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)明涉及一種非水電解質(zhì)電池，該電池的結(jié)構(gòu)是，電池單元容納在由層壓膜構(gòu)成的殼體中。更具體的說，本發(fā)明涉及非水電解質(zhì)電池耐沖擊性的改進(jìn)。
近年來，有包括攝-錄像機(jī)(camcorder)、手提電話和手提計(jì)算機(jī)的各種各樣的便攜式電器出現(xiàn)在市場(chǎng)上。人們正努力減小前述電器的尺寸和重量。作為前述電器的可移動(dòng)電源，一直著力于研究和開發(fā)電池、特別是蓄電池、更特別是非水電解質(zhì)電池(所謂“鋰離子電池”)來減小電池的厚度和實(shí)現(xiàn)可折疊結(jié)構(gòu)。
作為形狀可變電池的電解質(zhì)，被集中研究的是固體電解質(zhì)溶液。特別關(guān)注的是其中有呈凝膠電解質(zhì)溶解的鋰鹽的聚合物固體電解質(zhì)，它是一種含有增塑劑、或聚合物的電解質(zhì)。
另一方面，試圖利用的是前述電池厚度小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。因而，研究了各種具有密封結(jié)構(gòu)的電池，其中使用塑料膜或通過塑料膜與金屬板互相粘合而構(gòu)成的層壓膜。
包含由金屬制成的密封殼體的通用電池所表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)是殼體具有很大的剛性。因而，電池的殼體不易于變形。從而，可滿意地防止電池中的電極元件的損壞。另一方面，所謂的層壓膜不具有滿意的剛性。因而，對(duì)外沖擊力的耐受性不能令人滿意。所以，如電池跌落，電池中的電極元件易于損壞。因而，正極和負(fù)極之間易于發(fā)生短路的問題。
考慮到前述的問題，本發(fā)明的目的之一是提供一種非水電解質(zhì)電池，它能夠滿意地對(duì)其中的電極元件防護(hù)外沖擊力，且其封裝在層壓膜內(nèi)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，所提供的非水電解質(zhì)電池包括由層壓膜構(gòu)成的殼體；容納在所述殼體中并通過焊接密封的電池元件，其中在電池元件的一或多個(gè)表面上形成樹脂層，使得電池元件與殼體之間互相隔離。
具有上述結(jié)構(gòu)的非水電解質(zhì)電池，由于所述樹脂層的沖擊緩沖作用，可使電池元件防護(hù)外沖擊力。因而，如在跌落或類似情況下在電池上施加沖擊力時(shí)，可實(shí)現(xiàn)滿意的可靠性。
本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)、和優(yōu)點(diǎn)從以下結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明中顯而易見。


圖1是本發(fā)明非水電解質(zhì)電池結(jié)構(gòu)實(shí)施例的部件分解透視圖；圖2是本發(fā)明非水電解質(zhì)電池結(jié)構(gòu)實(shí)施例的透視簡(jiǎn)圖；圖3是表明電池元件的全部表面被樹脂覆蓋狀態(tài)的透視筒圖；圖4是表明當(dāng)電池元件的全部表面被樹脂覆蓋時(shí)所帶來的體積損失部分的三視圖；圖5是表明預(yù)先模塑的樹脂板呈樹脂層連接的狀態(tài)的透視簡(jiǎn)圖；圖6是表明其中通過密封樹脂形成樹脂層的狀態(tài)的透視簡(jiǎn)圖；圖7是表明所述實(shí)施方案的電池元件尺寸的透視簡(jiǎn)圖。
現(xiàn)在參照附圖對(duì)本發(fā)明非水電解質(zhì)電池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池例如是固體電解質(zhì)電池或膠體電解質(zhì)電池。如圖1和2所示，電池元件1所具有的結(jié)構(gòu)是，固體電解質(zhì)或膠體置于正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層之間，電池元件1容納在由層壓膜構(gòu)成的殼體2中。層壓膜的周邊進(jìn)行焊接使得電池元件1密封。
