薄電池和製造薄電池的方法

2023-05-20 04:52:01

專利名稱：薄電池和製造薄電池的方法
技術領域：
本發明涉及薄電池以及用於製造這樣的電池的方法，該薄電池包括正 極材料和負極材料、其間的兩個或更多個隔離紙層、以及電解質。背景電池的基本組成部分是端子連接到外部電路的電極、保持電極分開並防止它們短路的隔離物、輸送由在電極處發生的化學反應產生的帶電離子 的電解質、以及容納活性化學材料並將電極保持在適當的位置的覆蓋物。"溼"電池指原電池，其中電解質是液體形式並被允許在電池外殼內 自由流動。"幹"電池是使用固體或粉狀電解質的電池。這些類型的電解 質使用空氣中的環境溼度來完成化學過程。如果電解質通過某種機制是固 定不動的，例如通過使它凝膠化或通過使用吸收性物質例如紙將它保持在 適當的位置，則具有液體電解質的電池可被分類為"幹"電池。今天使用的最一般類型的電池是"乾電池"。有很多不同類型的電池， 從相對大的"閃光燈"電池到用於手錶或計算器的微型電池。碳/鋅乾電池使用鋅正極、二氧化錳負極和溶解在水中的氯化銨和/或 氯化鋅的電解質。電池常常根據在其結構中使用的電解質的類型分類。有三種普通類別酸性、輕度酸性和》威性。電池利用涉及氧化和還原反應(氧化還原反應)的化學反應。在酸性乾電池中，還原反應可例如在潮溼漿料中出現在氯化鋅 (ZnCl2 )電解質和二氧化錳(Mn02)負極之間。正極反應出現在氯化鋅(ZnCl2)電解質和原子鋅之間。 負極還原反應為 8Mn02 + 8H+ + 8e- -> 8MnOOH 而正極氧化反應為4Zn + ZnC 12 + 9H20 -> ZnC 12 4ZnO 5 H20 + 8H+ + 8e-以及總的氧化還原反應為8Mn02 + 4Zn + ZnC 12 +9H20 -> 8MnOOH + ZnC 12 4ZnO 5 H20 該乾電池"電偶"產生大約1.5伏。所有電池利用類似的程序來產生電；然而，材料和結構的變化產生不 同類型的電池。例如以前在美國專利6,379,836中提出了具有一個或多個隔離紙層的 電池。在美國專利5,157,586和6,104,600中提出了在電極之間有紙片的電 子雙層電容器。一種電池類型由分層結構組成，即，所謂的薄膜電池。薄膜電池(術語"薄膜電池"在本文中被理解為"分層結構的電池")設置在電池上)，且柔性電池可通過印刷在紙、塑料或其它類型的薄箔上 而製成。由於其相對小的厚度，薄膜電池的能量儲存和載流容量低，然而這些 特性也依賴於其面積，並可製造成足以用於期望的應用。它們具有將其從 傳統電池區別開的獨特的特性，其實際上對於很多應用來說容量仍然是充 足的。例如薄膜電池作為消費產品和微型應用的電源而有範圍廣的用途。柔 性膜電池也適合於給智慧卡和射頻識別(FRID)標籤供電。目前已做了大量的工作，以通過解決與電池的製造有關的已知問題來 不斷地製造改進的電池，以便減少發生電路短路問題。短路主要出現在邊緣上的電極之間的直接接觸時，或作為鋅腐蝕的結 果，導致包含氧化鋅的導電枝狀晶體的形成。早些時候的解決短路問題的 解決方案，例如在前面提到的美國專利中提出的解決方案，集中於隔離材 料，例如使其足夠密或厚，使得枝狀晶體不能透過。在常規電池例如鹼性電池中的電池隔離物通常通過使用造紙機來製備，例如在上面的美國專利6,379,836。在這些方法中，隔離層，包括浸 漬了電解質的層，可在造紙階段被整體地層壓，或它們可被分開地製造並 接著直接在其後被層壓。因此，通常通過在造紙階段中將液體浸漬層層壓 在一側或兩側上，通過使用能夠合併層的造紙機來執行不同的隔離紙層的整合。除了上面提到的在邊緣上的短路問題以外，在傳統製造方法中要克服 的另一問題是，當紙片浸漬電解質時紙片變得相當溼，這使電極材料的施 用變得很難。