專利名稱：鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的一個或多個實施方式涉及具有改善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的鋰二次電池。
背景技術(shù)：
近來對于便攜電子裝置諸如便攜式攝像機、便攜式計算機和移動電話的需求不斷 增長。因此，已經(jīng)進行了很多對于給這些便攜電子裝置供電的二次電池的研究。當前開發(fā) 的二次電池的實例包括鎳-金屬氫化物(Ni-MH)電池、鋰離子電池和鋰離子聚合物電池。 鋰(Li)是通常被用作二次電池的材料，其具有小原子量，因此適于制造每單位質(zhì)量具有大 電容量的電池。另外，鋰(Li)與水劇烈地反應，使得非水電解質(zhì)被用于鋰基電池中。在這 點上，這種鋰基電池不受水電解電壓的影響，因此可產(chǎn)生3V到4V的電動勢。鋰二次電池通常包括兩個電極和防止兩個電極之間短路的隔離體。兩個電極和隔 離體堆疊或卷繞在一起并被放入帶有非水電解質(zhì)的殼體中。電極接頭從電極延伸并連接到 電端子。鋰離子二次電池中所用的非水電解質(zhì)可以是液體電解質(zhì)或固體電解質(zhì)。通 過在有機溶劑中離解鋰鹽來獲得液體電解質(zhì)。有機溶劑的實例可包括乙烯碳酸酯 (ethylene carbonate)、丙;I；希碳酸酉旨(propylene carbonate)、含燒基碳酸酉旨(alkyl group-containing carbonate)和類似的有機化合物。固體電解質(zhì)是鋰離子可滲透的并可 以分為由聚合物材料形成的有機固體電解質(zhì)和由結(jié)晶或非晶無機材料形成的無機固體電 解質(zhì)。固體電解質(zhì)自身通常不導電。因此，固體電解質(zhì)自身可以作為隔離體。隔離體防止電池中的兩個電極之間的短路并且對于電解質(zhì)的離子是可滲透的。因 此，隔離體限制鋰離子在電極之間自由移動。如果隔離體對于電解質(zhì)不具有足夠的滲透 性和可濕性，鋰離子在兩個電極之間的遷移受到阻礙。因此，對電池性能而言，隔離體的 空隙率、可濕性、離子電導率、耐熱性(heat resistance)、耐熱變形性(heat deflection resistance)、耐化學性(chemicalresistance)和機械強度很重要。另外，當制造電極組件時，負電極活性材料層的表面積通常大于正電極活性材料 層的表面積，插置在其間的隔離體通常大于正電極和/或負電極，從而防止發(fā)生短路。因 此，由于這些尺寸差異，在制造電極組件期間會難于布置隔離體。所以，會帶來制造難點。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的一個或多個實施方式包括二次電池，該二次電池包括涂覆有隔離體的電 極，從而有利于包括在鋰二次電池中的元件的布置。根據(jù)本公開的一個或多個實施方式，鋰二次電池包括正電極，包括正電極活性材 料層；負電極，包括負電極活性材料層；電解質(zhì)；和無機絕緣隔離涂層，涂覆在正電極和負 電極的至少一個上。正電極活性材料層和負電極活性材料層具有基本相同的尺寸，正電極 和負電極的長度和寬度基本相同，從而有利于正電極和負電極的布置。根據(jù)本公開的一個或多個實施方式，負電極活性材料層可以包括鈦酸鋰(LTO)。LTO 可以是 Li4Ti5O1215根據(jù)本公開的一個或多個實施方式，無機絕緣隔離涂層可以包括陶瓷材料。無機 絕緣隔離涂層的空隙率可以為約10%至約50%。根據(jù)本公開的一個或多個實施方式，無機絕緣隔離涂層可以直接涂覆在正電極活 性材料層和/或負電極活性材料層上。根據(jù)本公開的一個或多個實施方式，正電極活性材料層和負電極活性材料層可以 包括第一粘結(jié)劑，無機絕緣隔離涂層可以包括第二粘結(jié)劑。