電池元件1裝有與構(gòu)成電池元件1的負(fù)極電連接的負(fù)極接線片3、和與正極電連接的正極接線片4。負(fù)極接線片3和正極接線片4引到殼體2的外部。
本發(fā)明非水電解質(zhì)電池所具有的結(jié)構(gòu)是，電池元件1與層壓膜(殼體2)之間的一或多個(gè)表面提供有樹脂層。在這種實(shí)施方案中，樹脂層5和6設(shè)置在繞制電池(wound battery)元件1的端部表面上。這樣，電池元件1和由層壓膜構(gòu)成的殼體2互相分離。各具有沖擊力緩沖功能的樹脂層5和6保護(hù)所容納的電池元件1不受外沖擊力的破壞。
如電池元件1的全部表面均被樹脂層8所保護(hù)，如圖3所示，可容易地實(shí)現(xiàn)前述的目的。如果全部表面均如上述被覆蓋，圖4中所示的斜剖線區(qū)域變?yōu)轶w積損失。因而，在容積有限的電池殼體中除電池元件1以外的部分所占的比率不利地增加。其結(jié)果不利的是，電池的容積能量效率變壞。
在跌落或類似情況下，即，在電池處于電池角部先著地的情況下，在電池的平面上不施加最大的沖擊力。為有效防止前述的事實(shí)，優(yōu)選樹脂設(shè)置在有限的部位，即，在電池元件1的表面中具有最小表面積的表面。
本發(fā)明類型的、具有平板電池包裝在層壓膜內(nèi)的結(jié)構(gòu)的電池進(jìn)行密封，同時(shí)降低內(nèi)部壓力以除去水分并改進(jìn)氣密性。在這時(shí)，施加在層壓膜上的應(yīng)力集中在電池的角部。因而，在例如跌落的情況下，電池元件的角部對(duì)外部施加的沖擊力的耐久性不良。所以，如所述角部能可靠的保護(hù)則電池的耐久性可改進(jìn)。
如確定電池的尺寸中最小尺寸是厚度，則厚度的降低是重要的事實(shí)。如厚度為3mm的電池厚度降低100μm，則體積效率退化3％。如厚度為0.5mm的電池的厚度降低100μm，則體積效率退化20％。因而，其中在電池元件與層壓膜之間形成樹脂層的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能夠使所容納的電池對(duì)外部沖擊力進(jìn)行保護(hù)，這是因?yàn)橛兴鰳渲瑢拥臎_擊力緩沖作用，而且同時(shí)體積能量效率的退化被減至最小。
當(dāng)提供樹脂層時(shí)，可采用一種方法，其中將電池元件1封裝在層壓膜內(nèi)，同時(shí)，插入預(yù)先模塑且由樹脂板構(gòu)成的樹脂層5和6，如圖5所示?？刹捎玫牧硪环N方法所具有的步驟是，向電池元件中施加固化的樹脂；使樹脂固化；并將電池元件封裝在層壓膜內(nèi)。如層壓膜是具有容納在其中所采用的電池的空間的類型，則將所述電池元件容納在所述空間內(nèi)。然后，封裝固化的樹脂，隨后使所述樹脂固化。然后，將層壓膜密封。在前述的情況下，在電池元件1的周邊形成樹脂層7，如圖6所示。樹脂層7由覆蓋電池元件1的兩個(gè)端部表面的樹脂層7a和7b以及沿電池元件1的背脊形成的樹脂層7c構(gòu)成。從而，可進(jìn)一步改進(jìn)耐沖擊性。
如各樹脂層5、6和7的厚度不大于50μm，不能獲得滿意的耐沖擊性。如所述厚度不小于50μm，可某種程度上改進(jìn)耐沖擊性。優(yōu)選所述厚度為100μm或更大，以可靠地獲得前述的效果并促進(jìn)操作。優(yōu)選所述厚度為約500μm以獲得所需和滿意的效果。如所述厚度為1mm或更大，則會(huì)出現(xiàn)體積效率的很大損失。
設(shè)置在電池元件1和層壓膜之間的樹脂層可由選自物質(zhì)組中的至少一種類型的物質(zhì)來制備，所述物質(zhì)組由聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺、聚苯硫醚、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、氟乙烯-聚丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、其混合樹脂和交聯(lián)樹脂組成。
