一種聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池。包括正極片（7）、負極片（10）、聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙（21）、膠體電解質及殼體，正極片（7）、負極片（10）層疊排布于聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙（21）的兩面，層疊后的正極片（7）、聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙（21）、負極片（10）卷繞形成電池芯（13），電池芯注入電解液后，經熱聚合使電解液形成膠體電解質，卷芯內正極片（7）、負極片（10）粘貼于聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙（21）兩側，電芯形成非液態的聚合物電芯，電池芯、膠體電解質位于殼體內。減小了電池芯的內阻，解決了疊片結構生產效率低和極片邊角面積大的問題，減少電池產熱量，改善電池的安全性，延長使用壽命。
【專利說明】
一種聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種鋰離子二次電池，特別涉及一種聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池。
【背景技術】
[0002]近年來，鋰離子二次電池作為高功率大電流放電電池，應用越來越廣泛，對電池的各項性能要求也越來越高。目前公知的鋰離子二次電池通用結構有:卷繞結構和疊片結構，隔膜紙為聚丙烯，聚乙烯材質。
[0003]聚丙烯，聚乙烯材質涂層隔膜紙，孔隙率在40%左右，孔徑在0.01— 0.15um，阻抗大，且受熱易收縮，在高溫135—165 °C時，易收縮變形、破裂，造成電池失效。
[0004]傳統卷繞結構的電池生產效率高，極片邊角面積小，易于批量化生產和極片邊緣毛刺、脫粉的有效控制;傳統疊片結構的電池充、放電倍率較高，產熱量小，適應一定范圍下的高功率放電條件下的使用;但極片邊角面積較大，生產效率相對較低，不利于批量化生產和極片邊緣毛刺、脫粉的控制。
[0005]隨著市場的拓展，高功率密度電力設備對鋰離子二次電池的需求也越來越大，如電動機車電源、電動類工具、航模等市場均有很大的需求。要求電池在-20°C?+60°C，(15—30)C放電倍率下，仍能正常工作，其常規鋰離子二次電池有難以逾越的缺陷。主要體現在:
[0006]I)在高溫135—165°C時，隔膜紙縮變形、破裂，造成電池失效或形成安全問題；
[0007]2)放電倍率小，通常適合于常溫3C以下電流的連續放電，無法滿足高功率設備工作時的所需的功率要求；
[0008]3)電池內阻大，例如1Ah電池IKHz交流阻抗通常在3ΜΩ以上；
[0009]4)傳統的卷繞結構電池倍率較差，疊片結構電池生產效率較低，不易于邊緣毛刺、脫粉的有效控制；
[0010]5)電池大電流充、放電條件下，溫升較高，嚴重影響電池的循環壽命。
【實用新型內容】
[0011]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種生產效率高、放電倍率高、極片邊角面積小的聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池。
[0012]本實用新型解決上述問題的技術方案是:
[0013]—種聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池，包括正極片、負極片、聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙、膠體電解質及殼體，所述正極片、負極片層疊排布于聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙的兩面，層疊后的正極片、聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙、負極片卷繞形成電池芯，所述電池芯注入電解液后，經熱聚合使電解液形成膠體電解質，卷芯內正極片、負極片粘貼于聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙兩側，電芯形成非液態的聚合物電芯，所述電池芯、膠體電解質位于殼體內。
[0014]所述正極片上設有不等距的正極耳，正極耳上有用于檢驗卷繞整齊度的孔，其孔徑為(2 1.2mm，所述正極耳并聯構成電池芯正極耳，鋁極耳焊在電池芯正極耳上，鋁極耳與電池芯正極耳連接處貼有聚酰亞胺膠紙，負極片上設有不等距的負極耳，負極耳上有用于檢驗卷繞整齊度的孔，其孔徑為<2 1.2mm，所述負極耳并聯構成電池芯負極耳，銅鍍鎳極耳焊在電池芯負極耳上，銅鍍鎳極耳與電池芯負極耳連接處貼有聚酰亞胺膠紙，電池兩端均有一對電池芯正極耳、電池芯負極耳引出。
[0015]聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙無紡布基層厚度為(28-32)um，其聚偏氟乙烯涂層均勻涂敷在無紡布基層的兩側，聚偏氟乙烯涂層厚度為(6-20)um，無紡布基層孔隙率是(60-75)%，孔徑是(0.12-0.28)um的高孔隙率纖維素聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙。
[0016]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的電池芯由正極片、聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙、負極片層疊后卷繞而成，并通過極耳并聯，減小了電池芯的內阻，解決了疊片結構生產效率低和極片邊角面積大的問題，同時也減少了電池的產熱量，電池芯卷繞形成電池芯注入電解液后，經熱聚合使電解液形成膠體電解質，卷芯內正極片、負極片粘貼于聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙兩側，電芯形成非液態的聚合物電芯，改善了電池的安全性，延長了電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙橫切面結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型正極基材涂敷活性物質后結構示意圖；