該第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑每 個可以是油基粘結(jié)劑和水基粘結(jié)劑二者中的不同一種。根據(jù)本公開的一個或多個實施方式，負電極活性材料層可以包括對于鋰具有至少 0.5V電勢差的材料。鋰二次電池可以還包括插置在正電極與負電極之間的隔離體。根據(jù)本公開的一個或多個實施方式，鋰二次電池可以是堆疊型鋰二次電池，其中 正電極和負電極的表面積和/或形狀可以相同。本公開的附加方面和/或優(yōu)點將在隨后的描述中部分地闡述，并由描述而部分地 清楚，或者可以通過實踐本公開而習知。


通過下文結(jié)合附圖對示范性實施例的描述，本公開的這些和/或其他方面將變得 明白且更易于理解，其中圖IA至IH示出根據(jù)本公開示范性實施例的堆疊型鋰二次電池的電極組件的制造 方法；圖2A至2D為圖IH的電極組件的修改方案的截面圖；圖3A至3D示出根據(jù)本公開另一示范性實施方式的堆疊型鋰二次電池的電極組件 的制造方法；圖4A和4B為圖3D的電極組件的修改方案的截面圖；圖5為圓柱鋰二次電池的截面圖；圖6為示意性示出圖5的圓柱鋰二次電池的正電極和負電極的寬度的概念圖；圖7A至7E示出根據(jù)本公開另一示范性實施方式的圓柱鋰二次電池的電極組件的 制造方法；圖8A至8D為根據(jù)本公開的方面的卷繞電極組件的平面圖；和圖9A至9C示出根據(jù)本公開的另一實施方式的圓柱鋰二次電池的電極組件的制造方法。
具體實施例方式現(xiàn)將詳細參考本公開的示范性實施例，其實例在附圖中示出，其中通篇相似的附 圖標記表示相似的元件。為了解釋本公開的方面，下文參考附圖來描述示范性實施方式。圖IA至IH示出根據(jù)本公開示范性實施方式的堆疊型鋰二次電池的電極組件10 的制造方法。圖IA至IG每個包括在制造期間電極組件10的部件的平面圖、正視圖和側(cè)視 圖。圖IH包括電極組件10的透視圖和正視圖。參考圖1H，電極組件10包括負電極20和 正電極30。每個負電極20包括負電極集流體22、負電極活性材料層23和無機絕緣隔離涂層40。每個正電極30包括正電極集流體32和正電極活性材料層33。負電極20和正電極30尺寸基本相同，S卩，具有基本相同的表面積。負電極20可 以包括鋰。常規(guī)地，由于鋰與負電極活性材料層之間的電勢差，負電極活性材料層大于正電 極活性材料層。由于鋰與負電極活性材料層之間的電勢差僅為0. IV，所以在充電期間鋰金 屬可以容易地析出。為了防止鋰金屬析出(鋰金屬析出會導致不穩(wěn)定)，一般的負電極活性 材料層大于正電極活性材料層。因此，由于尺寸差異使得難于布置負電極和正電極。所以， 降低了電極組件的可加工性。然而，根據(jù)本公開當前實施方式，負電極活性材料層23包括關(guān)于鋰具有至少0. 5V 電勢差的活性材料。因此，即使負電極活性材料層23和正電極活性材料層33尺寸基本相 同，鋰也基本不析出。因此，負電極活性材料層23的表面積可以與正電極活性材料層33的 表面積相同，包括在其中的活性材料的量可以相同。另外，負電極20和正電極30的尺寸 (表面積)可以基本相同。負電極活性材料層23可以包括鈦酸鋰(LTO)。LTO可以是Li4Ti5O12或Li3Ti5012。 負電極活性材料層23涂覆在負電極集流體22的相反側(cè)面上。然而，負電極活性材料層23 可以交替設(shè)置在負電極集流體22的僅一側(cè)上。無機絕緣隔離涂層40可以設(shè)置在負電極20的最外表面上。例如，在圖IH中，無 機絕緣隔離涂層40可以設(shè)置在負電極活性材料層23的外側(cè)上。這樣，無機絕緣隔離涂層 40防止負電極20與正電極30之間的短路，而不使用額外的隔離體。因此，可以改善鋰離 子遷移。無機絕緣隔離涂層40可以包括例如陶瓷材料。無機絕緣隔離涂層40可以物理地 防止鋰從負電極20的表面析出。