交聯(lián)樹脂的實(shí)例有2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽、磺酸鈉乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N-異丙基丙烯酰胺、N，N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酯鈉、2-(甲基)丙烯酰乙氧基琥珀酸酯、2-(甲基)丙烯酰乙氧基鄰苯二甲酸酯、2-(甲基)丙烯酰乙氧基六氫化鄰苯二甲酸酯、ω-羧基-聚己內(nèi)酯單丙烯酸酯、EO變性磷酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰嗎啉、對(duì)苯乙烯磺酸鹽、乙烯基磺酸酯、芳基磺酸酯、(甲基)丙烯酸乙基磺酸酯、(聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(Shin-Nakamura的商標(biāo)名NKEster A-200，A-400，A-600，A-1000，4G，9G，14G或23G，Kyoei的商標(biāo)名Light Ester 4EG，9EG，14EG，9EG-A或14EG-A)、(聚)乙二醇單(甲基)丙烯酸酯(Shin-Nakamura的商標(biāo)名NK ester AMP-10G，AMP-20G，AMP-60G或AMP-90G，Kyoei的商標(biāo)名Light EsterMC，130MA或041MA)、乙氧基聚丙二醇二甲基丙烯酸酯(Shin-Nakamura的商標(biāo)名NK Ester 1206PE)。前述物質(zhì)可單獨(dú)采用或多種物質(zhì)互相混合來使用。作為固化途徑，有加熱、紫外線、可見光、電子束或放射線。
當(dāng)采用紫外線固化方法時(shí)，所采用的引發(fā)劑的實(shí)例是任何一種由紫外線活化的如下物質(zhì)硫化物，如甲基二硫代氨基甲酸酯硫化鈉、單硫化四甲基秋蘭姆、苯硫醚；噻噸酮衍生物，如噻噸酮、乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、二乙基噻噸酮或二異丙基噻噸酮；重氮化合物，如腙、重氮異丁腈或重氮苯；芳族羰基化合物，如安息香、安息香甲基醚、安息香乙醚安息香異丙醚、二苯酮、二甲基氨基二苯酮、米蚩酮、苯甲基蒽醌、叔丁基蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-氯蒽醌、苯甲基甲基縮酮或甲基苯基乙醛酸酯；苯乙酮衍生物，如1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、2，2-二乙氧基苯乙酮或2，2-二甲氧基苯乙酮；二烷基氨基丁基苯甲酸酯，如4-二甲基氨基甲基苯甲酸酯、4-二甲基氨基乙基苯甲酸酯、4-二甲基氨基丁基苯甲酸酯或4-二乙基氨基異丙基苯甲酸酯；過氧化物，如過氧化苯甲酰、過氧化二叔丁基、過氧化二枯基、或氫過氧化枯烯；吖啶衍生物，如9-苯基吖啶、9-對(duì)甲氧基苯基吖啶、9-乙酰氨基吖啶或苯并吖啶；吩嗪衍生物，如9，10-二甲基苯并吩嗪(benzphenazine)、9-甲基苯并吩嗪或10-甲氧基苯并吩嗪；喹喔啉衍生物，如4，4’，4”-三甲氧基-2，3-二苯基喹喔啉；2，4，5-三苯基咪唑二聚體；鹵代酮；和酰化磷化合物，如?；趸⒒蝓；⑺狨?。需指出的是所述物質(zhì)不局限于前述物質(zhì)。
由可見光活化且實(shí)例如下的物質(zhì)可采用2-硝基芴、2，4，6-三(三氯甲基)-1，3，5-三吖嗪、3，3’-羰基雙香豆靈(biscoumalin)和硫代米蚩酮。
前述物質(zhì)可單獨(dú)采用或兩種或兩種以上的這類物質(zhì)可互相混合使用。