[0019]圖3為本實用新型負極基材涂敷活性物質后結構示意圖；
[0020]圖4為本實用新型正極片的結構示意圖；
[0021 ]圖5為本實用新型負極片的結構示意圖；
[0022]圖6為本實用新型電池芯的結構示意圖；
[0023]圖7為本實用新型焊接極耳后電池芯的結構示意圖；
[0024]圖8為本實用新型的聚合物鋰離子二次電池外部示意圖。
[0025]圖中:無紡布1、聚偏氟乙烯涂層2、正極基材3、正極活性物質4、負極基材5、負極活性物質6、正極片7、正極極片極耳定位孔8、正極耳9、負極片10、負極極片極耳定位孔11、負極耳12、電池芯13、電池芯正極耳14、鋁極耳15、聚酰亞胺膠紙16、電池芯負極耳17、銅鍍鎳極耳18、卷繞收尾膠紙19、銅鍍鎳極耳膠20、聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙21。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0027]如圖1所示，聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙21包括無紡布1、聚偏氟乙烯(PVDF)涂層2，所述聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙21為聚偏氟乙烯(PVDF)涂層2均勻的涂敷在無紡布I的兩面。
[0028]圖2、圖3所示，正極基材3上按一定尺寸均勻的涂敷上正極活性物質4，負極基材5上按一定尺寸均勻的涂敷上負極活性物質6。
[0029]如圖4、圖5所示，正極片7上、下端均設有不等距的正極耳9，正極耳9上設有用于檢查卷繞對齊度的正極極片極耳定位孔8，負極片10上、下端均設有不等距的負極耳12，負極耳12上設有用于檢查卷繞對齊度的負極極片極耳定位孔11。
[0030]如圖6所示，圖中包括正極片7、正極耳9、負極片10、負極耳12、聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙21，所述正極片7、負極片10層疊排布于聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙21的兩面，層疊后的正極片7、聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙21、負極片10卷繞形成電池芯13，所述正極極片極耳定位孔8，負極極片極耳定位孔11用于檢查電池芯13卷繞的整齊度，電池芯13封裝注入電解液后，經熱聚合使電解液形成膠體電解質，卷芯內正極片7、負極片10粘貼于聚偏氟乙烯(PVDF)涂層無紡布隔膜紙21兩側，形成非液態的聚合物電芯。
[0031]如圖7所示，電池芯正極耳14由正極片極耳9并聯而成，電池芯負極耳17由負極片極耳12并聯而成，電池芯13的卷繞收尾處貼有卷繞收尾膠紙16，所述電池芯正極耳14上焊接有鋁極耳15，電池芯正極耳14與鋁極耳15連接處貼有聚酰亞胺膠紙16，所述電池芯負極耳17上焊接有銅鍍鎳極耳18，電池芯負極耳17與銅鍍鎳極耳18連接處貼有聚酰亞胺膠紙16，電池芯上下兩端均焊有一對銅鍍鎳極耳18，鋁極耳15，銅鍍鎳極耳18上溶接有銅鍍鎳極耳膠20，貼有聚酰亞胺膠紙16。
[0032]如圖8所示，焊接好極耳的電池芯13位于鋁塑復合膜殼體內，鋁塑復合膜殼殼體注入電解液后，經熱聚合使電解液形成膠體電解質的非液態聚合物電芯，電芯兩端均有一對鋁極耳15、銅鍍鎳極耳18。
【主權項】
1.一種聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池，包括正極片(7)、負極片(10)、聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙(21)、膠體電解質及殼體，其特征在于:所述正極片(7)、負極片(10)層疊排布于聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙(21)的兩面，層疊后的正極片(7)、聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙(21)、負極片(10)卷繞形成電池芯(13)，所述電池芯注入電解液后，經熱聚合使電解液形成膠體電解質，卷芯內正極片(7)、負極片(10)粘貼于聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙(21)兩側，電芯形成非液態的聚合物電芯，所述電池芯、膠體電解質位于殼體內。2.如權利要求1所述的聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池，其特征在于:所述正極片(7)上設有不等距的正極耳(9)，正極耳(9)上有用于檢驗卷繞整齊度的正極極片極耳定位孔(8)，其孔徑為(2 1.2mm，所述正極耳(9)并聯構成電池芯正極耳(14)，鋁極耳(15)焊在電池芯正極耳(14)上，鋁極耳(15)與電池芯正極耳(14)連接處貼有聚酰亞胺膠紙(16)，負極片(10)上設有不等距的負極耳(12)，負極耳(12)上有用于檢驗卷繞整齊度的負極極片極耳定位孔(11)，其孔徑為<2 1.2mm，所述負極耳(12)并聯構成電池芯負極耳(17)，銅鍍鎳極耳(18)焊在電池芯負極耳(17)上，銅鍍鎳極耳(18)與電池芯負極耳(17)連接處貼有聚酰亞胺膠紙(16)，電池兩端均有一對電池芯正極耳(14)、電池芯負極耳(17)引出。3.如權利要求1所述的聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙聚合物鋰離子二次電池，其特征在于:聚偏氟乙稀涂層無紡布隔膜紙(21)無紡布基層(I)厚度為28 um _32um，其聚偏氟乙稀涂層(2)均勾涂敷在無紡布基層(I)的兩側，聚偏氟乙稀涂層(2)厚度為6um -20um，無紡布基層(I)孔隙率是60%-75%，孔徑是0.12 um -0.28um的高孔隙率纖維素聚偏氟乙烯涂層無紡布隔膜紙(21)。
【文檔編號】H01M10/0565GK205542997SQ201521067314
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年12月21日
【發明人】曾金輝, 張守祥
【申請人】江西迪比科股份有限公司