gè)孔。這些孔可采用任何形狀，例如，圓形、三 角形或四方形。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，鋰離子二次電池包括電極組件，用于容納 所述電極組件以及電解液的殼體，用于密封所述殼體的蓋組件，位于所述電極 組件與所述殼體之間的第一絕緣板，和位于所述電極組件與所述蓋組件之間的第二絕緣板。所述第一絕緣板和所述第二絕緣板中的至少一個(gè)包括對(duì)所述電解 液具有親和性的材料，使得電解液容易地?cái)U(kuò)散進(jìn)入所述密封帶中，并使得所述 密封帶容易地被所述電解液潤(rùn)濕。對(duì)所述電解液具有親和性的材料可為聚合物 材料，其在與所述電解液的界面處的接觸角度在大約1-80°的范圍中，如在
接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的那樣。在一個(gè)實(shí)施例中，聚合物材料可為PVdF。 PVdF例如可為PVdF 761, PVdF 2801,或PVdF 761和PVdF 2801的混合物。
在另一個(gè)實(shí)施例中，聚合物材料包括酯基或者羧基。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，鋰離子二次電池包括電極組件，用于容納 所述電極組件以及電解液的殼體，用于密封所述殼體的蓋組件，位于所述電極 組件與所述殼體之間的第一絕緣板，和位于所述電極組件與所述蓋組件之間的 第二絕緣板。所述第一絕緣板和所述第二絕緣板中的至少一個(gè)包括一種材料， 該材料包括對(duì)所述電解液具有親和性的材料與對(duì)所述電解液不具有親和性的材 料的混合物。對(duì)所述電解液具有親和性的材料可為氧化物，其在與所述電解液 的界面處的接觸角度在大約1-80°的范圍中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到 的那樣。在一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化物可為二氧化;圭(Si02)或氧化鋁(A1203 )。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化物的量的重量百分比，基于所述混合物的總重 量，在大約30% -95%的范圍中。對(duì)所述電解液不具有親和性的材料，可為聚 乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，鋰離子二次電池包括電極組件，用于容納 所述電極組件以及電解液的殼體，用于密封所述殼體的蓋組件，位于所述電極 組件與所述殼體之間的第一絕緣板，和位于所述電極組件與所述蓋組件之間的 第二絕緣板。所述第一絕緣板和所述第二絕緣板中的至少一個(gè)，具有至少一個(gè)
涂覆有對(duì)所述電解液具有親和性的材料的表面，使得電解液容易地?cái)U(kuò)散進(jìn)入所 述密封帶中，并使得所述密封帶容易地被所述電解液潤(rùn)濕。對(duì)所述電解液具有 親和性的材料可為聚合物材料，其在與所述電解液的界面處的接觸角度在大約 1-80°的范圍中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的那樣。在一個(gè)實(shí)施例中，所 述聚合物材料為PVdF。 PVdF例如可以為PVdF 761, PVdF 2801,或者PVdF 761和PVdF2801的混合物。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述聚合物材料包括酯基或者羧基。 在又一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述電解液具有親和性的材料為表面活性劑。
所述表面活性劑的一個(gè)示例為BRU 。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一絕緣板和所述第二絕緣板中由聚乙烯(PE)
或聚丙烯(PP)形成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第二絕緣板為圓柱形。所述第
二絕緣板的表面上可形成有多個(gè)孔。


結(jié)合附圖并參照下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，
將變得顯而易見。其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的鋰離子二次電池的透視圖2是沿圖1中的線A-A所獲取的電池的截面圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖4a是根據(jù)本發(fā)明另 一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖4b是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透一見圖4c是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖5是根據(jù)本發(fā)明另 一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖6a是根據(jù)本發(fā)明另 一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖6b是沿圖6a中的線B-B所獲取的電極組件的截面圖7a是根據(jù)本發(fā)明另 一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖7b是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖7c是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖8a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的第二絕緣板的俯視圖8b是沿圖8a中的線C-C所獲取的第二絕緣板的截面圖9a是根據(jù)本發(fā)明 一 個(gè)實(shí)施例的第 一 絕緣板的俯視圖9b是沿圖9a中的線D-D所獲取的第一絕緣板的截面圖；圖10a是根據(jù)本發(fā)明另 一 個(gè)實(shí)施例的第二絕緣板的俯視圖； 圖10b是沿圖10a中的線E-E所獲取的第二絕緣板的截面圖； 圖lla是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的第一絕緣板的俯視圖；和 圖llb是沿圖lla中的線F-F所獲取的第一絕緣板的截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的鋰離子二次電池的透視圖。圖2是沿圖 1中的線A-A所獲^^的電池的截面圖。為了方便，所描述的為圓柱形鋰離 子二次電池。不過，本發(fā)明并不僅限于圓柱形鋰離子二次電池，而是可以包 括任何的鋰離子二次電池，包括多面體鋰離子二次電池。
