[发明专利]非水电解质二次电池和制造这种电池的方法

说明书

本发明涉及锂离子电池，例如具有凝胶型或塑料高分子电解质层的的锂离子聚合物二次电池，以及制造这种电池的方法。

近些年，随着可移动的小的电设备的普及，例如小的，重量轻的便携式电话或便携式计算机，具有小体积，可靠的输出特性并且可以通过多次充放电而长时间使用的二次电池，例如镍-镉电池，镍-氢电池和锂离子电池，作为用于供应电能以驱动电设备的电源已经大量的研究和开发。

在二次电池中，锂离子二次电池尽管体积小、重量轻、并且尺寸上薄，但具有能够输出稳定电能的特点，出于利用这种电池薄尺寸的适宜结构特点而将其用作可折叠二次电池的目的，这种锂离子二次电池已经进行了研究和开发。

进一步说，作为可以获得上述薄尺寸和可折叠形状以及无泄漏的优异性能的技术，而不象采用液体电解质作为干电池的情况，建议采用含有可实现挠性的可塑剂，和采用高分子固体电解质的技术，在此技术中锂盐溶解在高分子材料中。

在这种具有薄型结构的锂离子二次电池中，电池的主要部分以下面形式形成。通过叠加正电极、正电极活性材料层、凝胶型高分子固体电解质层、隔膜、负电极、负电极电解质活性材料层，形成了叠层结构。在叠层结构中正电极引线和负电极引线连接到相应的电极上。此后，叠层结构由铝/聚丙烯层叠包装材料制成的封装件覆盖，并且密封端部。

作为用作上述示意性结构的材料，例如，最好采用下述材料。此处采用的塑料材料缩写如下：聚乙烯对苯二酸盐；PET，熔融聚丙烯；PP，铸塑聚丙烯；CPP，聚乙烯；PE，低密度聚乙烯；LDPE，高密度聚乙烯；HDPE，线性低密度聚乙烯；LLDPE，尼龙(nyron)；Ny。另外，铝用作具有水分渗透阻力的阻挡膜的金属材料，缩写为AL。

最典型结构是封装件、金属膜和密封材料分别是PET、AL和PE的结合。也可以采用与这种结合相同的其它典型层叠结构。这样的结合是：PET/AL/CPP,PET/AL/PET/CPP,PET/Ny/AL/CPP,PET/Ny/AL/Ny/CPP,PET/Ny/AL/Ny/PE,Ny/PE/AL/LLDPE,PET/PE/AL/PET/LDPE,或PET/Ny/AL/LDPE/CPP。

作为用作叠层膜密封层的材料，可以采用上述举例PE、LDPE、HDPE、LLDPE、PP和CPP等，并且根据观察结果，其厚度最好在20μm至100μm的范围内。通常用作密封层的材料的熔化温度如下。PE,LDPE,HDPE和LLDPE的熔化温度在120-150℃,PP和CPP在大约180℃，用作封装层的PET的熔化温度在230℃以上。

作为用作具有水分渗透阻力的阻挡膜材料，虽然在上例中以铝作为举例，但并不限于此，能通过溅射的方式形成薄膜的材料都可以采用。作为这样的材料，可以采用氧化铝(Al₂O₃)，氧化硅(SiO₂)和氮化硅(SiN_x)。

通常，在用于密封具有薄型结构的锂离子二次电池的封装件端部的常规方式中，在密封封装件的端部的位置上提供对金属材料和引线电极的封装件具有高粘接的粘性材料，并且在将要密封的位置上提供压力。在其它方式中，粘性材料仅提供在每一个引线电极中密封位置的表面并且封装件的端部向每一个引线电极提供压力以密封该部分。

然而，在采用上述粘性材料的常规密封结构和制造此结构的方法中，存在着问题，例如，即使封装件可以完全的密封引线电极的主要表面，在引线电极和封装件边缘之间很容易产生缝隙，这样导致了非完全密封状态(或密封性降低)，因此在电池内部易受到温度变化的影响或来自外界的影响，并且由于在电池中长期变化，电池内部迅速损坏，这会导致电动势的降低和耐久力的减弱。另外，这种电池产生导致电池容量的降低的缝隙，必须作为非一致性(nonconforming)的电池处理，这导致了生产率降低。

考虑到上述问题完成了本发明，其目的在于提供一种具有高生产率和在覆盖有封装件的电池内部密封方面性能优异的锂离子电池以及制造这种电池的方法，可以防止由引线电极边和封装件之间产生的缝隙而导致的封装失败。

本发明的非水电解质二次电池包括叠层结构，在此叠层结构中至少包括有层叠的正电极和负电极；用于覆盖叠层结构的膜状或板状封装件；引线电极，此引线电极的一个端部连接到叠层结构，另一个端部从封装件的端部伸向外部；密封件，通过熔化热塑性材料将此密封件插入封装件端部和引线电极之间，并且密封它们之间的缝隙。