如所要混合的量太小，不能實(shí)現(xiàn)滿意的反應(yīng)特性，交聯(lián)點(diǎn)降低且易于發(fā)生塑化(plasctization)。如所述數(shù)量太大，易于發(fā)生脆性和脫色。因而，優(yōu)選所述數(shù)量是0.01重量份至20重量份，更優(yōu)選0.1重量份至5重量份。
當(dāng)采用紫外線作為活化光束時(shí)，光源是超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、氙(xenone)燈或低壓殺菌燈。所要施加的紫外光的數(shù)量根據(jù)單體類型和光聚合引發(fā)劑的數(shù)量而變化。優(yōu)選所述數(shù)量是10mJ/cm2至10J/cm2。為防止氧抑制，紫外光輻射可在非活性氣氛中進(jìn)行或在氣氛被玻璃或透明塑料膜阻斷的狀態(tài)下進(jìn)行。
在固體電解質(zhì)電池或膠體電解質(zhì)電池的情況下，電池元件1的固體聚合物電解質(zhì)的聚合物物質(zhì)可是任何一種如下物質(zhì)硅膠、丙烯酸類凝膠、丙烯腈凝膠、聚磷酸肌酸變性聚合物、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、其復(fù)合聚合物、交聯(lián)聚合物、變性聚合物或氟聚合物，所述氟聚合物的實(shí)例是聚(偏氟乙烯)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和它們的混合物。當(dāng)然，所述物質(zhì)不局限于這些實(shí)例。
在正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層中的層壓固體電解質(zhì)或凝膠電解質(zhì)通過使正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層浸漬由聚合物化合物、電解質(zhì)鹽和溶劑(及在凝膠電解質(zhì)情況下的增塑劑)來獲得。然后，除去溶劑使得所述溶液固化。正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層浸漬一部分在正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層中層壓的固體電解質(zhì)或凝膠電解質(zhì)以使得固化。在交聯(lián)物質(zhì)的情況下，使用光照或加熱來交聯(lián)所述物質(zhì)以進(jìn)行固化。
凝膠電解質(zhì)包含含有鋰鹽和2wt％至30wt％基質(zhì)聚合物的增塑劑。在這時(shí)，酯、醚或碳酸酯單獨(dú)或作為增塑劑的組分來使用。
當(dāng)制備凝膠電解質(zhì)時(shí)，使碳酸酯膠凝的基質(zhì)聚合物可是用來構(gòu)成凝膠電解質(zhì)的各種聚合物中的任何一種。從氧化和還原的穩(wěn)定性角度來看，優(yōu)選采用氟聚合物，如聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
固體聚合物電解質(zhì)由鋰鹽和用來溶解鋰鹽的聚合物化合物組成。所述聚合物化合物可是醚聚合物，如聚環(huán)氧乙烷或其交聯(lián)物質(zhì)，聚甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯物質(zhì)，氟聚合物，如聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。所述物質(zhì)可單獨(dú)采用或采用它們的混合物。從氧化和還原穩(wěn)定性角度來看，優(yōu)選采用氟聚合物，如聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
在膠體電解質(zhì)或固體聚合物電解質(zhì)中所含的鋰鹽可是通用電池電解質(zhì)溶液中所使用的鋰鹽。所述鋰化合物(鹽)可是如下物質(zhì)。需指明的是本發(fā)明不局限于如下的物質(zhì)。
