[发明专利]一种超薄锂锰聚合物电池及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂锰聚合物电池，更具体地说，它涉及用于有源识别卡等使用的一种超薄锂锰聚合物电池；本发明还涉及上述锂锰聚合物电池的加工方法。

背景技术

目前，传统的软包装锂锰聚合物电池，其正极耳是直接将铝带焊接在电池正极板的集流体铝箔上形成，而负极耳也是直接将镍带焊接在电池负极板的集流体铜箔上形成。这种工艺结构由于存在焊接工艺、一方面存在焊接质量稳定性控制问题，另一方面由于焊接点的存在，使电池整体的极限厚度很难做到小于0.6mm。随着各种识别卡(如各种IC智能卡、身份证、银行卡和有源智能标签)的普及，具有更好防伪效果的有源识别卡是目前开发的重点技术，但由于电池厚度的限制，成为行业发展的瓶颈。

另外，在一次性锂锰电池的加工时，通常采用压膜法制备MnO2正极，是将正极活性物质二氧化锰、导电剂、粘结剂聚四氟乙烯按照一定的比例混合，搅拌成凝胶状，然后在双辊轧膜机上辊压，使得粘结剂聚四氟乙烯的须状结构充分延展开。为了保证正极活性物质粘结牢固，必须提高粘结剂的含量。这样由于粘结剂的电阻率很大，增加了电极的内阻，不利于提高电极输出电流密度，而且正极活性物质所占比例下降影响了电池的容量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种超薄、质量稳定、电池电性能较好、加工方便的一种超薄锂锰聚合物电池。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种加工上述锂锰聚合物电池的方法。

本发明的前一技术方案是这样的：一种超薄锂锰聚合物电池，包括电池本体，电池本体是由正极、负极、隔膜和外包装膜，其中所述的正极是由集流体铝箔、二氧化锰、导电剂和粘结剂组成，正极的厚度为0.03mm～0.25mm，正极的极耳由集流体铝箔在外包装膜外的延伸部并复合聚丙烯或聚乙烯组成；所述的负极由金属锂片和镍带或铜带或钢带组成，负极的极耳由镍带或铜带或钢带在外包装膜外的延伸部并复合聚丙烯或聚乙烯组成；电池的整体厚度在0.2mm～0.5mm之间。

进一步的，上述的一种超薄锂锰聚合物电池中，所述的正极中集流体铝箔的厚度为0.010mm～0.050mm，二氧化锰的重量比为80％～95％；导电剂的重量比为1％～10％；粘结剂的重量比为1％～10％。

上述的一种超薄锂锰聚合物电池中，所述的导电剂为乙诀黑或导电碳黑或导电石墨或碳纳米管的其中一种或它们的组合；所述的粘接剂为PVDF。

上述的一种超薄锂锰聚合物电池中，所述的电池本体为方形，正极的极耳和负极的极耳位于电池本体的同一侧边上，在该侧边上还设有支承体，该支承体的一边与外包装膜固定连接。

上述的一种超薄锂锰聚合物电池中，所述的电池本体为方形，正极的极耳和负极的极耳位于电池本体的不同侧边上，在设有极耳的侧边上还设有支承体，该支承体的一边与外包装膜固定连接。

上述的一种超薄锂锰聚合物电池中，所述的支承体是由外包装膜在密封结合部的其中一面膜材向外延伸而成。

上述的一种超薄锂锰聚合物电池中，所述的电池正极的极耳和电池负极的极耳分别与支承体粘结。

本发明的后一技术方案是这样的：一种超薄锂锰聚合物电池的加工方法，包括下述步骤：(1)按配比将二氧化锰、粘合剂、导电剂和溶剂混合均匀，均匀涂布在集流体铝箔表面，分切后留出极耳，极耳部分表面经表面处理后与PP或PE热复合，整个正电极片经烘干后备用；(2)镍带或铜带或钢带经表面处理后与PP或PE热复合，然后与锂片铆合；(3)将外包装膜、锂片、隔膜、正电极片依次叠片后顶封、注电解液、经真空封装后成型即得。

本发明与现有技术相比，具有下述优点：

(1)正极活性物质通过涂布方式设置在集流体铝箔上，比传统锂离锰电池的压膜方式更均匀、更稳定、更牢固，厚度可以做得更薄；采用涂布法，在正极活性物质的粒度D50＜20μm后，获得的电极成型性好，电极厚度可减小到200μm以下。采用涂布法制备的电极比压膜法制备的电极在电性能上最大输出功率提高1倍以上，电极活性物质在较大电流放电情况下利用率提高30％以上。

(2)作为正极的集流体铝箔，利用其未涂布的部分延伸做为导电用的极耳，并复合塑料膜，与传统的工艺相比减少焊接，大大降低了厚度，不但提高了生产效率，也保证电池的厚度可以做得更薄，使电池的整体厚度小于0.5mm。

(3)因为二氧化锰的导电性差，本发明正极中采用的导电剂是乙炔黑、导电碳黑或导电石墨或碳纳米管几种混合体，确保电池的导电性，提高电池的大功率放电能力。