一種聚合物鋰離子電池及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合物鋰離子電池的制備方法，包括：(1)將丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的水分散液加入去離子水中；(2)將電池的正負(fù)極浸入所述去離子水中，使得所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物附著于電池的正負(fù)極上；(3)電池成型后，經(jīng)過1-2次溫度在50℃--85℃，時(shí)間在30-240分鐘的凝膠化過程，在電池的正負(fù)極分別上形成一層凝膠電解質(zhì)涂層。該方法采用的丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的合成工藝要比于偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物合簡單很多，同時(shí)成本也低很多，有利于本技術(shù)的大量使用。此外，還公開了一種聚合物鋰離子電池。
【專利說明】一種聚合物鋰離子電池及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及的是一種聚合物鋰離子電池及其制造方法，聚合物鋰離子電池廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、電動工具、電動汽車等產(chǎn)品上。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)主要有三種模式:
[0003]第一種模式:將在無水的環(huán)境下將凝膠電解液涂覆與電池的正負(fù)極上，之后在無水的環(huán)境下同隔膜一起卷繞，電池封裝成型后在一定的溫度和壓力下進(jìn)行凝膠化形成聚合物鋰離子電池。
[0004]第二種模式:在普通的電解液內(nèi)添加一定比例的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的均聚物或者共聚物，在電池的完成加注電解液后添加一定比例的弓I發(fā)劑，電池成型后在一定的溫度和壓力下進(jìn)行凝膠化形成聚合物鋰離子電池。
[0005]第三種模式:將偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物溶解于丙烯基碳酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、碳酸乙基甲酯、丙酮等有機(jī)性溶劑中，讓后通過噴涂或者浸泡的方式將偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物附著于電池的正負(fù)極上，電池成型后在一定的溫度和壓力下進(jìn)行凝膠化形成聚合物鋰離子電池。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn):
[0007]第一種模式要求電池的整個(gè)制造過程是在無水的環(huán)境下，同時(shí)整個(gè)制造過程必須是有設(shè)備來完成，且對凝膠電解液的要求極高，要求既能保持較好的電導(dǎo)率和流動性又要保證一定的粘度使其容易涂覆在極片上，因此不論是制造成本還是工藝一般的都很難以實(shí)現(xiàn)。
[0008]第二種模式由于電解液中添加的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷的均聚物或者共聚物屬于有毒致癌物質(zhì)，且在運(yùn)輸及保存的過程中要求低于5°C以下，否追發(fā)生共聚或均聚反應(yīng)，提前凝膠化，因此存在比較高的使用成本，一般的很少采用。
[0009]第三種模式有采用的是有機(jī)溶劑，且采用的是比較容易揮發(fā)的溶劑，在使用的過程中存在火災(zāi)隱患和污染大氣的可能，長期接觸這些有機(jī)溶劑對人體也會產(chǎn)生危害，因此對其使用工藝要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，以提供一種制備時(shí)對環(huán)境污染少、成本低的電池以及其制備方法。
[0011]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0012]一種聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括:
[0013](I)將丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的水分散液加入去離子水中；
[0014](2)將電池的正負(fù)極浸入所述去離子水中，使得所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物附著于電池的正負(fù)極上；[0015](3)電池成型后，經(jīng)過1-2次溫度在50°C —85°C，時(shí)間在30-240分鐘的凝膠化過程，在電池的正負(fù)極分別上形成一層凝膠電解質(zhì)涂層。
[0016]一種聚合物鋰離子電池，包括:正極、負(fù)極以及位于正負(fù)極之間的隔離膜，所述正極與隔離膜之間以及負(fù)極與隔離膜之間涂覆有一層作為凝膠電解質(zhì)層的聚合物。
[0017]本發(fā)明采取了上述方案以后，由于采用的丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的水分散液，同時(shí)采用去離子水作為溶劑，生產(chǎn)過程簡單，不會排放對環(huán)境的有污染的有毒氣體，也沒有火災(zāi)隱患。采用的丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的合成工藝要比于偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物合簡單很多，同時(shí)成本也低很多，有利于本技術(shù)的大量使用。
[0018]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)更加明確。其中，