所述鋰化合物(鹽)的實(shí)例是氯化鋰、溴化鋰、碘化鋰、氯酸鋰、高氯酸鋰、溴酸鋰、碘酸鋰、硝酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、乙酸鋰、雙(三氟甲磺酰)亞氨鋰、LiAsF6，LiCF3SO3，LiC(SO2CF3)3，LiAlCl4和LiSiF6。
前述鋰化合物可單獨(dú)采用或者多種鋰化合物可進(jìn)行混合。從氧化穩(wěn)定性的角度來看，優(yōu)選采用LiPF6或LiBF4。
現(xiàn)在敘述必須溶解的鋰鹽的濃度。在膠體電解質(zhì)的情況下，可在增塑劑中溶解0.1mol至3.0mol。優(yōu)選所述濃度是0.5mol/升至2.0mol/升。
本發(fā)明電池可具有通用的鋰離子電池結(jié)構(gòu)，不同的是，結(jié)構(gòu)中采用了膠體電解質(zhì)或固體電解質(zhì)。
即，鋰離子電池的負(fù)極物質(zhì)可是允許摻雜/脫摻雜鋰的物質(zhì)。構(gòu)成負(fù)極的物質(zhì)可是非石墨化的碳或石墨。特別是，可采用任何一種如下物質(zhì)熱解碳、焦炭(瀝青焦炭、針狀焦或石油焦)、石墨、玻璃態(tài)石墨、有機(jī)聚合物化合物的燒結(jié)物質(zhì)(通過在適當(dāng)溫度下焙燒苯酚樹脂或呋喃樹脂使得碳化所獲得的物質(zhì))、碳纖維和活性炭。作為允許摻雜/脫摻雜鋰的物質(zhì)，可采用聚合物，如聚乙炔或聚吡咯，或氧化物，如SnO2。當(dāng)負(fù)極由前述物質(zhì)構(gòu)成時(shí)，可添加公知的粘合劑或類似物。
可使用金屬氧化物、金屬硫化物或特殊的聚合物作為正極活性物質(zhì)來構(gòu)成正極。當(dāng)構(gòu)成鋰電池時(shí)，正極活性物質(zhì)可為不含鋰的金屬硫化物或氧化物，如TiS2，MoS2，NbSe2或V2O5，或主要由LixMo2組成的鋰復(fù)合氧化物(其中M是一或多種類型的過渡金屬，x根據(jù)充電/放電的狀態(tài)而變化，它為大于或等于0.05且小于或等于1.10)。對(duì)于構(gòu)成鋰復(fù)合氧化物的過渡金屬M(fèi)，優(yōu)選采用Co，Ni或Mn。鋰復(fù)合氧化物的實(shí)例是LiCoO2，LiNiO2，LiNiyCo1-yO2(其中0＜y＜1)和LiMn2O4。前述鋰復(fù)合氧化物是一種極好的正極活性物質(zhì)，它能夠產(chǎn)生高電壓并表現(xiàn)出滿意的能量密度。正極可通過混合多種類型的前述正極活性物質(zhì)來構(gòu)成。當(dāng)使用前述的正極活性物質(zhì)來構(gòu)成正極時(shí)，可添加公知的導(dǎo)電物質(zhì)和粘合劑。
電極接線柱(負(fù)極接線片3和正極接線片4)與對(duì)應(yīng)于正極和負(fù)極的集電器連接。優(yōu)選電極接線柱材料是在高電位下不溶解的合金，如鋁或鈦。負(fù)極可由銅、鎳其合金制成。
為改進(jìn)體積效率和易于引出電極接線柱，使電極接線柱彎曲以在繞制電池元件1的端部與電池元件1的主表面持平。樹脂層5、6和7防止短路的有效層且其也起到防震體的作用。
本發(fā)明的非水電解質(zhì)電池可是原電池或蓄電池。最優(yōu)選非水溶液電池是包含固體電解質(zhì)或膠體電解質(zhì)的鋰離子蓄電池。
實(shí)施例現(xiàn)在根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果敘述本發(fā)明的實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例。
制備樣品電池首先，按下述制備負(fù)極。
將數(shù)量為90重量份的粉碎的石墨粉與10重量份的偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物混合，制備負(fù)極的混合物。然后，將前述混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中從而制成漿液。將前述的漿液均勻地涂覆在延長(zhǎng)的銅箔的兩個(gè)表面上，所述銅箔是負(fù)極的集電器，其厚度為10μm。然后，干燥所述潤(rùn)濕的表面，隨后經(jīng)滾壓機(jī)對(duì)所述延長(zhǎng)的銅箔模壓。由此，制備出負(fù)極。