參照?qǐng)D1和圖2，圓柱形鋰離子二次電池100包括電才及組件200,用于 容納電極組件200和電解液的圓柱形殼體300,和連接到圓柱形殼體300的 用于密封圓柱形殼體300并用于將電極組件200產(chǎn)生的電流傳送到外部設(shè)備 到蓋組件400。
參照?qǐng)D2，電極組件200包括通過將正電極集電體表面涂覆以正電極 涂層而獲得的正電極板210，通過將負(fù)電極集電體表面涂覆以負(fù)電極涂層而 獲得的負(fù)電極板220,和置于正電極板210與負(fù)電極板220之間的隔板230。 隔板230將正電極板與負(fù)電極板220相互電絕緣。電極組件200凈皮巻繞成月交 巻(jelly-roll)形。
正電極板210可包括由具有良好導(dǎo)電性的薄金屬板形成的正電極集電 體。例如，可使用鋁(Al)箔作為正電極板。正電極板涂層可被涂覆在正電 極集電體的兩個(gè)表面上。正電極集電體的兩端可包括未涂覆所述正電極涂層 的部分。由鋁(Al)形成的正電極接片(tab) 215，可突出到電極組件200 之外，并可連接到正電極集電體的一個(gè)未涂覆的末端。
而且，負(fù)電極板220可包括由薄導(dǎo)電金屬^1形成的負(fù)電才及集電體，例如， 銅(Cu)箔或鎳(Ni)箔。負(fù)電極板涂層可被涂覆在負(fù)電極集電體的兩個(gè)表 面上。負(fù)電極集電體的兩端可包括未涂覆有所述負(fù)電極涂層的部分。由鎳
12(Ni)形成的負(fù)電極接片225，可突出到電極組件200之外，并可連接到負(fù) 電極集電體的未涂覆的末端。
鋰離子二次電池100可進(jìn)一步包括第一絕緣板241和第二絕緣板245， 其分別連接到電極組件200。絕緣板241和245防止電極組件200被直接連 接到蓋組件400和圓柱形殼體300。絕緣板241和245將在下面進(jìn)行進(jìn)一步 的描述。
參照?qǐng)D3，在電極組件200的外周界上，可附著有密封帶250以支撐和 保護(hù)電極組件200。正電極板和負(fù)電極板相互面對(duì)，并通過置于正電極板與 負(fù)電極板之間的隔板而相互分離。所述正電極板和負(fù)電極板以及隔板被圓柱 狀地巻繞，而且?guī)喞@的隔板的一部分被暴露于電極組件200的最外周界。為 防止巻繞的電極組件200退繞，可將密封帶250附著到電極組件200的外周 界以及隔板的末端。
在一個(gè)實(shí)施例中，容納電極組件200的殼體300的內(nèi)表面，由對(duì)電解液 具有親和性的材料形成，例如鋁(Al),鋼(Fe),或等同材料。不過，密 封帶250通常由對(duì)電解液不具有親和性的材料形成，例如聚乙烯(PE),聚 丙烯(PP)，和聚酰亞胺(PI)。另外，當(dāng)電極組件200被插入殼體300中 時(shí)，密封帶250的內(nèi)表面與殼體300的內(nèi)表面相互接近，使得存在極少空間 或者沒有空間能夠供電解液灌入。密封帶250對(duì)電解液不具有親和性，因而 阻止了電解液通過毛細(xì)現(xiàn)象進(jìn)行滲透。
由于聚乙烯(PE)具有低密度和松散的分子排列，因而其易于處理。 而且，由于聚乙烯(PE)僅由CH2形成，因而其電絕緣性優(yōu)秀。由于聚乙 烯(PE)具有對(duì)稱的碳(C)鏈，如其化學(xué)式所示，聚乙烯(PE)適于用作 高頻絕緣材料。
聚丙烯(PP)具有全同立構(gòu)結(jié)構(gòu)，而且甲基以相同的方向排列。其在模 制之前具有高結(jié)晶度，而在模制之后結(jié)晶度降低。
不過，無(wú)論是聚乙烯(PE)還是聚丙烯(PP)，對(duì)于非水性電解液均 不具有親和性。這是因?yàn)椋诜撬噪娊庖号c聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)
13之間表面能的差異較大，使得電解液分子不容易與由聚乙烯(PE)或聚丙烯 (PP)形成的密封帶的表面相結(jié)合。因此，當(dāng)由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP) 形成的密封帶接觸電解液時(shí)，電解液形成珠狀，使得密封帶很難被電解液潤(rùn) 濕，而且使得電解液很難擴(kuò)散到密封帶中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，密封帶250通過一種對(duì)電解液具有親和性的 材料進(jìn)行改進(jìn)，該材料易于被電解液潤(rùn)濕，使得電解液易于擴(kuò)散到所述材料 中。根據(jù)本實(shí)施例，密封帶250的材料被電解液潤(rùn)濕而且電解液擴(kuò)散到密封 帶250中，其中，密封帶250與電解液的界面處的接觸角度，處于大約l-80°的范圍中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的那樣。在此，當(dāng)電解液的液 滴接觸密封帶250的表面時(shí)，電解液液滴擴(kuò)散進(jìn)入該表面。例如，當(dāng)電解液 的液滴未進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)，接觸角度較大，意味著密封帶250對(duì)電解液不具有親 和性或具有低親和性。當(dāng)電解液液滴大面積擴(kuò)散時(shí)，則密封帶250對(duì)電解液 具有親和性或較大的親和性。換句話說，當(dāng)電解液在所述材料上形成液滴時(shí)， 所述材料為疏水的；而當(dāng)電解液大面積擴(kuò)散時(shí)，所述材料為親水的。
偏二氟乙烯(PVdF)。 PVdF具有重復(fù)的-CH2-CF2-結(jié)構(gòu)，其為用作在集 電體上涂覆電極活性材料的粘合劑的一類氟樹脂。所述氟樹脂的主鏈具有與 聚烯烴相同的C-C鍵。所述氟樹脂為具有某種結(jié)構(gòu)的合成樹脂，其中，聚 烯烴的部分或所有氳原子被氟(F)原子所取代。
關(guān)于電解液灌注的實(shí)-瞼表明，PVdF易于一皮非水性電解液潤(rùn)濕，且非水 性電解液易于在PVdF中擴(kuò)散，其中PVdF包括PVdF 761和PVdF 2801。因 此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，密封帶包括選自PVdF761、 PVdF 2801及其混合物中 的材料。
