專利名稱：高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，特別是一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展與社會的進步，老產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率越來越快，向高新技術方向發(fā)展，特別是鋰電池，用于手提電腦、手機、攝錄像機等電子產(chǎn)品的應用范圍越來越廣。高性能鋰電池向“輕、薄、短、小”的目標邁進，而對于各電子產(chǎn)品的電源來講，鋰離子電池是最佳選擇。目前世界上多數(shù)發(fā)達國家已將鋰離子電池逐步向電動自行車、電動汽車、 電動客車等領域拓展。在市場上鋰離子電池的主流產(chǎn)品為液態(tài)鋰離子電池，但是液態(tài)鋰離子電池無法滿足用戶對電池多形狀的需求，而且在使用中存在著危險，逐步被具有更大能量密度、更薄、更小、更輕的聚合物鋰離子電池所代替，其具有液態(tài)鋰離子電池無法比擬的特性。但是在聚合物鋰離子電池的制作過程中，由于極片堆的組裝不當，會縮短鋰離子電池的使用壽命，目前極片堆的組裝方法有兩種卷繞式和疊層式，疊層式組裝方法又可細分為折疊式和單電池式兩類，但是在使用過程中，上述組裝方法均存在著種種弊端如卷繞式不適合大型及微型電池，而且對卷繞要求很高，一不小心就會造成次品，廢品率高；疊層式的兩種方式過多依賴手工操作，生產(chǎn)效率低，會出現(xiàn)短路問題，制造成本高。所以為了解決鋰離子電池的質(zhì)量問題，科研單位和企業(yè)科技人員在不斷地研究、探索、改進，希望能設計出一種避免短路，高效率，高質(zhì)量長壽命的聚合物鋰離子電池。雖然取得了較大的進展， 但在實際使用中仍然存在著尚未克服的技術難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上不足，提供一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，有效地避免電池正負極極片接觸造成的短路，而且減少了電池組裝過程中的手工操作，減少了人為因素對電池質(zhì)量的影響，為提高電池組裝的機械化水平提供了工藝基礎理論的支持，提高了電池產(chǎn)品的一致性，提高生產(chǎn)效率、有效地降低產(chǎn)品成本，并提高電池性能及使用壽命，安全、可靠。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是含有正極片、隔膜袋、負極片、正極雙電池、正極單電池、負極雙電池、負極單電池，隔膜袋中裝有正極片，正極片呈長方形狀，由鈷酸鋰或錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰、磷酸釩鐵鋰及以硅酸亞鐵鋰 (Li2FeSiO4)為代表的Li2MSiO4(M為Co，Ni，F(xiàn)e, Mn等過渡金屬元素)新型正極材料及其含鋰氧化物、復合物、導電劑、黏結劑制成，上面設有兩個形狀大小相同的凸起極耳，隔膜袋表面涂一層PP、PE或PVDF2801，即聚偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，在隔膜袋外側(cè)一側(cè)粘有一層雙面涂層的負極片，負極片呈長方形狀，由合金材料、碳-石墨材料、黏結劑、添加劑制成，上方設有一個凸起極耳，先構成了正極單電池，在隔膜袋兩側(cè)分別粘一層雙面涂層的負極片及一層單面涂層的負極片，構成了正極雙電池，將數(shù)片正極單電池合成一組，在正極單電池組的兩側(cè)各設有一片正極雙電池，正極雙電池與正極單電池進行組裝，在正極雙電池組裝外表面未加隔膜涂層，構成了一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，另一種方法，隔膜袋中裝有負極片，隔膜袋表面涂有一層PP、PE或PVDF2801，即聚偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，在隔膜袋外側(cè)一側(cè)粘有一層雙面涂層的正極片，先構成了負極單電池，在隔膜袋兩側(cè)分別粘一層雙面涂層的正極片及一層單面涂層的正極片，構成了負極雙電池，將數(shù)片負極單電池合成一組，在負極單電池組的兩側(cè)各設有一片負極雙電池，負極雙電池與負極單電池進行組裝，在負極雙電池組裝外表面未加隔膜涂層，構成了一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法。該高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法的設計原理是在隔膜袋內(nèi)放入正極片或負極片，經(jīng)壓機壓合而成，使電極片與隔膜袋表面結合牢固，電極界面接觸穩(wěn)定，隔膜袋表面涂層PP、PE或者PVDF2801，即聚偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。在隔膜袋的外側(cè)粘有正極片或者負極片，解決了隔膜袋與電極片之間的非穩(wěn)定接觸問題，使充電時鋰離子從正極脫嵌通過隔膜嵌入負極片或者放電時鋰離子從負極脫嵌通過隔膜嵌入正極片的距離最短。正極片或負極片形狀、大小與隔膜袋匹配，沒有裸露的正極片或負極片，正極片與負極片之間不會直接接觸，解決了電池因正、負極片直接接觸而造成的短路問題，保證電池質(zhì)量。將數(shù)片正極單電池、兩片正極雙電池或者數(shù)片負極單電池、兩片負極雙電池堆積，再經(jīng)過焊接極耳、入鋁塑包裝袋、注電解液、封邊、噴條形碼、化分、檢測分容、成品包裝，完成高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法的組裝過程。采用機械化操作，提高了電池產(chǎn)品的一致性，增加了同批次配組數(shù)量，提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，保證電池的使用壽命及安全性能。本發(fā)明有益效果是該設計能有效的避免電池正負極片接觸造成的短路，減少了電池組裝過程中的手工操作，減少了人為因素對電池質(zhì)量的影響，提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，保證電池的使用壽命及安全性能。為電池組裝的機械化生產(chǎn)提供了工藝基礎理論的支持，為今后鋰電池的裝備制造提供了依據(jù)。