也就是說，無機絕緣隔離涂層40設(shè)置在負電極20的表面 上，從而抑制鋰枝晶的形成，由此抑制鋰析出。如果鋰析出，析出的鋰可以包含在無機絕緣 隔離涂層40中。因此，由于無機絕緣隔離涂層40包括陶瓷材料，可以防止鋰析出問題。負電極活性材料層23可以包括或可以不包括相對于鋰具有0. 5V或更大電勢差的 活性材料。也就是說，負電極活性材料層23不必包括這種活性材料，因為無機絕緣隔離涂 層40物理地防止鋰從負電極20的表面析出。另外，如果負電極活性材料層23包括具有 0. 5V或更大電勢差的活性材料，鋰可以基本不析出。無機絕緣隔離涂層40進一步防止鋰可 析出的小的可能性。這里，空隙率表示在電極或涂層的任意橫截面中的空閑空間的比率(％ )，由此成 為無機絕緣隔離涂層40中電解質(zhì)滲透到兩個電極的程度的指標。如果無機絕緣隔離涂層 40包括陶瓷材料，其空隙率可以為約10%至約50%。陶瓷材料的空隙率可以通過改變涂覆 在電極層上的漿料的粘性來控制，從而形成涂層40。然而，控制空隙率并不限于此，顯然，本 領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以采用各種其它方法來控制空隙率。在下文將描述堆疊型鋰二次電池的電極組件10的制造方法。負電極20和正電極 30具有基本相同的尺寸(表面積)和形狀。這樣，負電極集流體22和正電極集流體32具 有基本相同的尺寸和形狀。具體地，如圖IH所示，正電極30和負電極20的長度和寬度可 以基本相同或一致。同樣，負電極集流體22和正電極集流體32可以具有相同形狀和/或 表面積。參考圖1A，負電極活性材料層23設(shè)置在負電極集流體材料的片21上。具體地，包 括第一粘結(jié)劑(粘結(jié)樹脂)和活性材料的漿料施加到片21的兩側(cè)，從而形成負電極活性材料層23。參考圖1B，無機絕緣隔離涂層40形成在負電極活性材料層23上。這里，無機絕 緣隔離涂層40可以包括第二粘結(jié)劑(粘結(jié)樹脂)。如果第一粘結(jié)劑是水基粘結(jié)劑，第二粘 結(jié)劑可以是油基粘結(jié)劑，反之亦然。在圖IB中，在形成無機絕緣隔離涂層40之后，所得產(chǎn)物沿著設(shè)置在其未涂覆區(qū)中 的切割線45被切割，從而形成圖IC所示的所得產(chǎn)物。所得產(chǎn)物沿著切割線45被切割，從而 形成圖ID的堆疊型負電極20。無機絕緣隔離涂層40增大正電極30和負電極20的厚度， 并因此在切割期間幾乎不產(chǎn)生毛刺(burr)。即使產(chǎn)生毛刺，毛刺出現(xiàn)在表面上的可能性很 低。另外，無機絕緣隔離涂層40被毛刺刺穿和/或產(chǎn)生短路的可能性很低。因此，可提高 電池的安全性。另外，可省略隔離層疊帶的貼附工藝。參考圖1E-1G，正電極30可以以與負電極20相似的方式制造。具體地，通過在正 電極集流體材料的片31上涂覆包括粘合樹脂(粘結(jié)劑)和活性材料的漿料，正電極活性材 料層33形成在該片31上。正電極活性材料層33的粘結(jié)劑可以是水基粘結(jié)劑或油基粘結(jié) 劑，只要是與上文所述的無機絕緣隔離涂層40的第二粘結(jié)劑不同類型的粘結(jié)劑。堆疊型負電極20和正電極30交替堆疊，如圖IH所示，由此完成對堆疊型鋰二次 電池的電極組件10的制造。負電極活性材料層23和正電極活性材料層33具有相同的尺 寸和形狀。負電極20和正電極30也具有相同的尺寸和形狀。因此，負電極20和正電極30 可以容易地布置，提高了電極組件10的制造可加工性。負電極20和正電極30堆疊的順序 可以改變，從而順序堆疊。本公開不限于圖IH中所示的電極組件10的構(gòu)造。圖2A至2D為根據(jù)本公開的方面的電極組件10不同修改方案的截面圖。為了方 便僅示出兩個電極，但是電極組件能包括以交替方式布置的任意數(shù)量的電極。