如上所述，為了制造易于被非水性電解液潤(rùn)濕并且非水性電解液易于在 其擴(kuò)散的密封帶，可以通過PVdF對(duì)密封帶進(jìn)行改進(jìn)?；蛘撸芊鈳Э捎删?合物材料形成，以替代PVdF。所述聚合物材料可包括酯基或羧基(即，親 水原子基)。所述酯基是形成表示為RCOOR'的脂肪族化合物的原子基。為了產(chǎn)生所 述酯基，醇或酚與有機(jī)或無(wú)機(jī)酸反應(yīng)，以去除水(H2(D)，從而產(chǎn)生酯。具 體地，例如硫酸酯和硝酸酯的無(wú)機(jī)酸酯，可用作有機(jī)溶劑。羧基是形成表示 為RCOOH的脂肪族化合物的原子基，例如，乙酸(CH3COOH)和苯甲酸 (C6H5COOH)。
包括酯基或羧基的聚合物材料，對(duì)非水性電解液具有親和性。當(dāng)密封帶 由硫酸酯或苯曱酸(包括酯基或羧基)形成時(shí)，密封帶易于被電解液潤(rùn)濕， 而且電解液易于擴(kuò)散到密封帶中。其結(jié)果是，電解液的灌注得以改善。
圖4a-4c是根據(jù)本發(fā)明的各種可替換實(shí)施例的包括密封帶的電極組件 的透^L圖?？?52、 254和256可為圓形的、三角形的、四方形的或等同的 形狀。不過，孔的形狀并不僅限于此。密封帶可以包括任何數(shù)量的孔252、 254和256,只要密封帶250能夠阻止電極組件200退繞即可?？?52、 254 和256的數(shù)目并不受限制。
孔252、 254和256形成在密封帶250中，以將隔斧反230 (其比密封帶 250具有更好的對(duì)電解液的親和性)暴露于電極組件200的外周界。另外， 孔252、 254和256在所述殼體的側(cè)表面310與密封帶250所附著的電極組 件200的外周界之間形成了空間。因此，當(dāng)注入的電解液沿著電極組件200 的外周界流動(dòng)時(shí)，隔板230 (其通過孔252、 254和256而被暴露于電極組 件200的外周界)有助于電解液的灌注，并允許電解液通過由孔252、 254 和256形成的空間滲透進(jìn)電池。
當(dāng)孔252、 254和256過大或提供得過多時(shí)，密封帶250不再支撐電極 組件200的外周界，因此電極組件200可能變形或損壞。因此，孔252、 254 和256的尺寸和數(shù)量應(yīng)使得密封帶250能夠支撐電極組件200的外周界。
為了改進(jìn)電解液得灌注，如上所述，密封帶能夠被改進(jìn)，或者，密封帶 的表面可以由涂覆有對(duì)電解液具有親和性材料的聚乙烯(PE)形成。
如上所述，PVdF可用作對(duì)電解液具有親和性的材料。PVdF被電解液潤(rùn) 濕，而電解液在PVdF與電解液的界面處以一接觸角度擴(kuò)散到PVdF中，其中接觸角度處于大約1 -80°的范圍中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的那
樣。具體地，密封帶可由PVdF 761、 PVdF 2801或其混合物形成?；蛘?，包 括酯基或羧基的化合物可用作涂覆在密封帶上的材料，以替代PVdF。
在另一個(gè)實(shí)施例中，密封帶表面可涂覆有表面活性劑，電解液擴(kuò)散進(jìn)入 到所述表面活性劑中，在所述表面活性劑與電解液的界面處的接觸角度，處 于大約1-80°的范圍中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的那樣。
表面活性劑具有親水基和親脂基，并用于降低水的表面張力。表面活性 劑也會(huì)滲透、擴(kuò)散、乳化和起泡。作為其代表性的功能，表面活性劑用于清 潔衣物，并通過將附著在衣物纖維上的油和水混合以將去除衣物上的污跡來 起作用。表面活性劑被分為陰離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑，非離子 表面活性劑，和兩性表面活性劑。陰離子表面活性劑主要用作合成清潔劑。
當(dāng)表面活性劑溶于水中時(shí)，親脂基離子游離。當(dāng)親脂基游離以形成負(fù)電 荷(-)時(shí)，形成陰離子表面活性劑。當(dāng)親脂基離子游離以形成正電荷(+ ) 時(shí)，形成陽(yáng)離子表面活性劑。當(dāng)親脂基離子游離以形成正電荷(+ )和負(fù)電 荷(-)時(shí)，形成兩性表面活性劑。當(dāng)親脂基離子未形成游離離子時(shí)，形成 非離子表面活性劑。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用BRIJ (即，非離子表面活性劑)作為 表面活性劑。BRI^具有-OH基。BRI^具有相對(duì)較低的親水性能，但具有 酯基和醚鍵，其給予BRI嚴(yán)優(yōu)秀的親脂性能。BRIJ⑧僅為可用的表面活性劑 的一個(gè)非限制性示例，應(yīng)理解的是，所述表面活性劑并不僅限于BRIJ 。
當(dāng)表面活性劑接觸非水性電解液時(shí)，表面活性劑的親脂基連接到非水性 電解液分子的表面。因此，表面活性劑與非水性電解液之間的界面增加，而
電解液的表面張力降低。其結(jié)果是，密封帶易于被電解液潤(rùn)濕，且電解液易 于擴(kuò)散到密封帶中。
如上所述，當(dāng)密封帶的表面涂覆有對(duì)電解液具有親和性的聚合物材料或 涂覆有表面活性劑時(shí)，有可能增加電解液的滲透速度和灌注速度。這是因?yàn)椋?密封帶的表面并非專門接觸電解液。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可涂覆密封帶的整個(gè)表面?；蛘撸蓛H涂覆密封帶的
一部分表面。圖5是電極組件250的一個(gè)實(shí)施例的透一見圖，其中，僅涂覆了 密封帶的一部分。如圖所示，密封帶250包括僅位于密封帶250 —部分表面 上的涂層251 。涂層251沿著電才及組件200的長(zhǎng)度方向進(jìn)行涂^隻。涂層251 之間的距離和涂層251的寬度，可根據(jù)電解液的粘度和電池的結(jié)構(gòu)來控制。 例如，當(dāng)電解液的粘度高時(shí)，涂層251之間的距離較小，而涂層251的寬度 較大。
如上所述，當(dāng)密封帶被間隔地涂覆有對(duì)電解液具有親和性的組分時(shí)，在 電解液的灌注過程中出現(xiàn)毛細(xì)現(xiàn)象，電解液在形成有涂層251的地方以及在 殼體的側(cè)表面310接觸密封帶250的地方易于流動(dòng)。密封帶的未形成有涂層 251的部分以及殼體的側(cè)表面310接觸密封帶250的部分，可用作釋放泡泡 的通路。
