一种聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池。包括正极片（7）、负极片（10）、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）、胶体电解质及壳体，正极片（7）、负极片（10）层叠排布于聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）的两面，层叠后的正极片（7）、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）、负极片（10）卷绕形成电池芯（13），电池芯注入电解液后，经热聚合使电解液形成胶体电解质，卷芯内正极片（7）、负极片（10）粘贴于聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）两侧，电芯形成非液态的聚合物电芯，电池芯、胶体电解质位于壳体内。减小了电池芯的内阻，解决了叠片结构生产效率低和极片边角面积大的问题，减少电池产热量，改善电池的安全性，延长使用寿命。

Polyvinylidene fluoride coated non-woven paper separator paper polymer lithium ion secondary battery two

The utility model relates to a polyvinylidene fluoride coating non-woven fabric membrane paper polymer lithium ion secondary battery two. Including the positive plate (7) and negative plate (10) and PVDF coated nonwoven paper (21), colloidal electrolyte and a positive plate (7) and negative plate (10) arranged on the laminated PVDF coating non-woven separator (21) both sides of the cathode laminated after (7), PVDF coated nonwoven paper (21), negative plate (10) winding to form a battery core (13), the battery core is filled with electrolyte, through thermal polymerization to form colloidal electrolyte electrolyte, anode plate roll core (7), (10) negative electrode paste on polyvinylidene fluoride ethylene coated nonwoven paper (21) on both sides of the formation of polymer core non liquid batteries, battery core, colloidal electrolyte is positioned in the casing. The utility model reduces the internal resistance of the battery core, solves the problems of low production efficiency of the laminated structure and large area of the edge of the pole piece, reduces the heat generation of the battery, improves the safety of the battery and prolongs the service life.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种锂离子二次电池，特别涉及一种聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池。
技术介绍
近年来，锂离子二次电池作为高功率大电流放电电池，应用越来越广泛，对电池的各项性能要求也越来越高。目前公知的锂离子二次电池通用结构有：卷绕结构和叠片结构，隔膜纸为聚丙烯，聚乙烯材质。聚丙烯，聚乙烯材质涂层隔膜纸，孔隙率在40%左右，孔径在0.01—0.15um，阻抗大，且受热易收缩，在高温135—165℃时，易收缩变形、破裂，造成电池失效。传统卷绕结构的电池生产效率高，极片边角面积小，易于批量化生产和极片边缘毛刺、脱粉的有效控制；传统叠片结构的电池充、放电倍率较高，产热量小，适应一定范围下的高功率放电条件下的使用；但极片边角面积较大，生产效率相对较低，不利于批量化生产和极片边缘毛刺、脱粉的控制。随着市场的拓展，高功率密度电力设备对锂离子二次电池的需求也越来越大，如电动机车电源、电动类工具、航模等市场均有很大的需求。要求电池在-20℃～+60℃,（15—30）C放电倍率下，仍能正常工作，其常规锂离子二次电池有难以逾越的缺陷。主要体现在：1）在高温135—165℃时，隔膜纸缩变形、破裂，造成电池失效或形成安全问题；2）放电倍率小，通常适合于常温3C以下电流的连续放电，无法满足高功率设备工作时的所需的功率要求；3）电池内阻大，例如10Ah电池1KHz交流阻抗通常在3MΩ以上；4）传统的卷绕结构电池倍率较差，叠片结构电池生产效率较低，不易于边缘毛刺、脱粉的有效控制；5）电池大电流充、放电条件下，温升较高，严重影响电池的循环寿命。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种生产效率高、放电倍率高、极片边角面积小的聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池。本技术解决上述问题的技术方案是：一种聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池，包括正极片、负极片、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸、胶体电解质及壳体，所述正极片、负极片层叠排布于聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸的两面，层叠后的正极片、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸、负极片卷绕形成电池芯，所述电池芯注入电解液后，经热聚合使电解液形成胶体电解质，卷芯内正极片、负极片粘贴于聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸两侧，电芯形成非液态的聚合物电芯，所述电池芯、胶体电解质位于壳体内。所述正极片上设有不等距的正极耳，正极耳上有用于检验卷绕整齐度的孔，其孔径为￠1.2mm，所述正极耳并联构成电池芯正极耳，铝极耳焊在电池芯正极耳上，铝极耳与电池芯正极耳连接处贴有聚酰亚胺胶纸，负极片上设有不等距的负极耳，负极耳上有用于检验卷绕整齐度的孔，其孔径为￠1.2mm，所述负极耳并联构成电池芯负极耳，铜镀镍极耳焊在电池芯负极耳上，铜镀镍极耳与电池芯负极耳连接处贴有聚酰亚胺胶纸，电池两端均有一对电池芯正极耳、电池芯负极耳引出。聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸无纺布基层厚度为（28-32）um，其聚偏氟乙烯涂层均匀涂敷在无纺布基层的两侧，聚偏氟乙烯涂层厚度为（6-20）um，无纺布基层孔隙率是（60-75）%，孔径是（0.12-0.28）um的高孔隙率纤维素聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸。本技术的有益效果在于：本技术的电池芯由正极片、聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸、负极片层叠后卷绕而成，并通过极耳并联，减小了电池芯的内阻，解决了叠片结构生产效率低和极片边角面积大的问题，同时也减少了电池的产热量，电池芯卷绕形成电池芯注入电解液后，经热聚合使电解液形成胶体电解质，卷芯内正极片、负极片粘贴于聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸两侧，电芯形成非液态的聚合物电芯，改善了电池的安全性，延长了电池的使用寿命。附图说明图1为本技术聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸横切面结构示意图；图2为本技术正极基材涂敷活性物质后结构示意图；图3为本技术负极基材涂敷活性物质后结构示意图；图4为本技术正极片的结构示意图；图5为本技术负极片的结构示意图；图6为本技术电池芯的结构示意图；图7为本技术焊接极耳后电池芯的结构示意图；图8为本技术的聚合物锂离子二次电池外部示意图。图中：无纺布1、聚偏氟乙烯涂层2、正极基材3、正极活性物质4、负极基材5、负极活性物质6、正极片7、正极极片极耳定位孔8、正极耳9、负极片10、负极极片极耳定位孔11、负极耳12、电池芯13、电池芯正极耳14、铝极耳15、聚酰亚胺胶纸16、电池芯负极耳17、铜镀镍极耳18、卷绕收尾胶纸19、铜镀镍极耳胶20、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸21。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1所示，聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸21包括无纺布1、聚偏氟乙烯（PVDF)涂层2，所述聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸21为聚偏氟乙烯（PVDF)涂层2均匀的涂敷在无纺布1的两面。图2、图3所示，正极基材3上按一定尺寸均匀的涂敷上正极活性物质4，负极基材5上按一定尺寸均匀的涂敷上负极活性物质6。如图4、图5所示，正极片7上、下端均设有不等距的正极耳9，正极耳9上设有用于检查卷绕对齐度的正极极片极耳定位孔8，负极片10上、下端均设有不等距的负极耳12，负极耳12上设有用于检查卷绕对齐度的负极极片极耳定位孔11。如图6所示，图中包括正极片7、正极耳9、负极片10、负极耳12、聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸21，所述正极片7、负极片10层叠排布于聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸21的两面，层叠后的正极片7、聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸21、负极片10卷绕形成电池芯13，所述正极极片极耳定位孔8，负极极片极耳定位孔11用于检查电池芯13卷绕的整齐度，电池芯13封装注入电解液后，经热聚合使电解液形成胶体电解质，卷芯内正极片7、负极片10粘贴于聚偏氟乙烯（PVDF)涂层无纺布隔膜纸21两侧，形成非液态的聚合物电芯。如图7所示，电池芯正极耳14由正极片极耳9并联而成，电池芯负极耳17由负极片极耳12并联而成，电池芯13的卷绕收尾处贴有卷绕收尾胶纸16，所述电池芯正极耳14上焊接有铝极耳15，电池芯正极耳14与铝极耳15连接处贴有聚酰亚胺胶纸16，所述电池芯负极耳17上焊接有铜镀镍极耳18，电池芯负极耳17与铜镀镍极耳18连接处贴有聚酰亚胺胶纸16，电池芯上下两端均焊有一对铜镀镍极耳18，铝极耳15，铜镀镍极耳18上溶接有铜镀镍极耳胶20，贴有聚酰亚胺胶纸16。如图8所示，焊接好极耳的电池芯13位于铝塑复合膜壳体内，铝塑复合膜壳壳体注入电解液后，经热聚合使电解液形成胶体电解质的非液态聚合物电芯，电芯两端均有一对铝极耳15、铜镀镍极耳18。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池，包括正极片（7）、负极片（10）、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）、胶体电解质及壳体，其特征在于：所述正极片（7）、负极片（10）层叠排布于聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）的两面，层叠后的正极片（7）、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）、负极片（10）卷绕形成电池芯（13），所述电池芯注入电解液后，经热聚合使电解液形成胶体电解质，卷芯内正极片（7）、负极片（10）粘贴于聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）两侧，电芯形成非液态的聚合物电芯，所述电池芯、胶体电解质位于壳体内。

【技术特征摘要】
1.一种聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池，包括正极片（7）、负极片（10）、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）、胶体电解质及壳体，其特征在于：所述正极片（7）、负极片（10）层叠排布于聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）的两面，层叠后的正极片（7）、聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）、负极片（10）卷绕形成电池芯（13），所述电池芯注入电解液后，经热聚合使电解液形成胶体电解质，卷芯内正极片（7）、负极片（10）粘贴于聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸（21）两侧，电芯形成非液态的聚合物电芯，所述电池芯、胶体电解质位于壳体内。2.如权利要求1所述的聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池，其特征在于：所述正极片（7）上设有不等距的正极耳（9），正极耳（9）上有用于检验卷绕整齐度的正极极片极耳定位孔（8），其孔径为￠1.2mm，所述正极耳（9）并联构成电池芯正极耳（14），铝极耳（15）焊在电池芯正极耳（...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾金辉，张守祥，
申请(专利权)人：江西迪比科股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36