隔離器和電極,特別是陰極或陽極的粘合方法以及電池的製作方法

2023-09-20 07:08:40 2

專利名稱：隔離器和電極,特別是陰極或陽極的粘合方法以及電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及隔離器和電極，特別是陰極或陽極的粘合方法。本發明還涉及連續由一層或多層電流集電器，陽極，隔離器，陰極，電流集電器和電解質組成的電池。
粘合隔離器和電極的方法可從美國專利說明書5,470,357中獲知。從該美國專利說明書中獲知的隔離器膜元件通常由亞乙烯基二氟，六氟丙烯共聚物以及相容的有機柔軟劑組合物製備。這種共聚物組合物也用於製備電極膜元件，因為它能保證疊層界面的可容性。接著，通過將單個元件加熱和擠壓疊層獲得最終電池。隨後，去掉溶劑並乾燥構件。將這種乾燥的構件浸泡在電解質中，並使電池活化。
這種疊層方法的缺點是可用於電池的隔離器類型的選擇受到限制。因此，眾所周知，開發了具有內部熔斷器功能的特殊隔離器。在一定的溫度上，具有這種內部熔斷器功能的隔離器不再具有多孔性，因此不再傳導離子。因此，使用這種具有內部熔斷器功能的隔離器是所希望的，因為它對鋰電池提供了額外的保護。如果電池充電過度或發生內部短路，則內部溫度升高，而電池自動停止工作。
所以，本發明的目的是提供結合不同的陽極和陰極材料可使用不同類型隔離器的方法。
根據本發明，本文起始段提及的方法特徵在於，隔離器由另一個不同於電極的基質材料製成，而隔離器與電極之間的粘合利用不會在電解質中溶解的粘合劑完成。
應當明白，這裡所使用的術語陰極指正電極，術語陽極指負電極。
對於粘合劑，優選使用熱或可聚合粘合劑，所述粘合劑特別以打點方式(adotted manner)提供。通過按照特殊形式提供粘合劑，可以預防失去電極和/或隔離器的多孔特性。
為了改善電極與隔離器之間的粘合，優選對隔離器，陽極和/或陰極的表面進行氧化處理，特別是等離子氧化，溶液氧化或輻射氧化。
另外優選對如上所述化學官能化的隔離器、陽極和/或陰極表面利用反應基團進行改性處理。適合的反應基團包括丙烯酸酯基團(acrylate groups)，乙烯基醚基團，環氧化物基團和thiolene基團。
本發明還涉及連續由電流集電器，陽極，隔離器，陰極，電流集電器和電解質構成的電池，根據本發明描述的電池特徵在於，陽極，隔離器和陰極根據本發明方法互相連接。本發明的這些和另外方面參照以下描述的實施方案將是明顯的並得到闡述，請注意，本發明不限於特別使用的材料。
陽極製造製備5.3克中間碳微粒(meso-carbon micro-grains)，5克萘烷，0.1克分子量高於1百萬的UHMWPE的混合物。混合物加熱至160℃並鑄成膜。去掉多餘溶劑，膜進一步通過輥壓使其緻密。
陰極製造除了製備包括5克LiCoO2，5克萘烷，0.1克UHMWPE和0.3克碳黑的第一混合物外，陰極的製造方法與陽極的相同。聚合物隨後被加熱並以與負電極相同的方法處理。去掉多餘的溶劑後，獲得乾燥的板。隨後以通常方式將電流集電器提供在陰極和陽極上。
隔離器與電極之間的粘合如上所述獲得的陽極和陰極材料按照特定的打點形式可被提供基於石蠟的熱粘合劑。隨後在陰極和陽極材料之間提供由多孔聚丙烯製成的隔離器並通過加熱和擠壓粘合。乾燥的電池構件隨後浸泡在由EC∶DEC為1∶1的1摩爾LiPF6構成的電解質中。該電池可經受循環。
權利要求
1.一種隔離器和電極，特別是陰極或陽極的粘合方法，特徵在於，隔離器由不同於電極的另外基質材料製備，而隔離器與電極之間的粘合利用不會在電解質中溶解的粘合劑完成。
2.根據權利要求1的方法，特徵在於使用熱粘合劑。
3.根據權利要求1的方法，特徵在於使用可聚合的粘合劑。
4.根據權利要求1-3的方法，特徵在於以打點形式提供粘合劑。
5.根據權利要求1的方法，特徵在於對隔離器，陽極和/或陰極的表面進行了氧化處理以改進粘合力。
6.根據權利要求5的方法，特徵在於氧化處理包括等離子氧化，溶液氧化和輻射氧化。
7.根據權利要求5-6的方法，特徵在於對化學官能化的隔離器、陽極和/或陰極的表面利用反應基團進行改性。
8.根據權利要求7的方法，特徵在於反應基團使用丙烯酸酯基團，乙烯基醚基團，環氧化物基團和thiolene基團。
9.依次由一層或多層電流集電器、陽極、隔離器、陰極、電流集電器和電解質構成的電池，特徵在於，陽極、隔離器和陰極按照權利要求1-8中描述的方法互相連接。
全文摘要
本發明涉及通過對隔離器和電極這些部件的至少一個的表面處理將隔離器和電極粘合的方法;表面處理包括氧化處理,如等離子氧化或溶液氧化。
文檔編號H01M2/14GK1334610SQ0012628
公開日2002年2月6日 申請日期2000年7月24日 優先權日2000年7月24日
發明者R·A·M·希克米特 申請人:皇家菲利浦電子有限公司