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CN101609877B - 锂离子电芯及其阳极极片 - Google Patents

锂离子电芯及其阳极极片 Download PDF

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CN101609877B CN2009100412388A CN200910041238A CN101609877B CN 101609877 B CN101609877 B CN 101609877B CN 2009100412388 A CN2009100412388 A CN 2009100412388A CN 200910041238 A CN200910041238 A CN 200910041238A CN 101609877 B CN101609877 B CN 101609877B
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池阳极极片，其包括：阳极集流体和涂布于阳极集流体上的阳极膜片，阳极膜片上设有起阻燃作用的表面填充层，表面填充层上涂布有具有电子阻挡、离子导通作用的电子阻挡层，所述表面填充层的主要物质为钛酸锂、羧甲基纤维素钠及苯乙烯聚丁橡胶，所述电子阻挡层的主要物质为三氧化二铝与聚偏二氟乙烯。相对于现有技术，本发明锂离子电池阳极极片上设有电子阻挡层，因此制作锂离子电芯时无需再在阴、阳极极片之间设置隔离膜，从而有效避免了隔离膜张力对电池性能的影响，简化了锂离子电芯的制造工艺。此外，本发明还公开了一种采用前述阳极极片的锂离子电芯。

Description

锂离子电芯及其阳极极片
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池，尤其是一种锂离子电芯及其阳极极片。 
背景技术
随着现代社会的发展，各种移动设备，如摄像机、笔记本电脑、便携式DVD和数码相机等都有了越来越广泛的应用，锂离子电池也越来越受到人们的青睐，成为移动设备的理想电源，甚至在航空、航天、航海、汽车、医疗设备等领域中也逐步取代了其他的传统电池。 
现有的锂离子电池一般都采用卷绕或叠片的方式得到锂离子电芯，锂离子电芯通常包括阴、阳极极片以及隔离在其中的隔离膜。其中，隔离膜间隔于相邻的阴、阳极片之间，起到电子阻隔、离子导通的作用。 
阴极极片包括一般采用铝箔制作的阴极集流体和附着在阴极集流体上、含有阴极活性物质的膜片；阳极极片包括一般采用铜箔制作的阳极集流体和附着在阳极集流体上、含有阳极活性物质的膜片；隔离膜则为采用塑化、萃取等工艺制成的微孔薄膜。 
但是，在锂离子电芯的制造过程中，特别是在自动卷绕工序中，极片张力与隔离膜的张力在卷绕时很难控制，导致锂离子电芯内外圈松紧不一致，在后续工序中阴、阳极极片或铜箔等会出现断裂现象，特别是在圆柱型锂离子电池上，这种影响更为突出。 
有鉴于此，确有必要提供一种能够避免因隔离膜张力影响电池性能的锂离子电芯。 
发明内容
本发明的目的在于：提供一种无需设置隔离膜的锂离子电芯及其阳极极片，以避免隔离膜张力影响电池性能。 
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池阳极极片，其包括阳极集流体和涂布于阳极集流体上的阳极膜片，其中，阳极膜片上设有起阻燃作用的表面填充层，表面填充层上涂布有具有电子阻挡、离子导通作用的电子阻挡层，所述表面填充层的主要物质为钛酸锂、羧甲基纤维素钠及苯乙烯聚丁橡胶，所述电子阻挡层的主要物质为三氧化二铝与聚偏二氟乙烯。 
作为本发明锂离子电池阳极极片的一种改进，所述表面填充层的主要物质为三氧化二铝、羧甲基纤维素钠及苯乙烯聚丁橡胶。 
作为本发明锂离子电池阳极极片的一种改进，所述阳极膜片中含有阳极活性物质，所述表面填充层是填充在阳极膜片表面的活性物质中间的网状薄层，由印刷于阳极膜片表面上的一层阻燃薄层经冷压形成，具有平整的上表面。 
作为本发明锂离子电池阳极极片的一种改进，所述阻燃薄层的厚度为2～6μm。 
作为本发明锂离子电池阳极极片的一种改进，所述电子阻挡层的厚度为10～25μm。 
作为本发明锂离子电池阳极极片的一种改进，所述阳极膜片涂布于阳极集流体的双面，沿着阳极集流体的宽度方向的两侧留有未涂布阳极膜片的两条露出部，所述电子阻挡层也涂布于阳极集流体的露出部上。 
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种锂离子电芯，其包括彼此叠加卷绕的阳极极片和阴极极片，阳极极片为上述段落所述的阳极极片，阴、阳极极片之间未设置隔离膜。 
相对于现有技术，本发明锂离子电池阳极极片上设有电子阻挡层，因此制作锂离子电芯时，无需再在阴、阳极极片之间设置隔离膜，从而有效避免了隔 离膜张力对电池性能的影响，简化了锂离子电芯的制造工艺。 
附图说明
下面结合附图和各个具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行详细说明，其中： 
图1为本发明锂离子电芯的阳极极片的剖视示意图。 
图2为本发明锂离子电芯的卷绕结构示意图。 
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明锂离子电芯的阳极极片为四层复合结构，从内至外分别为阳极集流体12、涂布于阳极集流体12上的阳极膜片14、印刷于阳极膜片14上的表面填充层16，以及位于表面填充层16外层的电子阻挡层18。 
在图示实施方式中，阳极集流体12由铜箔材料制成，其双面的绝大部分表面都涂布有阳极膜片14，仅在沿着宽度方向的两侧留有两条未涂布阳极膜片的长条状露出部120，阳极膜片14中含有阳极活性物质。 
表面填充层16是填充在阳极膜片14表面的活性物质中间的网状薄层，该网状薄层的主要物质为钛酸锂(LTO)、羧甲基纤维素钠(CMC)及苯乙烯聚丁橡胶(SBR)，或三氧化二铝、羧甲基纤维素钠(CMC)及苯乙烯聚丁橡胶(SBR)，其是由印刷于阳极膜片14表面上的一层阻燃薄层经冷压而成，阻燃薄层的印刷厚度最好在2～6μm。 
电子阻挡层18涂布于表面填充层16和阳极集流体12的露出部120上，厚度最好为10～25μm，电子阻挡层18的主要物质为三氧化二铝与PVDF(聚偏二氟乙烯)，能够起到电子阻隔、离子导通的作用，因此能够取代现有锂离子电池中的隔离膜。将上述四层结构的阳极极片冷压至所需的压实密度，即可用于制作锂离子电芯。 
以上述阳极极片制作锂离子电芯时，既可以将其与普通的阴极极片叠加后卷绕方形或圆形电池，也可用叠片工艺做成方形或其他形状电池。 
请参阅图2所示采用本发明锂离子电池阳极极片制作的锂离子电芯的结构示意图，其中，阴极极片20包括阴极集流体22和涂布于阴极集流体的阴极膜片24。 
本发明阳极极片上设有电子阻挡层18，因此制作锂离子电芯时，无需再在阴、阳极极片之间设置隔离膜，从而有效避免了隔离膜张力对电池性能的影响，且简化了锂离子电芯的制造工艺。 
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。 

