固態復合鋰電池芯極片及使用該極片的鋰電池芯制造技術

本實用新型專利技術提供一種固態復合鋰電池芯極片及使用該極片的鋰電池芯，一種固態復合鋰電池芯極片是以第一陽極集電片的第一陽極集電部、第一陽極活性物質涂層、第一固態電解質隔層、第一陰極活性物質涂層、陰極集電片的陰極集電部、第二陰極涂層、第二固態電解質隔層、第二陽極活性物質涂層以及第二陽極集電片的第二陽極集電部依序層迭結合而成，而鋰電池芯則是在長條形的固態復合鋰電池芯極片的兩端分別結合絕緣膠層之后，再卷繞而成。藉此，不論是單片、堆棧或卷繞成型使用，皆能經由固態電解質涂層的特性，使在高、低溫的環境下正常運作，且能讓電池的性能穩定，以確保使用安全。

【技術實現步驟摘要】
固態復合鋰電池芯極片及使用該極片的鋰電池芯
本技術有關于一種固態復合鋰電池芯極片及使用該極片的鋰電池芯，尤指一種可在高、低溫時的性能穩定，以確保使用安全。
技術介紹
目前鋰離子電池芯由于具有重量輕，比鋼/鋁殼電池安全系數更高、不易爆炸等原因，因此在部分領域得到快速發展，但其實質上也是更換了包裝的液態鋰離子電池芯。其中，當電池芯處于充、放電狀態、短路或高溫環境下而使得電池液的溫度升高到達大約75-80℃以上的高溫時，電解質溶液內諸如碳酸二甲酯(dimethylcarbonate，DMC)的類的有機溶劑及部份雜質將會產生諸如氫氣、氧氣及二氧化碳的類的空氣，而形成氣脹及漏液的現象，如此一來，不但會造成電池芯的性能下降，甚至于會產生爆炸現象，而有安全上的疑慮。再者，一般鋰電池芯內的電極片的制程大致分為堆棧及卷繞兩種方式，兩種方式皆是在陰極片及陽極片之間夾置隔膜紙之后，再重復堆棧或卷繞而成，并在放進殼體之后，注入電解液，最后打鋼珠封口以成型一鋰電池芯。然而，隔膜紙與電解液均不耐高、低溫，當電池液的溫度升高到達大約75-80℃以上的高溫時，不但會有氣脹爆炸的危險，且會有在低溫下無法運作的問題。
技術實現思路
有鑒于此，為了提供一種有別于現有技術的結構，并改善上述的缺點，專利技術人積多年的經驗及不斷的研發改進，遂有本技術的產生。本技術的一目的在提供一種固態復合鋰電池芯極片及使用該極片的鋰電池芯，系將固態電解質隔層與各涂層、片體依序層迭，或將層迭之后的結構卷繞成型，以藉由固態電解質隔層的導電性能穩定及耐高、低溫的特性，使在高溫時，能防止產生氣脹、漏液的問題，以確保使用安全，并在低溫環境中能正常運作。為達上述的目的，本技術所設的固態復合鋰電池芯極片包括一陰極集電片、一第一陰極活性物質涂層、一第一固態電解質隔層、一第一陽極活性物質涂層、一第一陽極集電片、一第二陰極活性物質涂層、一第二固態電解質隔層、一第二陽極活性物質涂層及一第二陽極集電片。其中，該陰極集電片由一陰極極耳及一陰極集電部所組成，陰極集電部具有反向且相對應的第一面及第二面；第一陰極活性物質涂層的一面結合于陰極集電部的第一面上，第一固態電解質隔層及第一陽極活性物質涂層依序層迭于第一陰極活性物質涂層的另一面上；該第一陽極集電片由一第一陽極極耳及一第一陽極集電部所組成，第一陽極集電部的一面結合于第一陽極活性物質涂層的另一面上。而第二陰極活性物質涂層的一面結合于陰極集電部的第二面上，第二固態電解質隔層及第二陽極活性物質涂層依序層迭于第二陰極活性物質涂層的另一面上；該第二陽極集電片由一第二陽極極耳及一第二陽極集電部所組成，第二陽極集電部的一面結合于第二陽極活性物質涂層的另一面上。實施時，陰極集電部的第一面及第二面分別呈長方形。