鋰離子電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種裡離子電池，尤其涉及一種可彎折的裡離子電池。
【背景技術】
[0002] 裡離子電池是一種新型的綠色化學電源，與傳統的媒領電池、媒氨電池相比具有 電壓高、壽命長、能量密度大的優點。自1990年日本索尼公司推出第一代裡離子電池后，它 已經得到迅速發展并廣泛用于各種便攜式設備。
[0003] 裡離子電池的電極包括集流體及設置在集流體表面的電極片。現有的裡離子電池 的集流體采用金屬鉛片，如負極采用銅鉛或媒鉛，正極采用鉛鉛或鐵鉛。電極片為將含有活 性物質、導電劑和粘結劑的電極漿料涂覆在集流體表面形成。然而，該種裡離子電池中非活 性材料，如集流體及粘結劑仍然占有較大比重，使得裡離子電池輕量化及小型化難于實現。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，確有必要提供一種具有較好柔性的裡離子電池。
[0005] -種裡離子電池，包括正極、負極及電解質。該正極包括第一碳納米管紙及正電極 片，該正電極片設置在該第一碳納米管紙表面，該正電極片包括多個相互層疊的第一碳納 米管膜與分布在該第一碳納米管膜中的正極活性物質；該負極包括第二碳納米管紙及負電 極片，該負電極片設置在該第二碳納米管紙表面，該負電極片包括多個相互層疊的第二碳 納米管膜與分布在該第二碳納米管膜中的負極活性物質，該正極與負極層疊并且該正電極 片與負電極片相對設置；電解質，設置在正電極片與電極片之間。
[0006] -種裡離子電池，包括正極、負極及電解質。該正極包括第一碳納米管紙及正電極 片，該正電極片設置在該第一碳納米管紙表面，該正電極片由多個相互層疊的第一碳納米 管膜與分布在該第一碳納米管膜中的正極活性物質組成。該負極包括第二碳納米管紙及負 電極片，該負電極片設置在該第二碳納米管紙表面，該負電極片由多個相互層疊的第二碳 納米管膜與分布在該第二碳納米管膜中的負極活性物質組成，該正極與負極層疊并且該正 電極片與負電極片相對設置。該電解質設置在正電極片與電極片之間。
[0007] 與現有技術相較，由于所述碳納米管紙作為集流體，并且在正、負電極片中無需傳 統裡離子電池電極中的粘結劑，因此該裡離子電池具有更輕的質量。另外，該碳納米管紙相 比于金屬鉛片可W具有極薄的厚度。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發明實施例提供的裡離子電池的正極結構示意圖。
[0009] 圖2為本發明實施例提供的裡離子電池的爆破示意圖。
[0010] 圖3為本發明實施例提供的裡離子電池的碳納米管膜的掃描電鏡照片照片。
[0011] 圖4為本發明實施例提供的裡離子電池的正電極片的結構示意圖。
[0012] 圖5為本發明實施例提供的裡離子電池的正電極片的掃描電鏡照片照片。
[0013] 圖6為本發明實施例提供的裡離子電池的正電極片的透射電鏡照片照片。
[0014] 圖7為本發明實施例提供的裡離子電池的碳納米管紙的照片。
[0015] 圖8為本發明實施例將一正極、一隔膜及一負極層疊在一導電膠帶表面的側面掃 描電鏡照片。
[0016] 圖9為本發明另一實施例提供的裡離子電池的結構示意圖。
[0017] 圖10為本發明又一實施例提供的裡離子電池的結構示意圖。
[0018] 圖11為本發明實施例提供的裡離子電池在彎折時點亮燈泡的照片。
[0019] 圖12為本發明實施例的正極與金屬裡組成的半電池與對比例的正極與金屬裡組 成的半電池在相同條件下的充放電循環性能曲線。
[0020] 圖13為本發明實施例的正極與金屬裡組成的半電池與對比例的正極與金屬裡組 成的半電池在不同電流倍率下的循環測試曲線。
[0021] 圖14為本發明實施例的負極與金屬裡組成的半電池與對比例的負極與金屬裡組 成的半電池在相同條件下的充放電循環性能曲線。
[0022] 圖15為本發明實施例的負極與金屬裡組成的半電池與對比例的負極與金屬裡組 成的半電池在不同電流倍率下的循環測試曲線。
[0023] 圖16為本發明實施例提供的裡離子電池在不同電流倍率下的循環測試曲線。
[0024] 圖17為本發明實施例提供的裡離子電池在不同電流倍率下的充放電電壓曲線。 [00巧]主要元件符號說明
【主權項】
1. 一種鋰離子電池，其特征在于，包括： 正極，該正極包括第一碳納米管紙及正電極片，該正電極片設置在該第一碳納米管紙 表面，該正電極片包括多個相互層疊的第一碳納米管膜與分布在該第一碳納米管膜中的正 極活性物質； 負極，該負極包括第二碳納米管紙及負電極片，該負電極片設置在該第二碳納米管紙 表面，該負電極片包括多個相互層疊的第二碳納米管膜與分布在該第二碳納米管膜中的負 極活性物質，該正極與負極層疊并且該正電極片與負電極片相對并間隔設置；以及 電解質，該電解質設置在正電極片與電極片之間。
2. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該正電極片設置在該第一碳納米管 紙的局部表面，該負電極片設置在該第二碳納米管紙的局部表面。