即使當(dāng)涂層在l(im之內(nèi)且當(dāng)在表面上涂有單層時(shí)，也有可能改進(jìn)所述 表面。
在另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)孔可以形成在密封帶的涂層中。孔可為圓形， 三角形，四方形，或等同形狀。不過，孔的形狀并非限制性的?？椎墓δ芎?操作如上所述。
圖6a是根據(jù)本發(fā)明另 一 個(gè)實(shí)施例的包括密封帶的電極組件的透視圖。 圖6b是沿圖6a中得線B-B所獲取的電極組件的截面圖。參照?qǐng)D6a,淺交 叉斜線形成在密封帶250的表面上。這提供了密封帶250表面上的粗糙度。 在圖6a中，淺交叉斜線代表了一種實(shí)施例，表明給予密封帶表面一定的粗 糙度。可形成不同的圖樣或突起，以使密封帶250的表面粗糙。
當(dāng)在密封帶250的表面上形成斜線以使密封帶250的表面粗糙時(shí)，密封 帶250接觸電解液的區(qū)域增加。如上所述，密封帶250能夠被電解液潤(rùn)濕， 且電解液能夠擴(kuò)散到密封帶250中，在密封帶250與電解液的界面處的接觸 角度在大約1-80°的范圍中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的那樣。這種 接觸角度可通過增加密封帶250的表面粗糙度來實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D6b,殼體的
17側(cè)表面310與密封帶250之間的空間(電解液通過所述空間流動(dòng))增加，/人
而改善了電解液的灌注。所述粗糙度能夠根據(jù)電解液的粘度和電池結(jié)構(gòu)來進(jìn) 行控制。例如，當(dāng)電解液的粘度高時(shí)，所述粗糙度應(yīng)較大。
參照?qǐng)D7a、圖7b和圖7c，除了形成粗4造表面以外，在密封帶250中還 可形成孔262、 264和266。孔262、 264和266可為圓形，三角形，四方形， 或等同形狀。不過，孔262、 264和266并非限制性的?？?62、 264和266 的功能和操作如上所述。
再次參照?qǐng)D2，圓柱形殼體300包括圓柱形側(cè)表面310，其具有足以容 納圓柱形電極組件200的直徑。殼體300進(jìn)一步包括用于密封圓柱形側(cè)表面 310的底部的底表面320。圓柱形側(cè)表面310的頂部可敞開，供電極組件200 插入。電極組件200的負(fù)電極接片225可連接到圓柱形殼體300的底表面 320，使得圓柱形殼體300能夠用作負(fù)電極。而且，圓柱形殼體300可由鋁 (Al)、鋼(Fe)或這些金屬的合金形成。另外，圓柱形殼體300可包括在 其上端的第一曲部(crimp) 330,其中殼體300被朝向其內(nèi)側(cè)巻曲以緊固蓋 組件400的頂部。而且，圓柱形殼體300可包括第二曲部340,其中殼體300 ^^朝向其內(nèi)側(cè)巻曲以緊固蓋組件400的底部。第二曲部340形成在殼體300 的一部分中，位于第一曲部330下方，并與第一曲部330分離一^:距離，該 距離對(duì)應(yīng)于蓋組件400的厚度。
再次參照?qǐng)D2,蓋組件400可包括安全孔410,電流阻斷單元420, 二 次保護(hù)裝置480，和蓋頂490。向下突出的突起可形成在板狀安全孔410的 中央。因此，所述突起位于蓋組件400的下部，并被二次電池中產(chǎn)生的壓力 向上推壓。正電極接片215 乂人正電極板210引出，并#1焊接到安全孔410的 底部，使得安全孔410與電極組件200的正電極板210相互電連接。負(fù)電極 接片可直接接觸殼體300以電連4妄到殼體300。
參照?qǐng)D2、 8a和8b，第二絕緣板241可位于蓋組件400 (尤其是安全孔 410)與電極組件200的上部分之間。第二絕緣板241避免蓋組件400 (包 括電連接到正電極接片215的安全孔410)與電極組件200之間短路。參照
18圖8a和8b，第二絕緣板可包括電解液孔242,正電極接片孔243,和空腔 244。電解液孔242為所注入的電解液被灌注的通路。正電極接片孔243為 正電極接片215抽出的通路?？涨?44連接到中心銷的一端。
參照?qǐng)D2、 9a和9b,第一絕緣板245可位于殼體的底表面320與電極 組件200的下部之間。第一絕緣板245避免殼體300 (包括電連接到負(fù)電極 接片225的底表面320 )與電極組件200之間短路。參照?qǐng)D9a和9b，第一 絕緣板可包括負(fù)電極接片孔246和空腔247。負(fù)電極接片孔246為負(fù)電極接 片225抽出的通路?？涨?47連接到中心銷的一端。當(dāng)負(fù)電極接片225形成 在電極組件200的最外周界上時(shí)，負(fù)電極接片孔246不需形成。在這種情況 下，當(dāng)?shù)谝唤^緣板245被定位在電極組件200下面且負(fù)電極接片225以接近 于直角被彎曲之后，負(fù)電極接片225被焊接到殼體300的底表面320。
第二絕緣板241和第 一絕緣板245通常由基于聚烯烴的樹脂形成，例如， 聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP),或聚酰亞胺(PI)。由于聚乙烯(PE)具 有低密度和松散的分子排列，因此，聚乙烯(PE)具有良好的延伸性，低拉 伸強(qiáng)度和高耐沖擊性。因此，聚乙烯(PE)能夠被容易地加工和使用。而且， 由于聚乙烯(PE)僅由CH2形成，因此其電絕緣性能優(yōu)秀。由于聚乙烯(PE) 具有對(duì)稱的碳(C)鏈，如其化學(xué)式所示，所以聚乙烯(PE)適于用作高頻 絕緣材料。
聚丙烯(PP)是當(dāng)萘分解時(shí)與乙烯共同產(chǎn)生的，并具有全同立構(gòu)結(jié)構(gòu)。 其曱基以相同的方向排列，如PP的化學(xué)式所示。其在模制之前具有高結(jié)晶 度，而在模制之后其結(jié)晶度降低。聚丙烯(PP)和聚酰亞胺(PI)的電特性 類似于聚乙烯(PE)的電特性。
不過，如上所述，聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)對(duì)非水性電解液均不 具有親和性。這是因?yàn)椋诜撬噪娊庖号c聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP) 之間表面能的差異較大，使得聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)都不容易連接 到電解液分子上。因此，當(dāng)密封帶由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)形成且 密封帶接觸電解液時(shí)，電解液形成珠狀，使得密封帶很難被電解液潤(rùn)濕，而解液很難擴(kuò)散到密封帶中。