參考圖2A，電極組件包括正電極230a和負電極220a。負電極220a包括僅設(shè)置在 負電極集流體222的一個表面上的負電極活性材料層223。無機絕緣隔離涂層240設(shè)置在 集流體222和活性材料層223的外表面上。正電極活性材料層233設(shè)置在正電極集流體 232的面對負電極220a的表面上。無機絕緣隔離涂層240沒有形成在正電極230a上。參考圖2B，電極組件包括正電極230b和負電極220b。負電極220b包括僅設(shè)置在 負電極集流體222的一個表面上的負電極活性材料層223。正電極230b包括設(shè)置在正電極 集流體232的面對負電極220b的表面上的正電極活性材料層233。無機絕緣隔離涂層240 設(shè)置在集流體232和活性材料層233的外表面上。參考圖2C，電極組件包括正電極230c和負電極220c。正電極230c包括設(shè)置在正 電極集流體232的相反側(cè)面上的兩個正活性材料層233。無機絕緣隔離涂層240設(shè)置在正 活性材料層233的外表面上。負電極220c包括與正電極230c相似布置的負電極集流體 222、兩個負活性材料層223和兩個無機絕緣隔離涂層M0。這樣，無機絕緣隔離涂層240設(shè) 置在負電極220c和正電極230c的兩側(cè)上。因此，可降低短路發(fā)生的可能性。參考圖2D，電極組件包括正電極230d、負電極220d和設(shè)置在其間的隔離體250。隔 離體250可以通常由聚烯烴基(polyolef in-based)材料形成。負電極220d與負電極220c 相似。正電極230d與正電極230c相似，除了正電極230d不包括無機絕緣隔離涂層240之 外。上述電極組件可包括任意數(shù)量的正電極和負電極。關(guān)于圖2D，隔離體250設(shè)置在 每對電極之間。電極一般交替堆疊以形成電極組件。
圖3A至3D示出根據(jù)本公開的另一示范性實施方式的堆疊型鋰二次電池的電極組 件的制造方法。圖3A至3D每個包括電極組件10的各種元件的平面圖、正視圖和側(cè)視圖。 在圖IA至IH的前述實施方式中，負電極活性材料層23包括相對于鋰具有0. 5V或更大的 電勢差的活性材料，使得負電極20和正電極30可以具有相同的尺寸和形狀。與圖IA至IH 不同，雖然負電極活性材料層323不包括相對于鋰具有至少0. 5V電勢差的活性材料，但是 負電極320和正電極(未示出)的尺寸(表面積)和/或形狀可以基本相同。無機絕緣隔離涂層340可以涂覆在正電極和負電極320上，從而覆蓋正電極活性 材料層(未示出)及相應的負電極活性材料層323。負電極活性材料層和正電極活性材料 層可以包括普通活性材料。例如，負電極活性材料層323可以包括例如石墨作為負活性材 料。正電極活性材料層可以包括例如鈷酸鋰(LiCoO2)作為正活性材料。活性材料并不限 于上述實例，可以包括基于硅的材料、基于錫的材料、基于鋁的材料和基于鍺的材料。除了上述活性材料之外，活性材料可以為鈦酸鋰(LTO)。如果負電極活性材料層和 正電極活性材料層不包括相對于鋰具有至少0. 5V電勢差的活性材料，諸如鈦酸鋰，鋰可能 析出。這樣，可以涂覆無機絕緣隔離涂層340以覆蓋負電極活性材料層和正電極活性材料 層 323 ο這里，無機絕緣隔離涂層340可以包括，例如，陶瓷材料。無機絕緣隔離涂層340 可以吸收所析出的鋰。因此，涂層340防止負電極活性材料層和正電極活性材料層與鋰離 子直接接觸，由此基本減少了鋰析出問題。例如，參考圖3D，無機絕緣隔離涂層340完全覆 蓋負電極活性材料層323，使得負電極活性材料層323不直接接觸電解質(zhì)。因此，如果負電 極活性材料層和正電極活性材料層不包括相對于鋰具有至少0. 5V電勢差的活性材料并因 此鋰會析出，那么析出的鋰可包含在無機絕緣隔離涂層340中。這里，無機絕緣隔離涂層340還可起到隔離體的作用，從而防止負電極320與正電 極之間的短路。另外，因為無機絕緣隔離涂層340可包括析出的鋰，負電極活性材料層323 的尺寸可以與正電極活性材料層的尺寸相同。因此，負電極320和正電極的尺寸(表面積) 和/或形狀可基本相同，使得可以容易地布置負電極320和正電極并提高電極組件10的制