[0020]圖1是本發(fā)明聚合物鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0022]另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0023]如圖1所示，所述聚合物鋰離子電池，包括:正極1、負(fù)極3以及位于正負(fù)極之間的隔離膜2，其中，所述正極與隔離膜之間以及負(fù)極與隔離膜之間涂覆有一層作為凝膠電解質(zhì)層的聚合物，更具體地說，所述正極和負(fù)極上分別設(shè)有一層作為凝膠電解質(zhì)層的聚合物。
[0024]所述電池正極活性物為其中的一種或二種:LiCo02、LiMn204、LiNi02、LiCol/3Nil/3Mnl/302或LiFeP04，所述電池負(fù)極活性物為其中的一種或二種:天然石墨、人造石墨、硬碳。
[0025]并且，所述凝膠電解質(zhì)涂層厚度在2-5微米。
[0026]其中，對本發(fā)明的上述產(chǎn)品的制備方法進(jìn)行說明，具體來說，所述方法主要包括以下的主要步驟:
[0027](I)將丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的水分散液加入去離子水中；
[0028](2)將電池的正負(fù)極浸入所述去離子水中，使得所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物附著于電池的正負(fù)極上；
[0029](3)電池成型后，經(jīng)過1-2次溫度在50°C —85°C，時(shí)間在30-240分鐘的凝膠化過程，在電池的正負(fù)極分別上形成一層凝膠電解質(zhì)涂層。[0030]2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的重量含量在0.5% -20%。
[0031]其中，步驟(2)中，通過噴涂、浸泡或者直接涂覆的方式將所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物附著于電池的正負(fù)極上。
[0032]其中，步驟(3)中，所述凝膠化過程的工作壓力在0.3Mp-0.6Mp。
[0033]并且，與上述產(chǎn)品實(shí)施例相對應(yīng)，在步驟(2)中，所述電池正極活性物為其中的一種或二種:LiCo02、LiMn204、LiNi02、LiCol/3Nil/3Mnl/302 或 LiFeP04，所述電池負(fù)極活性物為其中的一種或二種:天然石墨、人造石墨、硬碳。
[0034]并且，所述形成的凝膠電解質(zhì)涂層厚度在2-5微米。
[0035]本技術(shù)的方案相對于第三種模式不采用有機(jī)溶劑，不存在對人體危害及環(huán)境污染的問題，且不用擔(dān)心火災(zāi)隱患；相對于第一種和第二種模式投入小，且對制造過程控制較為
簡單，但是效果一樣。
[0036]需要說明的是，對于上述方法實(shí)施例而言，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本申請并不受所描述的動作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本申請，某些步驟可以采用其他順序或者同時(shí)進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本申請所必須的。
[0037]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。
[0038]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括: (1)將丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的水分散液加入去離子水中； (2)將電池的正負(fù)極浸入所述去離子水中，使得所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物附著于電池的正負(fù)極上； (3)電池成型后，經(jīng)過1-2次溫度在50°C—85°C，時(shí)間在30-240分鐘的凝膠化過程，在電池的正負(fù)極分別上形成一層凝膠電解質(zhì)涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的重量含量在0.5% -20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，通過噴涂、浸泡或者直接涂覆的方式將所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物附著于電池的正負(fù)極上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述凝膠化過程的工作壓力在0.3Mp-0.6Mp。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述電池正極活性物為其中的一種或二種:LiCo02、LiMn204、LiNi02、LiCol/3Nil/3Mnl/302或LiFeP04，所述電池負(fù)極活性物為其中的一種或二種:天然石墨、人造石墨、硬碳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述形成的凝膠電解質(zhì)涂層厚度在2-5微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述丙烯酸鋰與丙烯腈共聚物的分子量在60萬?250萬之間。
8.一種聚合物鋰離子電池，其特征在于，由權(quán)利要求1?8任一所述的方法制備而成。
9.一種聚合物鋰離子電池，包括:正極、負(fù)極以及位于正負(fù)極之間的隔離膜，其特征在于，所述正極與隔離膜之間以及負(fù)極與隔離膜之間涂覆有一層作為凝膠電解質(zhì)層的聚合物。
【文檔編號】H01M10/0565GK103811802SQ201210444041
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】許松 申請人:深圳市崧鼎實(shí)業(yè)有限公司