根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例，第 一絕緣板和第二絕緣板可由對(duì)電解液具有 親和性的材料形成，以替代對(duì)電解液不具有親和性的傳統(tǒng)材料。這使得有可 能改進(jìn)電解液灌注。對(duì)電解液具有親和性的材料可包括聚合物材料，其被電 解液潤(rùn)濕，且電解液在所述聚合物材料與電解液的界面處以 一接觸角度擴(kuò)散 到該聚合物材料中，接觸角度在大約1-80。的范圍中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)
中所測(cè)量到的那樣。例如，可使用PVdF作為對(duì)電解液具有親水性的材料。 PVdF具有重復(fù)的-CH2 - CF2 -結(jié)構(gòu)，且為用于將電極活性材料粘合在電流 集電體上的 一類氟樹脂。所述氟樹脂的主鏈具有與聚烯烴相同的C - C鍵。 所述氟樹脂為具有某種結(jié)構(gòu)的合成樹脂，其中，聚烯烴的部分或所有氫原子 被氟(F)原子所取代。
作為電解液灌注實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，易于被非水性電解液潤(rùn)濕且電解液易于在 其中擴(kuò)散的PVdF可以是PVdF 761或PVdF 2801。因此，絕緣板可以包括 PVdF 761、 PVdF 2801或其混合物。
如上所述，為了使PVdF易于被非水性電解液潤(rùn)濕并使非水性電解液易 于在PVdF中擴(kuò)散，可以通過PVdF對(duì)所述絕緣板進(jìn)行改進(jìn)?；蛘?，絕緣板 可由包括酯基或羧基(即，親水原子基)的聚合物材料形成，以替代PVdF。
酯基是形成表示為RCOOR'的脂肪族化合物的原子基。酯是通過醇或酚 與有機(jī)或無(wú)機(jī)酸反應(yīng)以去除水(H20)產(chǎn)生的，從而形成酯。具體地，例如 硫酸酯和硝酸酯的無(wú)機(jī)酸酯，可用作有機(jī)溶劑。羧基是形成表示為RCOOH 的脂肪族化合物的原子基，例如，乙酸(CH3COOH)和苯曱酸(C6HsCOOH)。
包括酯基或羧基的聚合物材料，對(duì)非水性電解液具有親和性。當(dāng)絕緣板 由硫酸酯或苯曱酸(包括酯基或羧基)形成時(shí)，絕緣板易于被電解液潤(rùn)濕， 且電解液易于擴(kuò)散到絕緣板中。其結(jié)果是，電解液的灌注得以改善。
不過，絕緣板千萬(wàn)不能膨脹(swell)。膨脹是聚合物的一種特性，其中， 聚合物具有結(jié)晶部分和非晶部分，它們被溶劑分子滲透，使得聚合物的體積 增加。這種現(xiàn)象可在長(zhǎng)時(shí)間之后出現(xiàn)在結(jié)晶部分中。不過，由于與非晶部分相比，結(jié)晶部分中的聚合物鏈之間的距離更近，因此，與非晶部分相比，結(jié) 晶部分中出現(xiàn)這種現(xiàn)象機(jī)會(huì)較'J 、。
當(dāng)包括酯基或羧基的聚合物材料吸收了導(dǎo)致聚合物材料膨脹的非水性 電解液時(shí)，絕緣板膨脹，從而使電極組件變形。因此，當(dāng)將對(duì)電解液具有親 和性的材料用作絕緣板材料時(shí)，應(yīng)提供應(yīng)對(duì)措施以防止膨脹?；蛘?，應(yīng)使用 不會(huì)膨脹的材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，鋰離子二次電池包括電極組件；用于容 納所述電極組件的殼體；用于密封所述殼體的蓋組件；位于所述電極組件與 所述殼體之間的第一絕緣板；和位于所述電極組件與所述蓋組件之間的第二 絕緣板。所述絕緣板可由對(duì)所述電解液具有親和性的材料與對(duì)所述電解液不 具有親和性或具有較小親和性的材料的混合物形成。
如上所述，基于聚烯烴的樹脂，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和 聚酰亞胺(PI),可用作對(duì)電解液不具有親和性的材料。對(duì)電解液不具有親 和性的材料與對(duì)電解液具有親和性的材料被混合，以改進(jìn)電解液的灌注?？?使用氧化物作為對(duì)所述電解液具有親和性的材料，其中電解液能夠以大約1 -80。范圍中的接觸角度擴(kuò)散到氧化物中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的 那樣。合適氧化物的非限制性示例包括二氧化硅(Si02)、氧化鋁(A1203 ), 和等同物質(zhì)。
硅石(二氧化硅)為透明固體，并具有大約60.09的分子量。由于天然 硅石包括雜質(zhì)，因此，天然硅石可能為不透明的或彩色的。SK)4為規(guī)則的四 面體，其中，硅被四個(gè)氧原子包圍，并用作基本單元。所有的氧原子由硅共 享，使得提供了大的三維連接的分子結(jié)構(gòu)。具有不規(guī)則分子排列的石英玻璃， 通過將結(jié)晶二氧化硅熔化，隨后冷卻而獲得。不過，硅石不是由酸來軟化， 而是通過石威軟化或碳酸鹽軟化而變?yōu)榭扇艿墓杷猁}，并通過強(qiáng)堿水溶液來逐 漸軟化。非晶硅凝膠吸收濕氣以用作干燥劑。
氧化鋁(礬土 )具有各種形狀。通過在低于大約300。C的溫度下加熱氫 氧化鋁而產(chǎn)生的cx -氧化鋁，純凈而穩(wěn)定。Y -氧化鋁具有不佳的結(jié)晶度，
21其通過將包含少許堿的l3 _氬氧化鋁進(jìn)行脫水而產(chǎn)生。在上述中，具有不佳 結(jié)晶度的氧化鋁，例如Y -氧化鋁，用作強(qiáng)的脫水催化劑。未結(jié)晶的氧化鋁 或氫氧化鋁通常是指氧化鋁凝膠，并用作抗酸劑和吸收劑。
硅石和氧化鋁均對(duì)非水性電解液具有親和性。當(dāng)硅石和氧化鋁與對(duì)電解 液不具有親和性的聚合物材料混合時(shí)，硅石和氧化鋁用作填充物。所述氧化
物基于混合物的總重量的重量百分比，可在大約30%-95%的范圍中。在 此，隨著所述填充物的量的增加，對(duì)電解液的親和性增加。
如上所述，絕緣板可通過對(duì)電解液具有親和性的聚合物材料來進(jìn)行改 進(jìn)。或者，絕緣板可包括混合有聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的填充物(例 如所述氧化物)。由于絕緣板并不專門接觸電解液，因此有可能增加電解液 的滲透速度和灌注速度。.