發明內容克服了上述問題的本發明的薄電池包括正極材料、負極材料和其間的 兩個或更多個隔離紙層。電池還包括電解質。外部隔離紙層之一具有在其 上作為漿料施用的正極材料，作為相對側上的外部層的另 一隔離紙層具有 在其上作為漿料施用的負極材料。通過將正極材料和負極材料施用在隔離紙上來製造這樣的薄電池的 方法主要以下列步驟為特徵用電解質溶液潤溼隔離紙，在第一隔離紙上 施用正極材料，在第二隔離紙上施用負極材料，在以上步驟之後通過將隔 離紙壓在一起來合併隔離紙，使得正極和負極材料分別在最外面。合併的 隔離紙接著被切割成期望的尺寸。本發明的不同實施方式具有從屬權利要求的特徵。因此，可能有兩個隔離紙層或三個或更多隔離紙層。當有三個或更多 隔離紙層時，優選地用電解質溶液潤溼中間隔離紙層，但最外面的隔離紙 層也總是包含電解質，因為它們從被潤溼的層吸收電解質。電解質溶液包含添加劑，並且它也與正極活性材料和負極活性材料混合，以形成所謂的 正極和負極漿料。電極由正極和負極構成。正極材料由包含正極活性材料以及具有添加 劑的電解質溶液的漿料組成，而負極材料由包含負極活性材料以及具有添 加劑的電解質溶液的漿料組成。用於施用負極漿料和正極漿料的施用方法為塗覆或印刷。在本文中術語"施用"應被清楚地理解成與在現有技術部分中提到的層壓的過程無關，層壓意指增加固體物質例如木材或織物的連續的層，並 將其與樹脂粘結在一起以形成成品。優選地，正極活性材料是鋅(Zn),而負極活性材料是二氧化錳 (Mn02 )。電解質溶液優選地包含量為3-10 M、優選地為8 M的作為主要成分 的ZnCl2,以及作為其它成分的添加劑，例如粘合劑。電解質中的添加劑包括粘合劑，以便將電極材料顆粒粘合到漿料。粘 合劑是量為電解質的2-10%、優選地為3-4%的聚乙烯醇(PVA)。導電材料被添加到正極和負極漿料。導電材料可為量為正極漿料的 1-5%、優選地為大約2%或量為負極漿料的5-20%、優選地為大約10%(因 為MN02不是充分導電的)的碳粉，例如石墨粉、菸灰或炭黑或其組合。電極連接到集電層(collector)材料，且整個產品被包裹在封套中。 封套覆蓋物可由例如聚丙烯、聚乙烯、聚酯或其它已知的覆蓋材料構成。 集電層材料形成為在層外部有連接到外部電路的端子。集電層材料可為導 電性碳墨、碳膜或其它材料，其為了此目的在化學上為惰性的，但為充分 導電的。正極和負極材料可使用不同的方法例如塗覆或印刷來施用在隔離紙上。術語"施用"在本文中意指材料漿料通過塗覆或印刷來施加在基底上。 塗覆和印刷過程通常包括將功能材料的薄膜施用到基底，例如一巻紙、纖維、膜或其它織物。術語"漿料"，在本文中僅僅意指粘性的水基散布的材料。優選地，本發明使用塗覆，例如刮塗來施用正極和負極材料。當使用 刮塗時，接著在層的合併之前或之後執行切割步驟，其通過模切執行。接 著通過從外側刮除而移除多餘的正極和負極材料或多餘的外部層材料，以 使隔離紙層有比電極的面積更大的面積。當使用其它塗覆方法時，塗覆層 僅僅被切割成期望的尺寸。當通過印刷執行施用時，它通過外部有掩模的輥執行。掩模設計成在 那些構成外部隔離層的紙幅上印刷某些尺寸的區域。在施用了集電層材料之後，通過縱向和橫向切割步驟(縱切和橫切) 來切割層，以形成產品，其中隔離紙層具有比正極和負極材料的面積大的 面積，或其中中間隔離紙層具有比外部塗覆的或印刷的隔離紙層大的面積。本發明的方法實現了對這樣一種產品的製造，其中至少中間隔離紙層 的表面積比電極的表面積大，由此防止短路，即，防止負極和正極之間的 直才妄4妾觸。本發明在環境上是友好的，因為它使用薄紙片作為傳導裝置(conduit)。