CN100454655C - 宽松型锂离子二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽松型锂离子二次电池，它采用铝箔为封装材料(1)，其量轻且加工性能优异，不但制造成本低廉，而且工艺简单，可以根据市场需求生产各种形状和不同容量的电池；在封装过程中留有冗余空间(4)，当电池内部电解质反应产生的气体，可使产生的气体较容易地从电解质中扩散到冗余空间(4)，特别是大容量的电池就显得更为必要，它可以在很大程度上改善电池循环性能，降低高温容量衰减速率，最终达到稳定电池性能和延长电池寿命的目的。用聚乙烯封口，当电池内部压强增大到一定程度时，封口自动裂开，不会引起***；因用铝箔为封装材料(1)，并用聚乙烯封口，所以在处理废电池的过程中它就体现出了安全、方便、环保、回收率高的优点。

Description

宽松型锂离子二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池，更具体的说是涉及一种宽松型锂离子二次电池。
技术背景
随着电子信息技术的突飞猛进，人们对锂离子二次电池的需求量也越来越大，而随之产生的废电池也越来越多。但最普通的锂离子二次电池通常采用由SUS等金属构成、有刚性的金属罐做壳体材料。从而导致了废电池在被人们抛弃待处理的过程中的安全隐患增大，如废电池被小孩投入火中或未经分离混同其他垃圾进行集体性焚烧时就容易引起***。因此如何解决金属罐做壳体材料的废电池存在的安全隐患已成为困扰人们的一大难题。
近年来金属罐的锂离子二次电池已逐步被取代，而使用在气垒两面设有树脂层塑料膜那样的、具有形状可变的封装材料(1)做壳体的锂离子二次电池，已逐步走向实用化。在这种锂离子二次电池中，因为实现了封装材料(1)的轻量化和薄型化，所以该种锂离子二次电池已被广泛应用于现代移动通讯和家用电器中。但此类锂离子二次电池均采用紧密封装的方式来封装电解质，当电池使用一段时间后由于电池会产生一定的气体，这些气体就停留在电解质中无法扩散，从而导致循环特性劣化。随着充放电次数的增加，产生的气体将越来越多，从而使电池膨胀。电池膨胀将使电池变的不安全，同时电池寿命将受到较大的影响。因此，怎样延长形状可变的封装材料(1)做壳体的锂离子二次电池的寿命，减少废电池的产生就成为电化学领域的难点。
随着天然能源日趋耗竭和环境保护要求的高涨。人们迫切需求一种新型绿色环保和高性能的大容量电池作为动力车的动力，以消除汽油车所造成的严重大气污染。因而人们对高容量，高能量密度的锂离子二次电池的期望特别高。为达到高容量化不用说当然要对作为构成电池要素的正负极和电解质进行改进。然而，高容量、高能量密度毕竟存在一定的极限，要想用高容量的电池来提供动力，目前存在很多问题。高容量电池在使用过程中由于在短时间内释放较多的电能，必然会使电池温度升高；电池容量越大，则在使用过程中电解质分解反应产生的气体将越多，气体的增多将对电池循环性能产生较大的影响，从而加快高温容量衰减速率，降低电池的整体性能。同时也导致了电池使用寿命的缩短。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有安全性高、回收方便、环保、回收率高、可延长电池寿命、容量大、整体性能好的宽松型锂离子二次电池。
本发明是通过以下方式来实现的。电池元件(3)包括正极、负极和电解质，电池正极材料可以采用钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMn2O4)等含锂聚合物、含锂复合氧化物作为正极材料，但最好是采用专利申请号为200510010979.1的锂离子电池用多元参杂物锰酸锂为正极材料；负极材料可采用金属锂、碳素材料(石墨、碳纤维、石油焦、无序碳有机裂解炭、碳纳米管)、合金(锡基合金、硅基合金、锗基合金、镁基合金)或氧化物(Cu2O、TiO2、WO2、Fe2O3、MoO2、SnO、SnO2)，针对本发明较理想是用锂片；电解质可采用LiPF6/(PC+DEC)、LiPF6/(PC+EC+BL)或LiCIO4/PC、LiPF6/(PC+DMC)，针对本发明最好采用1mol/1LiPF6的体积比EC∶DEC∶DMC为1∶1∶1的有机电解液；生产锂