造效率。在下文將描述根據(jù)本公開示范性實施方式的電極組件10的制造方法。參考圖3A， 通過在負電極集流體材料的片321上涂覆包括粘合樹脂(第一粘結(jié)劑)和活性材料的漿 料，負電極活性材料層323可以形成在該片321上。參考圖3B，無機絕緣隔離涂層340形成在負電極活性材料層323上。無機絕緣隔 離涂層340完全覆蓋負電極活性材料層323的暴露表面。無機絕緣隔離涂層340包括粘合 樹脂(第二粘結(jié)劑)。第一和第二粘結(jié)劑可以是水基粘結(jié)劑或油基粘結(jié)劑。如果第一粘結(jié) 劑是水基粘結(jié)劑，第二粘結(jié)劑可以是油基粘結(jié)劑，反之亦然。在圖3B中，在形成無機絕緣隔 離涂層340之后，所得產(chǎn)物被沿著切割線45切割，從而獲得圖3C中所示的結(jié)構(gòu)。圖3C的產(chǎn)物沿著切割線45被切割，從而獲得堆疊型負電極320，如圖3D所示。正 電極可以以與負電極320相似的方式制造。然后，所制造的負電極320和正電極交替堆疊， 由此完成堆疊型鋰二次電池的電極組件10的制造。圖4A和4B為圖3D的電極組件10的修改方案的截面圖。參考圖4A，電極組件被 提供為包括負電極420a、正電極430a和設(shè)置在其間的隔離體450。隔離體450 —般可以由聚烯烴基材料形成。負電極420a包括設(shè)置在負電極集流體422的相對表面上的負電極活 性材料層423。無機絕緣隔離涂層440完全覆蓋活性材料層423。圖4B示出包括負電極420b和正電極430b的電極組件。負電極包括僅涂覆在集 流體422的一個表面上的負活性材料層423?；钚圆牧蠈?23完全覆蓋有無機絕緣隔離涂 層440。正電極430b包括與負電極相似布置的正活性材料層433、集流體432和涂層440。 圖4A和4B的變型電極組件并不限于此，并可以由本領(lǐng)域一般技術(shù)人員來改變。圖5為根據(jù)本公開的方面的圓柱鋰二次電池100的截面圖，該圓柱鋰二次電池100 包括卷繞的電極組件101。參考圖5，圓柱鋰二次電池100包括電極組件101、中心銷(center pin) 120、罐140和蓋組件150。電極組件101包括卷繞在一起的正電極和負電極。負電極 可以分別是負電極520、620或720，正電極可以分別是正電極530、630或730。無機絕緣隔離涂層可以形成在負電極和正電極的至少一個上，使得可以不需要間 隔隔離體。如果沒有形成無機絕緣隔離涂層，普通隔離體(未示出)可以設(shè)置在電極之間。 隔離體可以具有比電極大的寬度，從而防止電極之間的短路。然而，如果形成無機絕緣隔離 涂層，涂層不需要寬于電極，因為涂層與電極一起移動，所以可以防止電極之間的短路。參考圖5和圖6，負電極和正電極在電池100的上絕緣板117與下絕緣板116之間 延伸的寬度W可以相同。因為負電極和正電極的寬度W基本相同，所以易于卷繞電極組件 101。然而，在一些方面，負電極和正電極的長度可以不同。例如，當電極以果凍卷形式卷繞 時，其中一個電極的長度可以大于另一個，使得在卷繞時電極適當?shù)乇舜嗣鎸Αｋ姌O組件101是圓柱形的并被包括在同樣是圓柱形的罐140中。負電極可以包括 銅(Cu)箔作為集流體，正電極可以包括鋁(Al)箔作為集流體。負電極抽頭(tap)114可以 焊接到負電極和罐的底表面。正電極抽頭115可以焊接到正電極和蓋組件150的蓋下部 152。負電極抽頭114可以由鎳(Ni)材料形成，正電極抽頭115可以由鋁(Al)材料形成。 