[发明专利]制作锂离子聚合物电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作电池的方法，特别涉及一种制作锂离子聚合物电池的方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，新的电子设备对于高能可充电池的需求日益迫切，同时环境保护也对电池提出了新的要求。二次可充电池主要包括铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池等。其中锂离子电池具有电压高、循环使用次数多、存储时间长等优点，是公认的高效绿色能源。

聚合物锂离子电池在电子设备在运行过程中均会散发热量，高温环境容易造成电池负极表面SEI膜分解及电解液溶剂在正负极表面发生氧化还原分解反应，产生CO、CO₂ 、CH₄和C₂H₆等气体，使得聚合物锂离子电池鼓胀形变，电池容量和循环性能迅速下降，电子设备由于电池的形变也会遭到一定程度的破坏，严重时会瘫痪。

目前，对于锂离子电池鼓胀形变问题，主要采用改变电池结构、在电解液中加入功能添加剂等方法解决。在Journal of Power Sources 119–121 (2003) 833–837描述了一个例子，叠片方式制作的电池形变小于卷绕方式制作的电池。此外增加泄压阀，优化电极尺寸也可以减小电池鼓胀形变。

日本公开专利（专利号96-64238A）在电解液中加入钙盐等。上述描述的方法通过在电解液中加入有机或无机添加剂，在炭负极表面形成钝化膜，阻止负极与电解液溶剂反应，降低产气量，减少电池鼓胀程度。

然而这些方法均存在一定的问题，如防鼓胀效果不明显，或是添加剂本身在高温下就会发生分解，或是在负极表面形成的钝化膜不稳定分解，或是添加剂的加入减少了电极活性物质含量，导致充放效率降低，电池容量、循环等性能下降。

因此，提供一种工艺简单、效果显著的制作锂离子聚合物电池的方法，是该领域技术人员应着手解决的问题之一。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供了一种工艺简单、操作方便、效果显著的制作锂离子聚合物电池的方法。

在本发明中特别提供一种聚合物锂离子电池用凝胶电解液，通过利用现场聚合技术，将液态的电解液发生凝胶化，使其能够阻止负极表面钝化膜的分解和抑制电解液溶剂与正负极之间的副反应，减少气体的产生，有效地控制电池厚度，防止电池鼓胀变形和循环变形。

为实现上述目的本发明所采用的实施方式如下：一种制作锂离子聚合物电池的方法，其特征在于实施步骤如下：

（1）将正负极片与隔膜卷绕成电池芯，并封装在铝塑包装膜内；

所述正极片中的活性物质为LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_xCo_yMn_zO₂(0≤x,y,z<1)、LiMn₂O₄、LiMnO₂、LiFePO₄中的一种或两种以上任意均匀混合；

所述负极片中的活性物质为人造石墨、天然石墨中的一种或两种任意均匀混合； 

所述隔膜采用聚烯烃微孔隔膜，其厚度为9-40mm，孔隙率为25-50%；

（2）按常规均匀混合配制含有锂盐、成膜添加剂、聚合物单体和引发剂的非水电解液； 

     所述非水电解液含有的锂盐为LiPF₆、LiBF₄、LiBOB、LiN（CF₃SO₂）₂或LiN（C₂F₅SO₂）₂其中的一种或两种以上任意混合，浓度为0.4-1.2mol/L；

所述非水电解液中的成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯（VC），或者亚硫酸丙烯酯（PS），或者为两者任意混合，其占溶剂质量%含量为0.5-4%；

所述非水电解液中的聚合物单体包括二官能团的聚氧化乙烯、三官能团的聚氧化乙烯、氧化丙烯齐聚物单体；或者为甲基丙烯酸酯官能团的聚合物单体；或者为丙烯酸酯官能团的聚合物单体；或者为其中两种以上任意比例混合, 含量为0.01%-8%；

所述非水电解液中的单体引发剂包括聚氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，含量为0.01%-2%；