它使一個紙層與正極漿料粘貼，而另一紙層與負極漿料粘貼， 並用氯化鋅電解質浸漬第三中間紙層。電解質也可被浸漬在外部層中。然 而在某些實施方式中，只有兩個隔離紙層。在這種情況下，這些層中的至 少一個浸漬電解質，通常是正極浸漬電解質。本發明的主要益處是，在隔離層中使用多張紙使電池的生產比現有技 術中使用的方法更容易。通過本發明可避免早些時候提到的在現有技術中 溼負極和正才及層的溼強度問題。除了生產益處以外，多張紙結構還使短路的危險更小。這基於經驗， 並基於在正極中形成的鋅針不如它們穿透一層紙那樣容易地穿透幾個紙 層的理論。然而在防止短路中的主要益處在於，當中間隔離層在面積上較 大時，防止了在邊緣上的短路。本發明的產品有幾種可能的使用應用，例如RFID標籤，給農H專感器 供電的電池，在音樂和賀卡中，以及通常在低功率應用中，例如發光二極 管(LED)。RFID (射頻識別)標籤是代替條形碼的小晶片。它們無線地傳輸關 於其本身的信息，使追蹤商店中的存貨更容易。電池供電的RFID標籤可 比非電池供電的RFID標籤傳輸得更遠，使RFID信號通過液體和金屬罐 —超市中的兩個常見的信號截斷器。在下文中，將通過一些例子描述本發明，本發明不限於這些例子。如 以前已經提到的，隔離層的數量可變化，以及一些處理步驟的順序亦可變 化，即，切割可在不同的實施方式中被不同地執行。附1是本發明的一種產品的示意性橫截面，其中可看到使用塗覆施用 的不同層。圖2是本發明的另一種產品的示意性橫截面，其中可看到使用印刷 (或塗覆)施用的不同層。圖3是本發明的又一種產品的示意性橫截面，其中可看到使用印刷 (或塗覆)施用的不同層。圖4是本發明的方法的一個實施方式的主要原理的示意性描述。圖5是本發明的方法的另一實施方式的主要原理的示意性描述。圖6是本發明的方法的第三實施方式的主要原理的示意性描述。詳細描述

圖1以橫截面示出在本發明的一個實施方式中的產品的不同層。圖1 的薄電池包括塗在紙帶1上的正極材料層7和塗在另 一紙帶2上的負極材 料層8以及其間的第三紙帶3。紙帶1、 2和3形成產品中的隔離紙層。 形成電極的正極材料層7和負極材料層8在兩側被集電層4、 5覆蓋。電極7、 8通過集電層4、 5的端子與集電層接觸。電流通過集電層4、 5從 電極7、 8被供應到外部電路。整個產品被進一步覆蓋在封套結構9中。由正極和負極材料7、 8組成的電極7、 8連接到集電層4、 5的端子 (在該橫截面中不可看到)，以便將電極7、 8連接到外部電路。正極活性 材料7為例如鋅(Zn )，而負極活性材料8為例如二氧化錳(Mn02 )。所有三個隔離紙層l、 2、 3充當保持正極和負極材料層7、 8分開的 隔離物，並防止電極7、 8短路。在圖l中，中間隔離紙層3的表面積大 於其上塗有正極和負極活性材料7、 8的隔離紙層1、 2的表面積。隔離物 面積和電極面積之間的差通常大約為0.5-lmm，層的整個面積在大約 10-25cn^的範圍內， 一般為大約15cm2。本發明自然不限於任何特定尺寸 的電池，因為有例如僅僅lctr^且甚至一直到大約11112的應用。當隔離紙 層例如圖1中的中間隔離紙層3在面積上大於電極面積時，電極被阻止在 邊緣上卩皮此4妻觸。至少用電解質潤溼中間隔離紙層3，當電極7、 8連接到外部電路且 電池在使用中時，該電解質在電極7、 8之間運送帶電離子。實際上，其 它層也包含電解質。電池的層(l、 2、 3、 4、 5、 7、 8)在覆蓋物9的內部，以將電極7、 8保持在適當的位置。電池進一步包括粘合劑、導電材料(例如碳粉)和其它添加劑。具 有添加劑的電解質溶液也與正極和負極活性材料7、 8混合，以形成正極 漿料和負極漿料，使用這些漿料來塗覆或印刷外部隔離紙層1、 2。