中心銷120固定在電極組件101的中心，從而在電極100充電和放電期間在內(nèi)部支撐電極 組件101。負電極包括負電極活性材料層。負活性材料可以包括相對于鋰具有至少0. 5V電 勢差的活性材料，例如鈦酸鋰(LTO)。由于LTO被包括在負電極活性材料層中，鋰不析出。 因此，負電極活性材料層的寬度W不需要大于正電極的正電極活性材料層的寬度來防止鋰 析出。也就是說，負電極活性材料層和正電極活性材料層的寬度W可以基本相同。因此，負 電極和正電極可以精確地卷繞。這里，負電極和正電極的寬度彼此相同表示負電極集流體 和正電極集流體的寬度相同。負電極和正電極中的一個或兩者都可以包括無機絕緣隔離涂層。這里，無機絕緣 隔離涂層可以設(shè)置在負電極520、620和720的最外表面上。涂覆無機絕緣隔離涂層使得可 以防止負電極520、620和720與相應的正電極530、630、730之間的短路，而不使用單獨的 隔離體，并且可以遷移鋰離子。無機絕緣隔離涂層可以包括例如陶瓷材料。包括陶瓷的無 機絕緣隔離材料吸收析出的鋰。因此，無機絕緣隔離涂層可以解決鋰析出問題。圖7A至7E示出根據(jù)本公開的另一實施方式的電極組件101的制造方法。圖7A 至7E每個包括在電極520、530形成期間電極520、530的平面圖、正視圖和側(cè)視圖。參考圖7A，負電極活性材料層523可以設(shè)置在負電極集流體材料的片521上。包 括粘合樹脂和活性材料的漿料可以涂覆在片521的相反側(cè)面上，從而形成負電極活性材料層523。參考圖7B，無機絕緣隔離涂層540設(shè)置在負電極活性材料層523上。無機絕緣隔 離涂層540和負電極活性材料層523每個包括不同的粘結(jié)劑。粘結(jié)劑可以是水基粘結(jié)劑或 油基粘結(jié)劑，只要它們彼此不同。在圖7B中，在涂覆了無機絕緣隔離涂層540之后，所得產(chǎn) 物沿著切割線45被切割，從而形成負電極520，如圖7C所示。參考圖7D，正電極活性材料層533可以設(shè)置在正電極集流體材料的片531上。包 括粘結(jié)劑和活性材料的漿料可以涂覆在片531的相反側(cè)面上，從而形成正電極活性材料層 533。正電極活性材料層533的粘結(jié)劑可以是水基粘結(jié)劑或油基粘結(jié)劑，與無機絕緣隔離涂 層MO的粘結(jié)劑相反。所得產(chǎn)物被切割以形成圖7E所示的正電極530。負電極520和正電極530可以卷繞在一起，成為果凍卷形。負電極520和正電極 530可以從其端部開始卷繞，或從其中心開始卷繞。負電極520和正電極530的結(jié)構(gòu)不限于 圖7A至7E，并可以改變。圖8A至8D為根據(jù)本公開的方面的部分地卷繞的電極組件的平面圖。參考圖8A， 電極組件包括正電極630a和負電極620a。正電極630a包括無機絕緣隔離涂層640、活性材 料層633和集流體632。負電極620a包括設(shè)置在集流體622的相反側(cè)的活性材料層623。參考圖8B，電極組件包括正電極630b和負電極620b。負電極620b包括無機絕緣 隔離涂層640、一個活性材料層623和集流體622。正電極620b包括設(shè)置在集流體632的 一側(cè)的活性材料層633。通過設(shè)置在負電極620b的最外表面上的無機絕緣隔離涂層640， 可以防止負電極620b與正電極630b之間的短路，并可以遷移鋰離子。參考圖8C，電極組件包括正電極630c和負電極620c。正電極630c與正電極630a 基本相同。負電極620c包括集流體622、兩個活性材料層623和兩個絕緣隔離涂層640。涂 層640每個可以被設(shè)置在負電極620c和正電極630c的最外表面上。參考圖8D，電極組件包括正電極630d和負電極620d。正電極630d與正電極630a 基本相同。負電極620d與負電極620a基本相同。電極組件還包括插置在負電極620d與 正電極630d之間的隔離體650。