下面是結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步描述圖1是高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法負極單電池結構分解示意2是高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法負極雙電池結構分解示意3是高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法正極單電池結構分解示意4是高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法正極雙電池結構分解示意5是負極單、雙電池組成的高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法結構示意6是正極單、雙電池組成的高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法結構示意圖在圖中1.正極片、2.隔膜袋、3.負極片、4.負極雙電池、5.負極單電池、6.正極雙電池、7.正極單電池。
具體實施例方式
實施例1 在圖3、圖4、圖6中隔膜袋2中裝有正極片1，正極片1呈長方形狀，由鈷酸鋰或錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰、磷酸釩鐵鋰及以硅酸亞鐵鋰(LiJeSiO4) 為代表的Li2MSiO4 (M為Co，Ni，i^，Mn等過渡金屬元素)新型正極材料及其含鋰氧化物、復合物、導電劑、黏結劑制成，上面設有兩個形狀大小相同的凸起極耳，隔膜袋2表面涂一層 PP、PE或PVDF2801，即聚偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，在隔膜袋2外側(cè)一側(cè)粘有一層雙面涂層的負極片3，負極片3呈長方形狀，由合金材料、碳-石墨材料、黏結劑、添加劑制成，上方設有一個凸起極耳，先構成了正極單電池7，在隔膜袋2兩側(cè)分別粘一層雙面涂層的負極片3及一層單面涂層的負極片3，構成了正極雙電池(6-1、6-2)，將數(shù)片正極單電池7合成一組，在正極單電池7組的兩側(cè)各設有一片正極雙電池(6-1、6-2)，正極雙電池(6-1、6-2) 與正極單電池7進行組裝，在正極雙電池(6-1、6-2)組裝外表面未加隔膜涂層，構成了一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法。實施例2 在圖1、圖2、圖5中隔膜袋2中裝有負極片3，負極片3呈長方形狀，由合金材料、碳-石墨材料、黏結劑、添加劑制成，上方設有一個凸起極耳，隔膜袋2表面涂層一層PP、PE或PVDF2801，即聚偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，在隔膜袋2外側(cè)一側(cè)粘有一層雙面涂層的正極片1，先構成了負極單電池5，正極片1呈長方形狀，由鈷酸鋰或錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰、磷酸釩鐵鋰及以硅酸亞鐵鋰(LifeSiO4)為代表的Li2MSiO4 (M 為Co，Ni, Fe, Mn等過渡金屬元素)新型正極材料及其含鋰氧化物、復合物、導電劑、黏結劑制成，上面設有兩個形狀大小相同的凸起極耳，在隔膜袋2兩側(cè)分別粘一層雙面涂層的正極片1及一層單面涂層的正極片1，構成了負極雙電池0-1、4-2)，將數(shù)片負極單電池5 合成一組，在負極單電池5組的兩側(cè)各設有一片負極雙電池0-1、4-2)，負極雙電池(4-1、 4-2)與負極單電池5進行組裝，在負極雙電池(4-1、4-幻組裝外表面未加隔膜涂層，構成了一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法。在隔膜袋2內(nèi)放入正極片1或負極片3，經(jīng)壓機壓合而成，使電極片與隔膜袋2表面結合牢固，電極界面接觸穩(wěn)定，隔膜袋2表面涂層PP、PE或者PVDF2801，即聚偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。在隔膜袋2的外側(cè)粘有正極片1或者負極片3，解決了隔膜袋2與電極片之間的非穩(wěn)定接觸問題，使充電時鋰離子從正極脫嵌通過隔膜嵌入負極片3或者放電時鋰離子從負極脫嵌通過隔膜嵌入正極片1的距離最短。正極片1或負極片3形狀、大小與隔膜袋2匹配，沒有裸露的正極片1或負極片3，正極片1與負極片3之間不會直接接觸， 解決了電池因正、負極片(1、3)直接接觸而造成的短路問題，保證電池質(zhì)量。將數(shù)片正極單電池7、兩片正極雙電池(6-1、6-2)或者數(shù)片負極單電池5、兩片負極雙電池(4-1、4-2)堆積，再經(jīng)過焊接極耳、入鋁塑包裝袋、注電解液、封邊、噴條形碼、化分、檢測分容、成品包裝， 完成高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法的組裝過程。采用機械化操作，提高了電池產(chǎn)品的一致性，增加了同批次配組數(shù)量，提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，保證電池的使用壽命及安全性能。