層(1、 2、 3、 4、 5, 7, 8)具有不同的厚度和/或密度，並具有已知 添加劑的不同組合，這取決於最關心哪些最終特徵。圖2是本發明的另一產品的示意性橫截面，其中可看到不同的層。 它類似於圖1，但在這裡所有的隔離紙層1、 2、 3在面積上都大於正極和 負極活性材料7、 8的面積。圖2的產品是使用用於施用負極和正極材料 7、 8的印刷方法的結果，但也可通過塗覆產生，如果只刮除掉負極和正 極材料而不是任何隔離紙。當然，也可製造這樣的產品，其中例如在正極材料之下的隔離紙層1具有比正極層7大的面積，但在負極材料8之下的隔離紙層2具有與負極 層8相同的面積，反之亦然。圖3是本發明的又一產品的示意性橫截面，其中可看到使用印刷(塗 覆)施用的不同層。它類似於圖2，但缺少層3。必須注意，圖1-3中沒有一個是按比例的。圖4描述了本發明的方法的這樣的實施方式的主要原理，其中通過 將正極漿料塗在第一隔離紙上，將負極漿料塗在第二隔離紙上，並用包含 期望添加劑的電解質溶液潤溼第三隔離紙，來進行本發明的薄電池的製造。構成第一隔離紙層的紙幅11從送紙輥(unwinding paper roll) 10供 應。包含正極活性材料(例如鋅粉)、電解質和期望的添加劑的正極漿料 在圖4中通過本身已知的某種塗覆方法塗在支承輥12所支撐的紙幅上。 紙幅11通過支承輥12和另一輥12，形成的輥隙。可使用的塗覆方法例如 是刮塗法，刮棒塗法、氣刷塗法、施膠壓榨塗法、噴塗法或淋塗法。構成第二隔離紙層的另一紙幅14從另一送紙輥15供應。包含負極 活性材料(例如二氧化錳)、電解質和期望添加劑的負極漿料在圖4中也 通過某種塗覆方法塗覆。通過面向紙幅14靠著支承輥16塗覆負極漿料， 紙幅通過輥隙16、 16'。正極塗層通常被製造得比負極塗層薄。構成第三隔離紙層的第三紙幅18也從紙輥19供應。在圖4中，紙 幅18藉助於輥20穿過20、 20，之間的輥隙供應，用包含電解質(例如氯 化鋅)和期望添加劑的溶液潤溼紙幅18。可選地，可通過使紙幅18;改在 包含電解質溶液的容器中來添加電解質溶液。電解質所需的層厚度例如依 賴於電池的所需的每平方釐米的容量。在合併三個紙幅ll、 14和18之前(或可能在合併步驟之後)，形成 最外面的層的紙幅11和14被暴露，用於分別通過輥隙23、 23，和24、 24， 來執行模切，以形成期望的塗覆面積的片。圖l和2以橫截面表示本發明的電池的不同層。圖4的紙幅11形成隔離紙層1,圖4的紙幅18形成隔 離紙層3，以及圖4的紙幅14形成隔離紙層2。其後，藉助於輥29、 30，來自輥27的正極集電層材料被添加在產品 的正極側上，而來自輥28的負極集電層材料被添加在產品的負極側上。 集電層材料分別通過輥31、 31，以及32、 32，被切割成適當的片，且廢物 再次被收集在廢物輥(未示出)中。集電層材料具有使端子在隔離物外部 的期望形式。對於合併步驟，三個紙幅被供應通過一些輥，並被壓在一起。三個 紙幅ll、 14、 18組合在一起，紙幅18在中間，並通過輥25、 26按壓而 合併。為了製備圖1的這樣的電池產品，其中中間隔離紙層3在面積上大 於其它隔離紙層l、 2 (因此阻止電極之間的直接接觸)，塗層和外部紙材 料11、 14的額外區域被刮除掉。刮除的材料收集在廢物輥(未示出)中。為了製備圖2的這樣的電池產品，其中所有的隔離紙層1、 2、 3都 大於正極和負極漿料層7、 8 (因此阻止電極之間的直接接觸)，塗層和外 部紙材料ll、 14的額外區域被刮除掉。刮除的材料收集在廢物輥(未示 出)中。接著暴露產品，以使用切割機39進行縱切(縱向切割)和使用切割 機40進行橫切(橫向切割)，以形成期望尺寸的產品。