离子电池的封装材料黏结剂可采用PVA(聚乙烯醇)、PTFE(聚四氟乙烯)、聚烯烃类(PP，PE以及其他的共聚物)、PVDF/NMP或其他溶剂体系、SBR橡胶、氟化橡胶以及聚氨酯，但针对该发明最好采用PTFE乳液；封装材料(1)可以采用铝箔、铜箔或合金箔为封装材料(1)，其中较理想的是量轻且加工性能优异的铝箔；隔膜可以采用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)微孔膜或丙烯与乙烯的共聚物，但最好用微孔聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的复合膜；用聚乙烯封口，在封口过程中，使铝箔与电池元件之间留有电池体积0.5％-5％的冗余空间(4)，最好是1％-2％，留有冗余空间(4)用于容纳电解质分解反应所产生的微量气体。
本宽松型锂离子二次电池使用后所产生的废电池可采用两种方法回收：
方法一，用剪刀将铝箔包装剪开，投入到水中浸泡，当铝箔和电解质脱离时就可轻松取出铝箔包装和导线(2)。
方法二，电池投入火中焚烧，当温度达到聚乙烯熔点时封口自动展开，待冷却后取出就可轻松回收铝箔包装和导线(2)。
为了防止在运输或使用过程中外加力量挤压软包装宽松型锂离子二次可以在该软包装宽松型锂离子二次外面安装一个硬壳(5)。
本发明的有益效果是：用铝箔为封装材料(1)，其量轻且加工性能优异，不但制造成本低廉，而且工艺简单，可以根据市场需求生产各种形状和不同容量的电池；在封装过程中采取宽松封装并留有冗余空间(4)，电解质反应产生的气体，可较容易地从电解质中扩散到冗余空间(4)，特别是大容量的电池就显得更为必要，它可以在很大程度上改善电池循环性能，降低高温容量衰减速率，最终达到稳定电池性能和延长电池寿命的目的。封装材料是铝箔、铜箔、合金箔等金属箔，非常容易传热、导热，有利于电池元件内产生的热量散发，改善电池内循环性能，因为封装材料质地较软，在废电池回收时，很容易被破坏，且本申请封装时只对边缘用黏结剂进行封口，电池元件内部达到一定温度和压强达到一定值时，封口就会自动展开，不会引起***，避免了废物处理时安全事故的发生，体现出安全、方便、环保、回收率高的优点。在软包装宽松型锂离子二次外面安装一个硬壳(5)，可以防止在运输或使用过程中由外加力量挤压而使电池变形或破裂。
附图说明
图1是软包装宽松型锂离子二次电池外观示意图。
图2是软包装宽松型锂离子二次电池A-A剖视图。
图3是软包装宽松型锂离子二次电池加硬壳后的A-A剖视图。
具体实施例
下面结合图1、图2对本发明做进一步的说明。
实施例1
本发明是通过以下方式实现的。电池正极材料用80％的多元参杂物锰酸锂为正极活性材料，10％的导电剂乙炔，10％的粘结剂PTFE乳液制成，电池的负极为锂片，电解液为1mol/1LiPF6的EC∶DEC∶DMC(体积比1∶1∶1)的有机物电解液；隔膜为微孔聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的复合膜制成；在0.2C充电至4.35V恒压2小时，0.2C放电至3.0V。常温首次放电容量达126.1molAh/g，常温100次循环容量最低仅5.54％，55℃的高温首次放电容量达118.51molAh/g，55℃高温100次循环容量最低仅衰减8％，用铝箔为封装材料(1)；用聚乙烯封口，在封装过程中，使铝箔与电池元件之间留有电池体积0.5％的冗余空间(4)。
实施例2
本发明也可以通过以下方式来实施，正极材料采用LiCoO2；电池负极采用碳纳米管；电解质采用LiPF6/(PC+DMC)；黏结剂采用PVDF；隔膜采用聚烯烃；用铝箔为封装材料(1)；用聚乙烯封口，在封装过程中，使铝箔与电池元件之间留有电池体积2.5％的冗余空间(4)。在该宽松型锂离子二次电池外面可安装一个硬壳(5)。
实施例3
本发明还可以通过以下方式来实施，正极材料采用LiMn2O4；电池负极采用SnO2；电解质采用LiPF6/(PC+EC+BL)；黏结剂采用PTFE(聚四氟乙烯)；隔膜采用聚烯烃；用铝箔为封装材料(1)；用聚乙烯封口，在封装过程中，使铝箔与电池元件之间留有电池体积5％的冗余空间(4)。在该宽松型锂离子二次电池外面可安装一个硬壳(5)。