實施時，第一陽極極耳及第二陽極極耳共同組成一陽極極耳組，陽極極耳組與陰極極耳位于反向的位置；陽極極耳組與陰極極耳亦可位于同向的位置。實施時，本技術更包括一第一絕緣層及一第三絕緣層，第一絕緣層結合于陰極集電部的第一面上，第一絕緣層鄰接第一陰極活性物質涂層的一側；而第三絕緣層結合于陰極集電部的第二面上，第三絕緣層鄰接第二陰極涂層的一側。實施時，本技術更包括一第二絕緣層及一第四絕緣層，第二絕緣層結合于陰極集電部的第一面上，第二絕緣層鄰接第一陰極活性物質涂層的另一側；而第四絕緣層結合于陰極集電部的第二面上，第四絕緣層鄰接第二陰極涂層的另一側。本技術所設的鋰電池芯是以長條形的固態復合鋰電池芯極片由第一端朝向第二端的方向卷繞而成，其中，第一端的第一陽極集電部上結合一第一絕緣膠層，第一端的第二陽極集電部上結合一第二絕緣膠層，第二端的第一陽極集電部上結合一第三絕緣膠層，第二端的第二陽極集電部上結合一第四絕緣膠層。附圖說明圖1為本技術固態復合鋰電池芯極片的較佳實施例的組件分解圖。圖2為本技術固態復合鋰電池芯陰極片的較佳實施例的立體外觀示意圖。圖3為圖2的A-A’剖面示意圖。圖4為本技術鋰電池芯的較佳實施例堆棧成型之后的立體外觀示意圖。圖5為本技術鋰電池芯的較佳實施例展開時的立體外觀示意圖。圖6-圖8為本技術鋰電池芯的較佳實施例卷繞成型之后的立體外觀示意圖。具體實施方式請參閱圖1-3所示，其為本技術固態復合鋰電池芯極片1的較佳實施例，包括分別呈長條形片狀的一陰極集電片11、一第一陰極活性物質涂層12、一第一絕緣層13、一第二絕緣層14、一第一固態電解質隔層15、一第一陽極活性物質涂層16、一第一陽極集電片17、一第二陰極活性物質涂層18、一第三絕緣層19、一第四絕緣層20、一第二固態電解質隔層21、一第二陽極活性物質涂層22以及一第二陽極集電片23。該陰極集電片11為鋁箔片，陰極集電片11由一長條形陰極極耳111及一陰極集電部112所組成，其中，陰極集電部112具有反向且相對應的第一面113及第二面114，第一面113及第二面114分別呈長方形。第一陰極活性物質涂層12及第二陰極涂層18分別為鋰硫化合物涂層，亦可為LiMnO2、LiMn2O4、LiCoO2、Li2Cr2O7、Li2CrO4、LiNiO2、LiFeO2、LiNixCo1-xO2、LiFePO4、LiMn0.5Ni0.5O2、LiMn1/3Co1/3Ni1/3O2、LiMc0.5Mn1.5O4、或上述的組合。第一絕緣層13、第二絕緣層14、第三絕緣層19及第四絕緣層20分別為絕緣膠或絕緣漆，第一絕緣層13及第二絕緣層14分別結合于陰極集電部112的第一面113上，并分別鄰接第一陰極活性物質涂層12的兩側；第三絕緣層19及第四絕緣層20分別結合于陰極集電部112的第二面114上，并分別與第二陰極涂層18的兩側鄰接。第一固態電解質隔層15及第二固態電解質隔層21分別為固態分子聚電解質涂層，而該固態分子聚電解質系為陶瓷氧化合物或氧化鋁、玻璃陶瓷，亦可為耐高、低溫的高分子聚合物，例如：具有由以下通式I表示的重復單元E1：其中該重復單元E1具有兩個與該重復單元E1的四個N原子中的兩個鍵結的側基，L1及L2；L1及L2獨立地表示基團R1－SO3M；R1表示烴；M表示選自由Li+、Na+、H+及K+組成的群的陽離子；R3表示基團H或SO3M；且x表示大于10的整數。第一陽極活性物質涂層16及第二陽極活性物質涂層22為鋰金屬混合氧化物(lithiummixedmetaloxide)涂層，亦可分別由商用硅粉末球磨后而成，且在硅材料表面包覆碳膜。