[发明专利]层状产品和二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池，更特别地，涉及封装具有电解质(如液体 电解质和固体电解质)的锂电池主体的层状产品和包括这种层状产品 的二次电池。

背景技术

锂电池也称为锂二次电池，是一种由用作电解质的固体聚合物、 凝胶聚合物、液体等组成并通过锂离子的运动产生电的电池，并包括 其中正极/负极活性材料由大分子聚合物形成的这类电池。锂二次电池 由具有以下组成的锂电池主体构成：正极集电器材料(铝，镍)/正极 活性物质层(正极材料如金属氧化物、炭黑、金属硫化物、电解质溶 液和聚合物例如聚丙烯腈)/电解质(碳酸盐电解质如聚碳酸异丙烯酯、 碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和甲基碳酸亚乙酯，由锂盐制成的无机固体 电解质或凝胶电解质)/负极活性物质层(负极材料如锂金属、合金、 碳、电解质溶液和聚合物例如聚丙烯腈)/负极集电器材料(铜、镍或 不锈钢)；和容纳这些元件的外部护套元件.具有高容积效率和重量 效率的锂二次电池广泛用于电子装置和电子零件，尤其是用于蜂窝式 电话、笔记本型个人计算机、摄像机等.

锂电池的外部护套元件主要被分成通过金属接合工艺密封具有圆 筒形状、矩形六面体形状等的金属罐的一种类型和热粘合并密封具有 弹性的层状产品的另一种类型，从容易取出金属端子、容易密封和弹 性的观点看，已开始使用通过层压塑料薄膜和金属箔如铝等形成的层 状产品，其可被成形为适合电子装置或电子零件空间的合适形状，从 而能在一定程度上自由设计电子装置或电子零件的形状来容易地实现 小型和重量轻.

由于层状产品要求锂电池所需的性质如防汽性质、密封性质、抗 穿孔性质、绝缘性质、耐热和耐冷性质、抗电解质性质(耐电解质溶 液性质)和耐腐蚀性质(耐电解质变质和水解产生的氢氟酸性质)作 为必不可少的基本性质，因此通常使用这种层状产品，其具有由基底 层、阻挡层和内层构成的结构，其中基底层提供抗穿孔性质和防止从 外部传导电流，阻挡层由金属箔如铝等制成，其确保防汽性质，内层 具有对以伸出方式连接到锂电池主体的各个正极和负极的金属端子的 优良粘合性质，或内层具有热粘合性质以便确保密封性质.

对于锂电池结构，可使用如图2(b)中所示的袋型，其中上述层 状产品被加工成具有如图2(a)所示的具有周边热粘合部分的袋形状 [图2(a)显示了枕头型封装袋；但是，可使用三通型或四通型封装袋]， 锂电池主体(未示出)容纳在其中，金属端子连接到各自的正极和负 极上，伸出到外面，开口部分通过热粘合工艺密封；或可使用如图3 (b)中所示的模制型，其中层状产品被模压形成如图3(a)所示的凹 面部分，锂电池主体(未示出)容纳在凹面部分中，金属端子连接到 各自的正极和负极上，伸出到外面，凹面部分涂有制成分离元件的片 形状层状产品，四个周边被热粘合来密封.尽管图中未示出，但模制 型包括另外一种模制型，其中代替覆盖凹面部分的片形状封装元件， 使用如图3(a)所示的模压材料，从而在通过热粘合四个周边密封的 两个侧面上形成凹面部分.图2和3中显示的袋型或模制型视为本发 明的锂电池的模式.图2和3中显示的引用数字11、12、13和14代表 层状产品，符号D代表锂电池，符号S代表周围热粘合部分，符号T 代表金属端子.

在任何一种上述模式的锂电池中，当用层状产品密封锂电池主体 时，必须进行密封过程，金属端子分别连接到锂电池主体的正极和负 极上，允许伸到外面，金属端子被热粘合，同时夹在层状产品之间. 由于这个原因，通常使用这种方法，即对金属具有优良粘合性质的热 粘合树脂例如已用不饱和羧酸接枝改性的酸改性烯烃树脂用于层状产 品的内层，以便被热粘合和密封，或使用另一种方法，其中对金属粘 合性质较差的普通烯烃树脂(指由碳和氢制成的直链或支链烯烃树 脂，下文中，称为普通聚烯烃树脂)用于内层，对金属具有优良粘合 性质的由上述酸改性烯烃树脂制成的金属端子部分密封粘合薄膜夹在 金属端子合内层之间，以便被热粘合和密封。