Claims (5)

1、一种宽松型锂离子二次电池，电池元件(3)包括正极、负极和电解质，电池正极材料采用含锂聚合物或含锂复合氧化物作为正极材料；负极材料采用金属锂、碳素材料、合金类负极材料或氧化物负极材料；电解质采用1mol/1LiPF6的体积比EC∶DEC∶DMC为1∶1∶1的有机电解液；生产锂离子电池的封装材料黏结剂采用聚乙烯醇、聚烯烃类、PVDF/NMP溶剂体系、SBR橡胶、氟化橡胶以及聚氨酯；封装材料(1)采用金属箔为封装材料(1)；隔膜采用聚丙烯、聚乙烯微孔膜或丙烯乙烯的共聚物；其特征是，电池元件(3)与金属箔间留有电池体积0.5％-5％的冗余空间(4)。
2、根据权利要求1所述的宽松型锂离子二池电池，其特征在于，金属箔采用铝箔、铜箔或合金箔。
3、根据权利要求1所述的宽松型锂离子二池电池，其特征在于，冗余空间(4)为电池体积的1％-2％。
4、根据权利要求2所述的宽松型锂离子二池电池，其特征在于，冗余空间(4)为电池体积的1％-2％。
5、根据权利要求1、2、3或4所述任何一种宽松型锂离子二池电池，其特征在于，在该电池外面安装一个硬壳(5)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108962633B (zh) * 2018-06-07 2020-05-19 芜湖市亿仑电子有限公司 一种电容器用快速封装设备及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319906A (zh) * 2000-03-10 2001-10-31 索尼株式会社 固态电解质电池
CN2529395Y (zh) * 2002-02-27 2003-01-01 华南理工大学 锂离子动力蓄电池
CN1406403A (zh) * 2000-12-28 2003-03-26 松下电器产业株式会社 非水电解质电池及其制造方法
JP2003157810A (ja) * 2001-11-22 2003-05-30 Tdk Corp 電 池
CN1632982A (zh) * 2003-12-22 2005-06-29 中南大学 一种防止大容量方型锂离子电池鼓胀的方法
CN1771615A (zh) * 2004-03-23 2006-05-10 Nec拉米利翁能源株式会社 薄膜覆盖电器件及其制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319906A (zh) * 2000-03-10 2001-10-31 索尼株式会社 固态电解质电池
CN1406403A (zh) * 2000-12-28 2003-03-26 松下电器产业株式会社 非水电解质电池及其制造方法
JP2003157810A (ja) * 2001-11-22 2003-05-30 Tdk Corp 電 池
CN2529395Y (zh) * 2002-02-27 2003-01-01 华南理工大学 锂离子动力蓄电池
CN1632982A (zh) * 2003-12-22 2005-06-29 中南大学 一种防止大容量方型锂离子电池鼓胀的方法
CN1771615A (zh) * 2004-03-23 2006-05-10 Nec拉米利翁能源株式会社 薄膜覆盖电器件及其制造方法

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Assignee: Yunnan Yuxi Huilong Technology Co.,Ltd.

Assignor: Yang Chengyun

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Denomination of invention: Loose type secondary battery of lithium ion

Granted publication date: 20090121

License type: Exclusive License

Open date: 20061206

Record date: 20110415

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: YUNNAN NENGTOU HUILONG TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: YANG CHENGYUN

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TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20140919

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Patentee before: Yang Chengyun