而第一陽極集電片17及第二陽極集電片23分別為鋁箔片或銅箔片其中的一種，且第一陽極集電片17由長條形第一陽極極耳171及第一陽極集電部172所組成，第二陽極集電片23由長條形第二陽極極耳231及第二陽極集電部232所組成。上述第一陰極活性物質涂層12的一面結合于陰極集電部112的第一面113上，第一固態電解質隔層15及第一陽極活性物質涂層16依序層迭于第一陰極活性物質涂層12的另一面，而第一陽極集電片17的第一陽極集電部172的一面結合于第一陽極活性物質涂層16的另一面上。另，第二陰極涂層18的一面結合于陰極集電部112的第二面114上，第二固態電解質隔層21及第二陽極活性物質涂層22依序層迭于第二陰極涂層18的另一面，而第二本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固態復合鋰電池芯極片，其特征在于，包括：一陰極集電片，由一陰極極耳及一陰極集電部所組成，該陰極集電部具有反向且相對應的第一面及第二面；一第一陰極活性物質涂層，其一面結合于該陰極集電部的第一面上；一第一固態電解質隔層，其一面結合于該第一陰極活性物質涂層的另一面；一第一陽極活性物質涂層，其一面結合于該第一固態電解質隔層的另一面；一第一陽極集電片，由一第一陽極極耳及一第一陽極集電部所組成，該第一陽極集電部的一面結合于該第一陽極活性物質涂層的另一面；一第二陰極涂層，其一面結合于該陰極集電部的第二面上；一第二固態電解質隔層，其一面結合于該第二陰極涂層的另一面；一第二陽極活性物質涂層，其一面結合于該第二固態電解質隔層的另一面；以及一第二陽極集電片，由一第二陽極極耳及一第二陽極集電部所組成，該第二陽極集電部的一面結合于該第二陽極活性物質涂層的另一面。

【技術特征摘要】
1.一種固態復合鋰電池芯極片，其特征在于，包括：一陰極集電片，由一陰極極耳及一陰極集電部所組成，該陰極集電部具有反向且相對應的第一面及第二面；一第一陰極活性物質涂層，其一面結合于該陰極集電部的第一面上；一第一固態電解質隔層，其一面結合于該第一陰極活性物質涂層的另一面；一第一陽極活性物質涂層，其一面結合于該第一固態電解質隔層的另一面；一第一陽極集電片，由一第一陽極極耳及一第一陽極集電部所組成，該第一陽極集電部的一面結合于該第一陽極活性物質涂層的另一面；一第二陰極涂層，其一面結合于該陰極集電部的第二面上；一第二固態電解質隔層，其一面結合于該第二陰極涂層的另一面；一第二陽極活性物質涂層，其一面結合于該第二固態電解質隔層的另一面；以及一第二陽極集電片，由一第二陽極極耳及一第二陽極集電部所組成，該第二陽極集電部的一面結合于該第二陽極活性物質涂層的另一面。2.根據權利要求1所述的固態復合鋰電池芯極片，其特征在于，該陰極集電部的第一面及第二面分別呈長方形。3.根據權利要求1所述的固態復合鋰電池芯極片，其特征在于，該第一陽極極耳及該第二陽極極耳共同組成一陽極極耳組，該陽極極耳組與該陰極極耳位于反向的位置。4.根據權利要求1所述的固態復合鋰電池芯極片，其特征在于，該第一陽極極耳及該第二陽極極耳共同組成一陽極極耳組，該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃文弘，
申請(專利權)人：迪吉亞節能科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：中國臺灣,71