這里，隔離體650可以由聚烯烴基材料形成。圖9A至9C每個包括根據(jù)本公開另一示范性實施方式的電極組件101的制造工藝 的平面圖、正視圖和側(cè)視圖。參考圖9A，負電極活性材料層723可以設(shè)置在負電極集流體 材料的片721上。這里，可以涂覆包括粘結(jié)劑和活性材料的漿料以形成負電極活性材料層 723。參考圖9B，形成無機絕緣隔離涂層740以完全覆蓋負電極活性材料層723的暴露 表面。無機絕緣隔離涂層740可以包括粘結(jié)劑。負電極活性材料層723的粘結(jié)劑和無機絕 緣隔離涂層740的粘結(jié)劑是水基粘結(jié)劑或油基粘結(jié)劑二者中不同的一種。在形成無機絕緣 隔離涂層740之后，所得產(chǎn)物沿著切割線45被切割，從而產(chǎn)生負電極720，如圖9C所示。正電極(未示出)可以以與負電極720相似的方式制造。正電極和負電極可以具 有大體相同的尺寸和形狀，雖然其中一個可以長于另一個以實現(xiàn)電極組件101的卷繞。這 里，對于正電極，絕緣隔離涂層可設(shè)置在正電極活性材料層上。電極被定位使得負電極活性材料層723和正電極活性材料層彼此面對，然后電極 被卷繞。負電極720和正電極的豎直寬度可以基本彼此相同。電極組件101不限于此并可以改變。例如，活性材料層可以設(shè)置在集流體的兩側(cè)。 另外，隔離體可以插置在負電極720與正電極之間。隔離體一般可以由聚烯烴基材料形成。
就使用不同的負電極活性材料層而言，圖9A至9C中所示的工藝不同于圖7A至7E 中所示的工藝。也就是說，負電極活性材料層523包括相對于鋰具有至少0. 5V電勢差的活 性材料。例如，活性材料可以是LT0。圖9A至9C的負電極活性材料層723包括相對于鋰具 有0. 5V或更小電勢差的活性材料。如果鋰從負電極活性材料層723中析出，析出的鋰被包 含在無機絕緣隔離涂層740中。負電極活性材料層723可以包括負活性材料，例如石墨。正電極活性材料層可以 包括正活性材料，例如鈷酸鋰(LiCoO2)t5然而，活性材料不限于上述實例。如果負電極活 性材料層723不包括諸如LTO的活性材料，鋰可能析出。因而，可以涂覆無機絕緣隔離涂層 740以完全覆蓋負電極活性材料層723。無機絕緣隔離涂層740可以包括例如陶瓷材料以防止鋰析出。因此，防止鋰離子 與負電極活性材料層723直接接觸，由此可以解決鋰析出問題。無機絕緣隔離涂層740也 可以起到隔離體的作用，從而防止負電極720與正電極之間的短路，同時對于鋰離子是可 滲透的。另外，因為無機絕緣隔離涂層740可以防止鋰析出，負電極活性材料層723和正電 極活性材料層733的尺寸可以大體相同。因此，負電極720和正電極的尺寸(表面積)可 以大體相同，由此提高可加工性。雖然已經(jīng)示出并描述了本公開的一些示范性實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白在 不脫離本公開的原理和精神的情況下，可以對這些示范性實施方式進行改變，本公開的范 圍由權(quán)利要求及其等價物來限定。
權(quán)利要求
1.一種鋰二次電池，包括第一電極，包括設(shè)置在第一集流體上的第一電極活性材料層；第二電極，包括設(shè)置在第二集流體上的第二電極活性材料層；電解質(zhì)；和無機絕緣隔離涂層，涂覆在所述第一電極活性材料層上以隔離所述第一電極和所述第 二電極，其中所述第一電極活性材料層和第二電極活性材料層具有基本相同的表面積，所述第 一電極和所述第二電極具有基本相同的長度和寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述第二電極活性材料層包括鈦酸鋰LT0。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述無機絕緣隔離涂層包括陶瓷材料。