最後，具有來自輥33、 34的表面膜的覆蓋材料通過利用輥35、 36 的熱密封被添加在兩側上，以在產品周圍形成封套。覆蓋物可為例如聚丙 烯或聚乙烯的塑料膜，且甚至它可為金屬膜。圖4還示出頂著輥37，以便 給負極側上的膜穿孔的穿孔輥37 ，以及靠著輥41，以給正極側上的膜穿孔 的穿孔輥41 。成品收集在輥38中。圖5描述了本發明的方法的另一實施方式的主要原理，其中通過將 正極漿料印刷在第一隔離紙上，將負極漿料印刷在第二隔離紙上，並用包 含電解質和期望添加劑的溶液潤溼第三隔離紙，來進行本發明的薄電池的製造。與圖4一樣，構成第一隔離紙層的紙幅11從送紙輥IO供應。包含正極活性材料(例如鋅粉)、電解質和期望添加劑的正極漿料在該實施方式中通過輥12而印刷在紙幅上，而輥12在其外部上有掩模，以便漿料只通 過掩模中有孔的那些位置傳遞到紙幅。相應地，構成第二隔離紙層的紙幅14從送紙輥15供應。包含負極 活性材料(例如Mn02)、電解質和期望添加劑的負極漿料在該實施方式 中也通過輥16印刷在紙幅上，而輥16在其外部上具有掩才莫，以便漿料只 通過掩模中有孔的那些位置傳遞到紙幅，即，所謂的絲網印刷方法。在輥12和16上的掩模可用不同的方法設計，以在紙幅上印刷期望 形狀的漿料面積。在本發明中，正極和負極漿料可印刷成使得當所有三個 紙幅11 、 14和18以後^皮合併和切割時，負才及和正^L漿^f的印刷面積小於 隔離紙層l、 2、 3的面積。因此，使用圖5的方法，可製造如圖2所示的產品o在本發明中可使用不同的印刷方法，包括絲網印刷、輪轉凹版印刷、 噴射印刷以及可能柔性版印刷。如在圖4中的，構成第三隔離紙層的第三紙幅18也從紙輥19供應。 與在圖4中一樣，藉助於輥20,用包含電解質(例如氯化鋅)和期望添 加劑例如聚乙烯醇的溶液潤溼紙幅18。可選地，可通過將紙幅18放在包 含電解質溶液的容器中來添加電解質溶液。其後，通過輥29、 30，來自輥27的正極集電層材料被添加在產品的 正極側上，而來自輥28的負極集電層材料被添加在產品的負極側上。集 電層材料分別通過輥31、 31，以及32、 32，被切割成適當的片，且廢物再 次被收集在廢物輥(未示出)中。集電層材料具有使端子在隔離物外部的 期望形式。如在圖4中的，所有三個紙幅ll、 14、 18組合在一起，紙幅18在中 間，並通過輥25、 26按壓而合併，其餘步驟與圖4中的相同。圖6描述了本發明的方法的又一實施方式的主要原理。在這裡，通過將正極漿料塗覆或印刷在第一隔離紙上，將負極漿料塗覆或印刷在第二隔離紙上，來進行本發明的薄電池的製造，其中一張紙 一通常為塗有正極材料的紙已用包含電解質和期望添加劑的溶液潤溼。如在圖6中的情況，如果通過如圖4中的塗覆來施用正極和負極漿 料，則通過輥23、 23，來執行模切，以形成負極和正極層(在圖3中具有 參考數字7、 8)的期望面積的片。其後，藉助於輥29、 30，來自輥27的正極集電層材料被添加在產品 的正極側上，而來自輥28的負極集電層材料被添加在產品的負極側上。 集電層材料分別通過輥31、 31，以及32、 32，被切割成適當的片，且廢物 再次被收集在廢物輥(未示出)中。集電層材料具有使端子在隔離物外部 的期望形式。在圖6中，其後藉助於輥20通過使紙幅11穿過20、 20，間的輥隙， 用包含電解質(例如氯化鋅)和期望添加劑的溶液潤溼紙幅11。可選地， 電解質可塗到紙幅14上，但將電解質塗在正極側上被認為是優選的。其後兩個紙幅ll、 14組合在一起，並藉助於輥25、 26按壓而合併。為了製備圖3的這樣的電池產品，其中隔離紙層1和2在面積上大於 電極7、 8，從而阻止電極之間的直接接觸，塗層的額外區域被刮除掉， 且刮除的材料收集在廢物輥(未示出)中。