[发明专利]薄型锂离子电池的制造方法

说明书

本发明涉及一种薄形锂离子电池的制造方法。

近年来，电池作为便携式电子设备的电源在工业上越来越起到重要的作用。为了减小电子设备的尺寸和厚度，越来越需要电池能够放置到有限的设备空间内。在这方面，具有高能量密度和高输出功率密度的锂电池被认为是最适合的。

另一方面，为了减小电子设备尺寸和厚度，需要在形态学上灵活并具有高的自由度，厚度较薄，面积较大或者厚度较薄面积较小的电池。但是，如果传统的金属外壳被用作外部封装部件，则这些要求不能得到满足。为此，一种采用高分子薄膜与金属箔组成的多层复合膜作为外部封装部件的薄形电池逐渐引起人们的关注，比如，2000年12月13日公告的中国专利CN2410745Y公开了这种新型薄形锂离子电池。与传统锂电池相比，其独特区别之一在于采用具有极佳柔性的多层复合膜，使其在形态和制造工艺上更灵活，可以制造薄形和超薄形电池。

与传统锂电池一样，该新型锂电池在初次充电过程中，由于负极表面SEI膜的形成会产生一部分气体，诸如HF、CO、CO₂等。这些气体在电池内部积聚有可能造成电池膨胀，外壳变形等不良后果。为解决这一问题，通常的作法是电池的化成(即第一次充电)在敞开环境下进行，待电池化成之后再封口，称为开口化成。在这种工艺下，要求环境是完全干燥的。实际工业生产中完全干燥的环境是很难达到的，因而外界的水气不可避免会侵入电池内部，造成活性物质和电解质劣化，电池性能下降，充放电内阻增大，自放电率增大，容量衰减较快，循环寿命变短。

本发明的目的在于克服上述薄形锂离子电池开口化成中的不良影响，提供一种薄形锂离子电池制造的制造方法。

本发明的薄形锂离子电池的制造方法，包括下列步骤：

①电池元件制作，包括正、负电极、极耳、隔膜、电

  池芯、高分子薄膜与金属箔组成的多层复合膜外壳；

②电池预装配；

③电池化成；

④真空封口及包装；

其特征在于：所述步骤①包括延伸复合膜外壳形成电池芯容器及附置小开口的预留空间；

上述薄形锂离子电池的制造方法中，所述步骤①的包括设置预留空间位置在电池芯容器的侧部或底部；所述步骤①包括优选先经冲压成型方式形成预留空间；

上述薄形锂离子电池的制造方法中，所述步骤①的预留空间的小开口可以优选为与复合膜熔接的小塑料件的开孔；亦可以优选为未封合缺口；

上述薄形锂离子电池的制造方法中，所述步骤②可以包括将电池芯安装在电池芯容器中，由小开口经预留空间注入电解液，注液后密封小开口，随后进行步骤③电池化成；所述步骤②亦可以包括将电池芯在电解液浸泽后安装在电池芯容器中，密封小开口，随后进行步骤③电池化成。

本发明的薄形锂离子电池的制造方法，完全杜绝了化成过程中外界水分侵入电池内部造成活性物质和有机电解液劣化的影响，因而电池循环内阻，容量变化小，自放电率小，寿命长，性能优。

图1是本发明制造过程的第一种预留空间图；

图2是本发明制造过程的第二种预留空间图；

图3是本发明制造过程的第三种预留空间图；

图4是本发明制造过程的比较例图；

图5是本发明方法制造的薄形锂离子成品电池图；

图6是本发明方法制造的实施例电池和比较例电池在充电态下残留容量与贮存时间的关系图；

图7是本发明方法制造的实施例电池和比较例电池的放电内阻与循环次数的关系图；

图8是本发明方法制造的实施例电池和比较例电池的放电容量与循环次数的关系图。

下面结合附图对本发明进行详细说明。符号说明：1-电池芯容器，2-预留空间，3-小开口，41-正极片，42-负极片

正极片制作：按83wt％的锂钴氧化物(LiCoO₂)活性物质，8wt％的乙炔黑导电材料，4wt％的聚偏氟乙烯(PVdF)粘合剂，5wt％的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂配制浆料，所得浆料涂覆在集流体铝箔上；加热除去多余的溶剂；用辊压机压成一定的厚度；最后裁剪成所需尺寸的矩形极片或长条形极片；

负极片制作：按90wt％天然石墨碳质材料，5wt％PVdF粘结剂，5wt％NMP溶剂配制浆料，它们被溶解在NMP溶剂中，经搅拌机搅拌得到均匀浆料，涂覆在铜箔集流体上，加热除去多余的溶剂后用辊压机压成一定的厚度，最后裁剪成与正极片匹配的矩形极片或长条形极片；