另一方面，按下述制備正極。
為獲得用于正極的活性物質(zhì)(LiCoO2)，以0.5∶1的摩爾比混合碳酸鋰和碳酸鈷，然后，將混合的物質(zhì)在900℃空氣中焙燒5小時(shí)。之后，將91重量份的所獲得的LiCoO2、6重量份作為導(dǎo)電物質(zhì)的石墨和10重量份用作粘合劑的偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物互相混合。從而，制備出用于正極的混合物。然后，將該混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中，制成漿液。將前述的漿液均勻地涂覆在延長(zhǎng)的銅箔的兩個(gè)表面上，所述銅箔是正極的集電器，其厚度為20μm。然后，干燥所述潤(rùn)濕的表面，隨后經(jīng)滾壓機(jī)對(duì)所述延長(zhǎng)的銅箔模壓。由此，制備出正極。
另外，按下述獲得膠體電解質(zhì)。
將所述各負(fù)極和正極的表面涂覆一種溶液，所述溶液通過將10重量份重均分子量為600000的偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和60重量份的碳酸二乙酯混合并溶解在30重量份的增塑劑中，所述增塑劑由42.5重量份的碳酸亞乙酯(EC)、42.5重量份的碳酸丙烯酯(PC)和15重量份的LiPF6組成。從而，將負(fù)極和正極用該溶液浸漬，然后，使負(fù)極和正極在室溫下放置8小時(shí)。這樣，碳酸二甲酯被蒸發(fā)并除去，從而獲得膠體電解質(zhì)。
負(fù)極和正極的膠體電解質(zhì)邊連接并接觸粘合。從而制備出具有圖7所示結(jié)構(gòu)的3.3cm×5.2cm×3.3mm平板膠體電解質(zhì)電池(容量550mAh)。
由鋁制成的正極接線片和由鎳制成的負(fù)極接線片焊接到未涂覆活性物質(zhì)的孔板部分的表面上。然后，將制備出的結(jié)構(gòu)包覆在由層壓膜構(gòu)成的包裝物內(nèi)。寬度為5mm的一部分包裝物在200℃下用密封機(jī)焊接10秒以制備測(cè)試電池。
試樣1由聚丙烯制備的厚度為300μm的樹脂板如圖5所示設(shè)置，并如圖1和2所示包裝樹脂板。從而。制備出測(cè)試電池。
試樣2
由聚酰亞胺制備的厚度為300μm的樹脂板如圖5所示設(shè)置，并如圖1和2所示包裝樹脂板。從而。制備出測(cè)試電池。
試樣3將40重量份的NK Ester 1206PE(Shin-Nakamura商標(biāo)名)、25重量份的NK Ester 9G(Shin-Nakamura商標(biāo)名)、和0.5重量份的固化物質(zhì)(“1173”，Ciba-Geigy Co.，Ltd.的商標(biāo)名)混合，然后將該混合物脫氣至真空。從而，獲得固化樹脂組合物。
將電池元件容納在在其一邊具有容納電池的空間的層壓膜內(nèi)。然后，將前述的樹脂封裝在與電極接線柱相鄰表面相反、厚度為300μm的間隙內(nèi)。然后，打開高壓汞燈施加能量為20mJ/cm2的紫外線一分鐘。從而，在電池元件和層壓膜之間形成樹脂層。
試樣4采用與制備試樣1相似的方法，不同的是在這一方法中采用由聚丙烯制成、厚度為25μm的樹脂板。
試樣5通過僅包裝電池電極而使得樹脂層不被密封來制備電池。
評(píng)價(jià)將各試樣以理論容量的五小時(shí)比率(1/5C)進(jìn)行初始充/放電，然后，將各試樣以理論容量的兩小時(shí)比率(1/2C)進(jìn)行充/放電。從而測(cè)量容量和平均放電電壓。按照限制含樹脂層的電池元件的直角平行六面體的體積計(jì)算能量密度。
將完全充電狀態(tài)的各試樣從2米高的位置跌落50次，使電池的角部先著地。然后，計(jì)算OCB，評(píng)價(jià)短路的發(fā)生次數(shù)(n＝50)。
結(jié)果示于表1。
表1