也可完成這樣的產品，其中隔離紙層中只有 一 個在面積上大於電極 7、 8。接著只有正極或負極材料的期望部分被刮除掉。如果使用印刷方法，則可印刷電極材料的期望區域，以便層7、 8在 面積上小於隔離紙層l、 2中的一個或兩個。其後，步驟類似於圖4和5中的步驟。現在可容易看到，對於在權利要求中提出的創造性理念的範圍內的方 法，很多變形是可能的，且僅作為例子示出附圖。負極和正極漿料可例如使用不同的方法塗到各極上(例如，正極使用 印刷而負極使用塗覆)，印刷可例如用在只有兩個隔離紙層的實施方式中， 接著只有一個或多個或所有的層可用電解質潤溼，等等。
權利要求
1.一種薄電池，其包括正極材料、負極材料、所述正極材料和所述負極材料間的兩個或更多個隔離紙層(1，2，3)、以及電解質，所述薄電池特徵在於，外部隔離紙層(1，2，3)中的一個隔離紙層(1)具有在其上作為漿料施用的正極材料，作為相對側上的另一外部層的另一隔離紙層(2)具有在其上作為漿料施用的負極材料。
2. 如權利要求1所述的薄電池，其特徵在於，有兩個隔離紙層(l, 2),其中一個隔離紙層(l)的外表面施有正極材料，而另一隔離紙層(2) 的外表面施有負極材料。
3. 如權利要求1所述的薄電池，其特徵在於，有三個或更多隔離紙 層(1, 2， 3),其中一個外部隔離層(1)的表面施有正極材料，而在相 對側上的另一外部隔離層(2)的表面施有負極材料。
4. 如權利要求1-3中任一項所述的薄電池，其特徵在於，隔離層(l, 2, 3 )中的至少一個的面積大於所述正極材料和/或負極材料的面積。
5. 如權利要求3-4中任一項所述的薄電池，其特徵在於，中間層(3) 中的至少一個的面積大於外部隔離層(1， 2)的面積，所述外部層具有施 用在其上的正極材料(7)和負極材料(8)。
6. 如權利要求1-5中任一項所述的薄電池，其特徵在於，電解質溶 液包含電解質和添加劑。
7. 如權利要求1-6中任一項所述的薄電池，其特徵在於，所述電解 質是ZnCl2。
8. 如權利要求7所述的薄電池，其特徵在於，ZnCb的量是所述電 解質溶液的3M-10M,優選地為8M。
9. 如權利要求1-8中任一項所述的薄電池，其特徵在於，所述正極 材料由包含正極活性材料和具有添加劑的電解質溶液的漿料組成，而所述 負極材料由包含負極活性材料和具有添加劑的電解質溶液的漿料組成。
10. 如權利要求9所述的薄電池，其特徵在於，所述正極活性材料是鋅(Zn),而所述負極活性材料是二氧化錳(Mn02 )。
11. 如權利要求9-10中任一項所述的薄電池，其特徵在於，所述電 解質溶液中的所述添加劑包括粘合劑。
12. 如權利要求11所述的薄電池，其特徵在於，所述粘合劑是量為 所述電解質溶液的2-10%、優選地為3-4%的聚乙烯醇(PVA)。
13. 如權利要求9所述的薄電池，其特徵在於，所述漿料進一步包括 導電材料，所述導電材料的量為正極漿料的1-5%、優選地為大約2%,或 為負極漿料的5-20%、優選地為大約10%，所述導電材料例如為碳粉，例 如石墨粉、菸灰或炭黑或其組合。
14. 如權利要求1-13中任一項所述的薄電池，其特徵在於，所述電 池進一步包括用於負極層和正極層的集電層(4， 5)。
15. 如權利要求13所述的薄電池，其特徵在於，所述電池進一步包 括在集電層材料之外的覆蓋材料。
16. —種製造薄電池的方法，所述薄電池包括正極材料(7)、負極材 料(8)、正極材料(7)和負極材料(8)間的兩個或更多個隔離紙層(1, 2, 3)、以及電解質，所述方法包括將正極材料和負極材料施用在隔離紙 上，所述方法的特徵在於以下步驟a) 用電解質潤溼隔離紙(18)，b) 在第一隔離紙(11)上施用正極材料，c) 在第二隔離紙(14)上施用負極材料，d) 在以上步驟之後通過將隔離紙(11, 14， 18)壓在一起來合併隔 離紙(ll， 14, 18)以形成分層結構，使得正極材料層和負極材料層分別 在最外面；以及e) 切割上述步驟中的合併的層。