權利要求
1.高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，含有正極片、隔膜袋、負極片、正極雙電池、正極單電池、負極雙電池、負極單電池，其特征是隔膜袋中裝有正極片，正極片呈長方形狀，由鈷酸鋰或錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰、磷酸釩鐵鋰及以硅酸亞鐵鋰 (Li2FeSiO4)為代表的Li2MSiO4(M為Co，Ni，F(xiàn)e, Mn等過渡金屬元素)新型正極材料及其含鋰氧化物、復合物、導電劑、黏結劑制成，上面設有兩個形狀大小相同的凸起極耳，隔膜袋表面涂一層PP、PE或PVDF2801，即聚偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，在隔膜袋外側(cè)一側(cè)粘有一層雙面涂層的負極片，負極片呈長方形狀，由合金材料、碳-石墨材料、黏結劑、添加劑制成，上方設有一個凸起極耳，先構成了正極單電池，在隔膜袋兩側(cè)分別粘一層雙面涂層的負極片及一層單面涂層的負極片，構成了正極雙電池，將數(shù)片正極單電池合成一組，在正極單電池組的兩側(cè)各設有一片正極雙電池，正極雙電池與正極單電池進行組裝，在正極雙電池組裝外表面未加隔膜涂層，構成了一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，另一種方法，隔膜袋中裝有負極片，隔膜袋表面涂有一層PP、PE或PVDF2801，即聚偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，在隔膜袋外側(cè)一側(cè)粘有一層雙面涂層的正極片，先構成了負極單電池，在隔膜袋兩側(cè)分別粘一層雙面涂層的正極片及一層單面涂層的正極片，構成了負極雙電池，將數(shù)片負極單電池合成一組，在負極單電池組的兩側(cè)各設有一片負極雙電池，負極雙電池與負極單電池進行組裝，在負極雙電池組裝外表面未加隔膜涂層，構成了一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法；
2.根據(jù)權利要求書1所述的高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，其特征是正極片呈長方形狀，面積較大，較薄，由新型正極材料及其含鋰氧化物、復合物、導電劑、黏結劑制成，上面設有兩個形狀大小相同的凸起極耳；
3.根據(jù)權利要求書1所述的高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，其特征是負極片呈長方形狀，面積較大，較薄，上邊設有一個凸起極耳；
4.根據(jù)權利要求書1所述的高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，其特征是將正極片裝入隔膜袋中，在隔膜袋表面涂一層PP、PE或PVDF2801，將負極片雙面涂層，粘于隔膜袋表面的一側(cè)，構成了正極單電池；
5.根據(jù)權利要求書1所述的高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，其特征是將正極片裝入隔膜袋中，在隔膜袋表面涂一層PP、PE或PVDF2801，將一層雙面涂層的負極片及一層單面涂層的負極片分別粘于隔膜袋的兩側(cè)，單面涂層的負極片未有涂層的一面朝外，構成了正極雙電池；
6.根據(jù)權利要求書1所述的高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，其特征是將負極片裝入隔膜袋中，在隔膜袋表面涂一層PP、PE或PVDF2801，將正極片雙面涂層，粘于隔膜袋表面的一側(cè)，構成了負極單電池；
7.根據(jù)權利要求書1所述的高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，其特征是將負極片裝入隔膜袋中，在隔膜袋表面涂一層PP、PE或PVDF2801，將一層雙面涂層的正極片及一層單面涂層的正極片分別粘于隔膜袋的兩側(cè)，單面涂層的正極片未有涂層的一面朝外，構成了負極雙電池。
全文摘要
一種高性能長壽命聚合物鋰離子電池生產(chǎn)方法，含有正極片、隔膜袋、負極片、正極雙電池、正極單電池、負極雙電池、負極單電池。該設計能有效的避免電池正負極片接觸造成的短路，減少了電池組裝過程中的手工操作，減少了人為因素對電池質(zhì)量的影響，提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，保證電池的使用壽命及安全性能。為電池組裝的機械化生產(chǎn)提供了工藝基礎理論的支持，為今后鋰電池的裝備制造提供了依據(jù)。
文檔編號H01M10/058GK102201597SQ201010133010
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權日2010年3月26日
發(fā)明者張力, 徐連寬, 謝毅, 陳疆, 馬憲 申請人:中大工業(yè)集團公司, 廣州捷力新能源科技有限公司