才艮據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，參照?qǐng)D2和10a,第二絕緣板241a可位于 蓋組件400 (尤其是安全孔410)與電極組件200的上部分之間。第二絕緣 板241a避免蓋組件400 (包括電連接到正電極接片215的安全孔410)與電 極組件200之間短路。參照?qǐng)D10a，第二絕緣板可包括注入的電解液被灌入 所通過的電解液孔242，正電極接片215被抽出所通過的正電極接片孔243 和連接到中心銷一端的空腔244。參照?qǐng)D10b,第二絕緣板241a可僅在絕緣 板的一部分上涂覆有涂層成分。如圖所示，涂層成分被涂覆在第二絕緣板上 的層249中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，參照?qǐng)D2和圖lla,第一絕緣板245a可位 于殼體300的底表面320與電極組件200的下部分之間。第一絕緣板245a 避免殼體300(包括電連接到負(fù)電極接片225的底表面320 )與電極組件200 之間短路。參照?qǐng)DUa,第一絕緣板245a可包括負(fù)電極接片225被抽出所通 過的負(fù)電極接片孔246，和連接到中心銷一端的空腔247。參照?qǐng)Dlib,第 一絕緣板245a可僅在絕緣4反的一部分上涂覆有涂層成分。如圖所示，涂層 成分被涂覆在第一絕緣板上的層249中。
當(dāng)負(fù)電極接片225形成在電極組件200的最外周界上時(shí)，負(fù)電極接片孔246無(wú)需形成。此時(shí)，當(dāng)?shù)谝唤^緣板245a被定位在電極組件200下面而且負(fù) 電極接片225以接近于直角被彎曲之后，負(fù)電極接片225被焊接到殼體300 的底表面320。
如上所述，第二絕緣板241a和和第一絕緣板245a可由基于聚烯烴的樹 脂形成，例如，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，或聚酰亞胺(PI)。聚乙烯 (PE)，聚丙烯(PP)，和聚酰亞胺(PI)的特性如上所述。
如上所述，聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)對(duì)非水性電解液均不具有親 和性。聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)對(duì)非水性電解液均不具有親和性的原 因如上所述。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，絕緣板(其對(duì)電解液不具有親和性)被涂 覆有對(duì)電解液具有親和性的材料，以改進(jìn)電解液的灌注。對(duì)電解液具有親和 性的材料可包括聚合物材料，其被電解液潤(rùn)濕，且電解液以大約1-80°范 圍中的接觸角度擴(kuò)散到該聚合物材料中，如在接觸角度實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量到的那 樣。例如，可^f吏用PVdF作為對(duì)電解液具有親水性的材^K PVdF具有重復(fù) 的_ CH2 - CF2 -結(jié)構(gòu)，其為用于將電極活性材料粘合在電流集電體上的一 類氟樹脂。氟樹脂的主鏈具有與聚烯烴相同的C-C鍵。氟樹脂為具有某種 結(jié)構(gòu)的合成樹脂，其中，聚烯烴的部分或所有氫原子被氟(F)原子所取代。
作為電解液灌注實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)易于被非水性電解液潤(rùn)濕且電解 液易于在其中擴(kuò)散的PVdF可以為PVdF 761或PVdF 2801。因此，絕緣板 可涂覆有PVdF 761 、 PVdF 2801或其混合物。
如上所述，可以通過PVdF對(duì)絕緣板進(jìn)行改進(jìn)?；蛘?，絕緣板可由具有 酯基或羧基(即，親水原子基)的聚合物材料形成，以替代PVdF。
所述酯基是形成由RCOOR'所表示的脂肪族化合物的原子基。酯是通過 醇或酚與有機(jī)或無(wú)機(jī)酸反應(yīng)以去除水(H20)來產(chǎn)生的，從而形成酯。具體 地，例如^L酸酯和硝酸酯的無(wú)機(jī)酸酯，可用作有機(jī)溶劑。羧基是形成由 RCOOH所表示的脂肪族化合物的原子基，例如，乙酸(CH3COOH)和苯 曱酸(C6H5COOH )。
23包括酯基或羧基的聚合物材料，對(duì)非水性電解液具有親和性。當(dāng)絕緣板 由硫酸酯或苯曱酸(包括酯基或羧基)形成時(shí)，絕緣板易于被電解液潤(rùn)濕， 且電解液易于擴(kuò)散到絕緣板中。其結(jié)果是，電解液的灌注得以改善。
不過，絕緣板千萬(wàn)不能膨脹。膨脹是聚合物的一種特性，其中，聚合物 具有結(jié)晶部分和非晶部分，它們被溶劑分子滲透，使得聚合物的體積增加。 這種現(xiàn)象可在長(zhǎng)時(shí)間之后出現(xiàn)在結(jié)晶部分中。不過，由于與非晶部分相比， 結(jié)晶部分中的聚合物鏈之間的距離更近，因此，與非晶部分相比，結(jié)晶部分 中出現(xiàn)這種現(xiàn)象機(jī)會(huì)較小。
當(dāng)包括酯基或羧基的聚合物材料吸收了非水性電解液時(shí)，聚合物材料由 于過充電而膨脹。這會(huì)導(dǎo)致絕緣板膨脹，從而使電極組件變形。因此，當(dāng)絕 緣板表面涂覆有對(duì)電解液具有親和性的材料時(shí)，涂覆層應(yīng)為薄層，以使所述 材料不會(huì)膨脹。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，絕緣板可以涂覆有表面活性劑。