如從表1中可理解，具有樹脂層的各試樣1至3具有滿意的體積能量密度和極好的耐沖擊性。另一方面，作為對(duì)比實(shí)施例的試樣5導(dǎo)致不滿意的耐沖擊性和短路發(fā)生速率的顯著差別。同樣具有薄樹脂層的試樣4也發(fā)生短路。
如從說明書中可理解的，本發(fā)明能夠顯著改進(jìn)耐沖擊性同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣密性極好的密封。因而，如由于跌落或類似情況在電池上施加沖擊力，可提供具有滿意可靠性的非水電解質(zhì)電池。
雖然以其優(yōu)選方式和結(jié)構(gòu)按一定程度的特殊性對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，可理解，在不偏離所附權(quán)利要求書要求保護(hù)的本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的條件下，所述優(yōu)選方式的本公開內(nèi)容可在構(gòu)造和部件的組合及排布的細(xì)節(jié)上進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種非水電解質(zhì)電池，包括由層壓膜構(gòu)成的殼體；和容納在所述殼體內(nèi)并通過焊接密封的電池元件，其中在所述電池元件的一或多個(gè)表面形成樹脂層使得所述電池元件和所述殼體互相分離。
2.如權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述樹脂層由預(yù)先模塑的樹脂板構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述樹脂層由密封樹脂形成。
4.如權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述樹脂層的厚度不小于50μm且不大于1.0mm。
5.如權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中用于構(gòu)成所述電池元件的電解質(zhì)是含有基質(zhì)聚合物和鋰鹽的膠體電解質(zhì)或固體電解質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中用于構(gòu)成所述電池的負(fù)極含有允許摻雜/脫摻雜鋰的物質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6的非水電解質(zhì)電池，其中所述允許摻雜/脫摻雜鋰的物質(zhì)是碳物質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中用于構(gòu)成所述電池元件的正極含有鋰和過渡金屬的復(fù)合氧化物。
9.如權(quán)利要求1的非水電解質(zhì)電池，其中所述非水電解質(zhì)電池是蓄電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非水電解質(zhì)電池,它能夠改進(jìn)耐沖擊性,同時(shí)保護(hù)層壓膜的氣密性。當(dāng)電池元件容納在由層壓膜構(gòu)成的殼體中且對(duì)殼體焊接來密封電池元件時(shí),在電池元件的至少一個(gè)表面提供樹脂層。所述樹脂層可是預(yù)先模塑的樹脂板或通過密封樹脂來形成所述樹脂層。在電池元件的所有邊的具有最小面積的兩邊上提供樹脂層。在繞制類型的電池元件的情況下,在繞制電池元件的兩個(gè)端部表面提供樹脂層。所述樹脂層具有震動(dòng)緩沖作用以保護(hù)電池元件不受沖擊力破壞。
文檔編號(hào)H01M10/36GK1258939SQ9912280
公開日2000年7月5日 申請(qǐng)日期1999年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月30日
發(fā)明者畠沢剛信, 松根清光, 三宅正美, 小野高志 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社