3. 如權利要求2所述的鋰離子電池，其特征在于，進一步包括一封裝結構及正極電引 出結構以及負極電引出結構；該正極電引出結構一端設置在該第一碳納米管紙表面，并與 該正電極片相間隔，另一端從該封裝結構伸出；該負極電引出結構一端設置在該第二碳納 米管紙表面，并與該負電極片相間隔，另一端從該封裝結構伸出。
4. 如權利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于，該封裝結構為軟性封裝結構。
5. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，包括多個所述正極及多個所述負極 交替層疊設置，該正極包括兩個正電極片分別設置在同一第一碳納米管紙的兩個表面，該 負極包括兩個負電極片分別設置在同一第二碳納米管紙的兩個表面。
6. 如權利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于，進一步包括正極電引出結構以及負 極電引出結構，該多個正極的多個第一碳納米管紙直接相互層疊，并由該正極電引出結構 夾持，該多個負極的多個第二碳納米管紙直接相互層疊，并由該負極電引出結構夾持。
7. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該第一碳納米管紙及第二碳納米管 紙分別為該鋰離子電池的正極集流體和負極集流體。
8. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該第一碳納米管紙及第二碳納米管 紙由多個相互層疊的碳納米管膜組成。
9. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該第一碳納米管紙及第二碳納米管 紙均由基本沿相同方向排列的碳納米管組成。
10. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，進一步包括正極電引出結構以及負 極電引出結構，該第一碳納米管紙中的碳納米管沿從正電極片至正極電引出結構的方向排 列，該第二碳納米管紙中的碳納米管沿從負電極片至負極電引出結構的方向排列。
11. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該第一碳納米管膜及第二碳納米管 膜均由碳納米管組成。
12. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，單位面積該正電極片或負電極片 中，正極活性物質或負極活性物質的量為〇. 2mg/cm2~l. 5mg/cm2。
13. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該正極活性物質設置在該第一碳納 米管膜中的碳納米管的管壁上，該負極活性物質設置在該第二碳納米管膜中的碳納米管的 管壁上。
14. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該第一碳納米管膜、第二碳納米管 膜及第一碳納米管紙及第二碳納米管紙中的碳納米管膜均為碳納米管拉膜。
15. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該第一碳納米管紙及第二碳納米管 紙的厚度為500納米飛OO微米。
16. 如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，該正極活性物質為磷酸鐵鋰，該負 極活性物質為鈦酸鋰，該正極活性物質及負極活性物質均為顆粒狀，尺寸為〇. 1納米~1〇〇 微米。
17. -種鋰離子電池，其特征在于，包括： 正極，該正極包括第一碳納米管紙及正電極片，該正電極片設置在該第一碳納米管紙 表面，該正電極片由多個相互層疊的第一碳納米管膜與分布在該第一碳納米管膜中的正極 活性物質組成； 負極，該負極包括第二碳納米管紙及負電極片，該負電極片設置在該第二碳納米管紙 表面，該負電極片由多個相互層疊的第二碳納米管膜與分布在該第二碳納米管膜中的負極 活性物質組成，該正極與負極層疊并且該正電極片與負電極片相對并間隔設置；以及 電解質，該電解質設置在正電極片與電極片之間。
【專利摘要】一種鋰離子電池，包括正極、負極及電解質。該正極包括第一碳納米管紙及正電極片，該正電極片設置在該第一碳納米管紙表面，該正電極片由多個相互層疊的第一碳納米管膜與均勻分布在該第一碳納米管膜中的正極活性物質組成。該負極包括第二碳納米管紙及負電極片，該負電極片設置在該第二碳納米管紙表面，該負電極片由多個相互層疊的第二碳納米管膜與均勻分布在該第二碳納米管膜中的負極活性物質組成，該正極與負極層疊并且該正電極片與負電極片相對設置。該電解質設置在正電極片與電極片之間。
【IPC分類】H01M4-66
【公開號】CN104810524
【申請號】CN201410031882
【發明人】吳揚, 武恒彩, 羅姝, 王佳平, 姜開利, 范守善
【申請人】清華大學, 鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月23日
【公告號】US20150207143