4.如權(quán)利要求3所述的鋰二次電池，其中所述無機絕緣隔離涂層的空隙率為10%至 50%。
5.如權(quán)利要求3所述的鋰二次電池，其中所述無機絕緣隔離涂層包括第一涂層，直接設(shè)置在所述第一電極活性材料層上；和第二涂層，直接設(shè)置在所述第二電極活性材料層上。
6.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述第一電極活性材料層和所述第二電極活 性材料層每個包括油基粘結(jié)劑和水基粘結(jié)劑二者中的不同一種。
7.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述無機絕緣隔離涂層完全覆蓋所述第一活 性材料層的不與所述第一集流體接觸的表面。
8.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中所述第二電極活性材料層包括相對于鋰具有 至少約0. 5V電勢差的材料。
9.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，還包括插置在所述第一電極與所述第二電極之間 的隔離體。
10.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，還包括以堆疊方式交替設(shè)置的多個所述第一電 極和所述第二電極，其中所述第一電極和所述第二電極的面積相同。
11.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，還包括以堆疊方式交替設(shè)置的多個所述第一電 極和所述第二電極，其中所述第一電極和所述第二電極的形狀相同。
12.—種鋰二次電池，包括第一電極，包括設(shè)置在第一集流體的相反側(cè)面上的第一電極活性材料層；第二電極，面對所述第一電極設(shè)置，包括設(shè)置在第二集流體的相反側(cè)面上的第二電極 活性材料層；電解質(zhì)；和無機絕緣隔離涂層，直接涂覆在所述第一電極活性材料層上，其中所述第一電極和所述第二電極具有基本相同的尺寸和形狀。
13.如權(quán)利要求12所述的鋰二次電池，還包括無機絕緣隔離涂層，該無機絕緣隔離涂 層直接涂覆在所述第二電極活性材料層的相反側(cè)面上，其中所述無機絕緣隔離涂層包括陶瓷材料。
14.如權(quán)利要求12所述的鋰二次電池，其中所述第一電極活性材料層包括相對于鋰具有至少約0. 5V電勢差的材料；和 所述無機絕緣隔離涂層完全覆蓋所述第一活性材料層的不與所述第一集流體接觸的 表面。
15.一種鋰二次電池，包括第一電極，包括設(shè)置在第一集流體上的第一電極活性材料層； 第二電極，包括設(shè)置在第二集流體上的第二電極活性材料層； 電解質(zhì)；和包括陶瓷材料的無機絕緣隔離涂層，直接涂覆在所述第一電極活性材料層上，其中，所述第一電極和所述第二電極具有基本相同的寬度，和所述第一電極和所述第二電極卷繞在一起，所述無機絕緣隔離涂層設(shè)置在其間。
16.如權(quán)利要求15所述的鋰二次電池，其中所述第一電極活性材料層和所述第二電極 活性材料層的活性材料的量基本相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰二次電池。該鋰二次電池包括正電極，包括正電極活性材料層；負電極，包括負電極活性材料層；電解質(zhì)；和無機絕緣隔離涂層，涂覆在活性材料層的至少一個上。正電極活性材料層和負電極活性材料層的尺寸和形狀基本相同，從而有利于正電極和負電極的布置。
文檔編號H01M4/62GK102088110SQ201010578480
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者申政淳 申請人:三星Sdi株式會社