Claims (6)

1.一种锂离子电池阳极极片，其包括：阳极集流体和涂布于阳极集流体上的阳极膜片，其特征在于：所述阳极膜片上设有起阻燃作用的表面填充层，表面填充层上涂布有具有电子阻挡、离子导通作用的电子阻挡层，所述表面填充层的主要物质为钛酸锂、羧甲基纤维素钠及苯乙烯聚丁橡胶，所述电子阻挡层的主要物质为三氧化二铝与聚偏二氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极极片，其特征在于：所述阳极膜片中含有阳极活性物质，所述表面填充层是填充在阳极膜片表面的活性物质中间的网状薄层，由印刷于阳极膜片表面上的一层阻燃薄层经冷压形成，具有平整的上表面。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池阳极极片，其特征在于：所述阻燃薄层的厚度为2～6μm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极极片，其特征在于：所述电子阻挡层的厚度为10～25μm。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极极片，其特征在于：所述阳极膜片涂布于阳极集流体的双面，沿着阳极集流体的宽度方向的两侧留有未涂布阳极膜片的两条露出部，所述电子阻挡层也涂布于阳极集流体的露出部上。
6.一种锂离子电芯，其包括彼此叠加卷绕的阳极极片和阴极极片，其特征在于：所述阳极极片为权利要求1至5中任一项所述的阳极极片，且阴、阳极极片之间未设置隔离膜。
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