表面活性劑具有親水基和親脂基，并用于降低水的表面張力。表面活性 劑也會(huì)滲透、擴(kuò)散、乳化和起泡。作為其代表性的功能，表面活性劑用于清 潔衣物，并通過將附著到衣物纖維上的油與水混合以去除衣物上的污跡來起 作用。表面活性劑被分為陰離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑，非離子表 面活性劑，和兩性表面活性劑。陰離子表面活性劑主要用作合成清潔劑。
當(dāng)表面活性劑溶于水中時(shí)，親脂基離子游離。當(dāng)親脂基游離以形成負(fù)電 荷(-)時(shí)，形成陰離子表面活性劑。當(dāng)親脂基離子游離以形成正電荷(+ ) 時(shí)，形成陽(yáng)離子表面活性劑。當(dāng)親脂基離子游離以形成正電荷(+ )和負(fù)電 荷(_ )時(shí)，形成兩性表面活性劑。當(dāng)親脂基離子未形成游離離子時(shí)，形成 非離子表面活性劑。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用BRIJ (即，非離子表面活性劑)作為
表面活性劑。BRI嚴(yán)具有-OH基。BRI^具有相對(duì)較低的親水性能，但具有 酯基和醚鍵，其給予BRI^優(yōu)秀的親脂性能。BRI嚴(yán)僅為可用的表面活性劑 的一個(gè)非限制性示例，應(yīng)理解的是，所述表面活性劑并不i"又限于BRIJ 。
24當(dāng)表面活性劑接觸非水性電解液時(shí)，表面活性劑的親脂基連接到非水性 電解液分子的表面。因此，表面活性劑與非水性電解液之間的界面增加，而 電解液的表面張力降低。其結(jié)果是，絕緣板易于被電解液潤(rùn)濕，且電解液易 于擴(kuò)散到絕緣板中。
如上所述，絕緣板可涂覆有對(duì)電解液具有親和性的聚合物材料?；蛘?， 絕緣板可涂覆有表面活性劑。由于絕緣板的表面并非專門接觸電解液，因此，
可增加電解液的滲透速度和灌注速度。即使當(dāng)涂層在lpm之內(nèi)且當(dāng)涂層為
單層時(shí)，也有可能改進(jìn)所述表面。
在根據(jù)本發(fā)明 一 個(gè)實(shí)施例的鋰離子二次電池中，附著到電極組件的最外 周界的密封帶的材料，包括對(duì)電解液具有親和性的材料。在可替代實(shí)施例中， 密封帶涂覆有對(duì)電解液具有親和性的材料?？蓪?duì)密封帶的整個(gè)表面進(jìn)行涂 覆，或者，可對(duì)密封帶的一部分進(jìn)行涂覆。例如，密封帶的表面可包括涂覆 材料的層。在另一個(gè)實(shí)施例中，密封帶的表面是粗糙的，從而改進(jìn)了電解液 灌注，并增加了電解液灌注速度，其在整個(gè)過程中需要的時(shí)間最長(zhǎng)。這樣還
提高了生產(chǎn)率。
在根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的鋰離子二次電池中，絕緣才反包括對(duì)電解液 具有親和性的材料。在可替代實(shí)施例中，絕緣板包括對(duì)電解液具有親和性的 填充物材料與聚乙烯或聚丙烯的混合物。絕緣板并非專門接觸電解液，這使 得電解液能夠容易地在電池中流動(dòng)，從而改進(jìn)了電解液的灌注。而且，電解 液灌注速度增加，從而提高了生產(chǎn)率。
在根據(jù)本發(fā)明又 一 個(gè)實(shí)施例的鋰離子二次電池中，絕緣板表面涂覆有對(duì) 電解液具有親和性的聚合物材料。在可替代實(shí)施例中，絕緣板涂覆有降低電 解液表面張力的表面活性劑。絕緣板并非專門接觸電解液，這使得電解液能 夠容易地在電池中流動(dòng)。這改進(jìn)了電解液的灌注并4是高了電解液的灌注速 度，從而提高了生產(chǎn)率。
雖然已經(jīng)圖示和描述了本發(fā)明的 一些示例性實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在不脫離如所附權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明保護(hù)范圍的情況下，可對(duì)所描述的各實(shí)施例進(jìn)行改變和修改。
權(quán)利要求
1、一種鋰離子二次電池，其包括電極組件；用于容納所述電極組件以及電解液的殼體；附著到所述電極組件的周界的密封帶，其中，所述密封帶的表面包括粗糙結(jié)構(gòu)；和用于密封所述殼體中的開口的蓋組件。
2、 如權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其中，所述密封帶被所述電解液 潤(rùn)濕，且所述電解液在所述密封帶與所述電解液的界面處以一接觸角度擴(kuò)散進(jìn) 入所述密封帶中，其中所述接觸角度在大約1 - 80。的范圍中。
3、 如權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其中，所述密封帶包括從由聚乙 烯(PE)和聚丙烯(PP)所組成的組中選出的材料。
4、 如權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其中，所述密封帶包括多個(gè)孔。
5、 如權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池，其中，所述多個(gè)孔采用選自圓形、 三角形和四方形所組成的組中的形狀。
6、 一種鋰離子二次電池，其包括 電極組件；用于容納所述電極組件以及電解液的殼體； 用于密封所述殼體的蓋組件；位于所述電極組件與所述殼體之間的第一絕緣板；和 位于所述電極組件與所述蓋組件之間的第二絕緣板； 其中，所述第一絕緣板和所述第二絕緣板中的至少一個(gè)包括對(duì)所述電解液 具有親和性的材料。