17. 如權利要求16所述的方法，其特徵在於，產生包括兩個隔離紙 層(1， 2)的電池，由此在與步驟b)或c)相同的隔離紙上執行步驟a)，優選地在與步驟b)相同的隔離紙上執行步驟a)。
18. 如權利要求16所述的方法，其特徵在於，產生包括三個或更多 隔離紙層(l， 2， 3)的電池，由此在與一個或多個隔離層上執行步驟a), 優選地在中間隔離紙上執行步驟a)。
19. 如權利要求16-18中任一項所述的方法，其特徵在於，通過塗覆 執行步驟b)-c)中的至少一個中的施用。
20. 如權利要求19所述的方法，其特徵在於，在步驟b)之後或步驟 c)之後，將塗有正極材料或負極材料的外部隔離紙層中的至少 一個隔離紙 層切割成期望面積的片，以便所述片的面積小於所述外部隔離紙層間的其 它層中的至少一個層。
21. 如權利要求19所述的方法，其特徵在於，在所述合併步驟之前 或之後，塗覆的層被模切，且多餘的正極材料和/或負極材料通過從外側 刮除而被除去，使得所述隔離紙有比所述正極材料和負極材料的面積大的 面積。
22. 如權利要求16、 18和19所述的方法，其特徵在於，在所述合併 步驟之前或之後，塗覆的層被模切，且來自外部層的多餘的外部層正極材 料和/或負極材料以及隔離紙材料通過刮除被除去，使得中間隔離紙層(3 ) 中的至少一個有比外部隔離層(1, 2)的面積大的面積。
23. 如權利要求16、 18和19所述的方法，其特徵在於，在所述合併 步驟之前或之後，塗覆的層被模切，且來自外部層的多餘的外部層材料通 過刮除被除去，使得中間隔離層中的至少一個有比負極材料和正極材料的 面積、大的面積、。
24. 如權利要求16-18中任一項所述的方法，其特徵在於，通過印刷 來執行步驟b)-c)中的至少一個中的施用，優選地通過使用輥進行絲網印 刷來執行步驟b)-c)中的至少一個中的施用，所述輥的外部有具有設計好 的孔圖案的網。
25. 如權利要求24所述的方法，其中所述網設計成在紙幅11和14 上印刷某些尺寸的區域，使得正極材料7和負極材料8的面積小於隔離紙層(1, 2, 3)。
26. 如權利要求16-25中任一項所述的方法，其特徵在於，集電層材 料在步驟d)之前施用在所述外部層的外部。
27. 如權利要求16-26中任一項所述的方法，其特徵在於，步驟e)中 的切割通過縱向和橫向切割步驟來執行，以形成期望尺寸的產品。
28. 如權利要求16-27中任一項所述的方法，其特徵在於，覆蓋材料 在步驟d)之後施用在所述集電層材料的外部。
全文摘要
本發明的薄電池包括正極材料(7)、負極材料(8)、其間的兩個或更多個隔離紙層(1，2，3)、以及電解質。其中一個外部隔離紙層(1)具有在其上施用的正極材料，作為相對側上的另一外部層的另一隔離紙層(2)具有在其上施用的負極材料。用於製造這樣的薄電池的本發明的方法主要以下列步驟為特徵用電解質溶液潤溼隔離紙(18)，在第一隔離紙(11)上施用正極材料，並在第二隔離紙(14)上施用負極材料。接著通過將隔離紙(11、14、18)壓在一起來合併它們，使得正極和負極材料(7，8)分別在最外面，以便形成分層結構。合併的層接著被切割成期望的尺寸。
文檔編號H01M6/12GK101601152SQ200880003917
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月21日 優先權日2007年2月6日
發明者張霞昌 申請人:恩福塞爾公司