7、 如權(quán)利要求6所述的鋰離子二次電池，其中，所述對(duì)電解液具有親和性 的材料被所述電解液潤(rùn)濕，且所述電解液在所述材料與所述電解液的界面處以 一接觸角度擴(kuò)散進(jìn)入所述材料中，其中所述接觸角度在大約1 - 80°的范圍中。
8、 如權(quán)利要求6所述的鋰離子二次電池，其中，所述對(duì)電解液具有親和性的材料包括聚合物材料。
9、 如權(quán)利要求8所述的鋰離子二次電池，其中，所述聚合物材料包括聚偏二氟乙烯(PVdF)。
10、 如權(quán)利要求9所述的鋰離子二次電池，其中，所述聚偏二氟乙烯(PVdF ) 選自PVdF 761 、 PVdF 2801以及它們的混合物所組成的組中。
11、 如權(quán)利要求8所述的鋰離子二次電池，其中，所述聚合物材料選自具 有酯基的材料和具有羧基的材料所組成的組中。
12、 一種鋰離子二次電池，其包括 電極組件；用于容納所述電極組件以及電解液的殼體； 用于密封所述殼體的蓋組件；位于所述電極組件與所述殼體之間的第一絕緣板；和位于所述電極組件與所述蓋組件之間的第二絕緣板；其中，所述第一絕緣板和所述第二絕緣板中的至少一個(gè)包括一種材料，該 材料包括對(duì)所述電解液具有親和性的材料與對(duì)所述電解液不具有親和性的材料 的混合物。
13、 如權(quán)利要求12所述的鋰離子二次電池，其中，所述第一絕緣板和所述 第二絕緣板中的至少一個(gè)被所述電解液潤(rùn)濕，且所述電解液在所述密封帶與所 述電解液的界面處以 一接觸角度擴(kuò)散進(jìn)入所述密封帶中，其中所述接觸角度在 大約1-80°的范圍。
14、 如權(quán)利要求12所述的鋰離子二次電池，其中，所述對(duì)電解液具有親和 性的材料包括氧化物。
15、 如權(quán)利要求14所述的鋰離子二次電池，其中，所述氧化物選自二氧化 硅(Si02)和氧化鋁(A1203)所組成的組中。
16、 如權(quán)利要求14所述的鋰離子二次電池，其中，所述氧化物的量基于所 述混合物總重量的重量百分比，在大約30% -95%的范圍中。
17、 如權(quán)利要求12所述的鋰離子二次電池，其中，所述對(duì)電解液不具有親和性的材料選自聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)所組成的組中。
18、 一種鋰離子二次電池，其包括 電極組件；用于容納所述電極組件以及電解液的殼體； 用于密封所述殼體的蓋組件；位于所述電極組件與所述殼體之間的第一絕緣板；和 位于所述電極組件與所述蓋組件之間的第二絕緣板；其中，所述第一絕緣板和所述第二絕緣板中的至少一個(gè)，具有涂覆有對(duì)所 述電解液具有親和性材料的表面。
19、 如權(quán)利要求18所述的鋰離子二次電池，其中，所述第一絕緣板和所述 第二絕緣^l中的至少一個(gè);f皮所述電解液潤(rùn)濕，且所述電解液在所述表面與所述 電解液的界面處以 一接觸角度擴(kuò)散進(jìn)入所述表面中，其中所述接觸角度在大約 1-80。的范圍。
20、 如權(quán)利要求18所述的鋰離子二次電池，其中，所述對(duì)電解液具有親和 性的材料包括聚合物材料。
21、 如權(quán)利要求20所述的鋰離子二次電池，其中，所述聚合物材料包括聚 偏二氟乙烯(PVdF)。
22、 如權(quán)利要求21所述的鋰離子二次電池，其中，所述聚偏二氟乙烯(PVdF ) 選自PVdF 761 、 PVdF 2801以及它們的混合物所組成的組中。
23、 如權(quán)利要求20所述的鋰離子二次電池，其中，所述聚合物材料選自具 有酯基的材料和具有羧基的材料所組成的組中。
24、 如權(quán)利要求18所述的鋰離子二次電池，其中，所述對(duì)電解液具有親和 性的材料包括表面活性劑。
25、 如權(quán)利要求24所述的鋰離子二次電池，其中，所述表面活性劑為BRIJ 。
26、 如權(quán)利要求18所述的鋰離子二次電池，其中，所述第一絕緣板和所述 第二絕緣板包括從由聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)所組成的組中選出的材料。
27、 如權(quán)利要求18所述的鋰離子二次電池，其中，所述第二絕緣板為圓柱
28、如權(quán)利要求27所述的鋰離子二次電池，其中，所述第二絕緣板包括多 個(gè)孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種易于灌注電解液的電極組件。一種附著到電極組件外周界的密封帶包括對(duì)電解液具有親和性的材料；或者，所述密封帶的全部或一部分涂覆有所述材料；再或者，所述密封帶的表面粗糙，從而提高所述電解液對(duì)所述密封帶的潤(rùn)濕性以及所述電解液在所述密封帶中的擴(kuò)散。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二絕緣板包括對(duì)所述電解液具有親和性的材料；或者，所述絕緣板包括對(duì)所述電解液具有親和性的材料與聚丙烯或聚乙烯的混合物；或者，所述絕緣板的表面涂覆有所述材料或用于減少所述電解液表面張力的表面活性劑。
文檔編號(hào)H01M10/40GK101488588SQ20091000602
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者南相峯, 宋慶煥, 張錫均, 邢有業(yè), 金容太, 金重錫 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社