專利名稱：負(fù)極及使用該負(fù)極的鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋰二次電池，特別涉及一種鋰二次電池負(fù)極。
背景技術(shù)：
鋰二次電池由于其具有高能量密度、高電動勢及低自放電等優(yōu)良特性，已被廣泛應(yīng)用于移動電話、筆記本電腦等消費性電子產(chǎn)品中。
本發(fā)明所述鋰二次電池包括鋰離子電池和高分子鋰電池。鋰離子電池是以人造石墨或天然石墨等碳材料作為負(fù)極，以鋰鈷、鋰鎳、鋰錳等金屬氧化物作為正極材料，以無水有機溶劑作為電解液的二次電池。高分子鋰電池包括兩類，一類是電極為高分子材料的鋰離子電池，另一類是電解液為固態(tài)或膠態(tài)聚合物的鋰離子電池。
鋰二次電池均采用有機溶劑或有機聚合物作為電解液，要求電池內(nèi)部不合水分子，因為鋰離子電池電壓高達(dá)3～4V，而水的分解電壓為1.23V，若電池內(nèi)部含有水份，在高電壓充放電下水份分解，會造成電池性能劣化，降低鋰二次電池的使用壽命。
因此，電池制程中需嚴(yán)格控制空氣相對濕度小于0.04％(即Dew point＝-56℃)。但是，控制空氣相對濕度小于0.04％需要高成本，且仍然無法避免制備過程中殘留一定量的水分子。另外，鋰二次電池在長期使用后，也無法避免水分子氣滲透，導(dǎo)致電池功能喪失。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的為提供一種防止電池內(nèi)部水分子使鋰二次電池性能劣化的負(fù)極。
本實用新型的另一目的為提供一種含有上述負(fù)極的鋰二次電池。
本實用新型提供一種鋰二次電池負(fù)極，該負(fù)極包括負(fù)極活性材料及分散于負(fù)極活性材料中的吸水劑，負(fù)極活性材料包括碳材料，如石墨、碳纖維、碳納米管等，另外，過渡金屬或其氧化物亦可選用，如錫及其氧化物；吸水劑包括鋰化分子篩、活性碳、活性氧化鋁、硅膠、氧化鈣、硫酸鈣等，具有露點低于-56℃的強吸水性，粒徑范圍為2納米至1微米。
本實用新型還提供一種含有上述負(fù)極材料的鋰二次電池。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的負(fù)極材料具有以下優(yōu)點吸水劑添加于負(fù)極活性材料中，能完全吸附鋰二次電池制備過程中殘留或使用時滲入的水份，降低電池制備成本，防止電池使用過程中鋰離子電池中毒，從而延長鋰二次電池的使用壽命。
圖1是本實用新型鋰二次電池負(fù)極結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型鋰二次電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式以下結(jié)合圖示介紹具體的實施方式如圖1所示，本實用新型鋰二次電池負(fù)極10包括集電體101、負(fù)極活性材料102、分散于負(fù)極活性材料中的吸水劑103及粘結(jié)劑(未標(biāo)示)，負(fù)極活性材料102與吸水劑103通過粘結(jié)劑形成一體，涂覆于集電體101的表面。其中吸水劑103包括鋰化分子篩、活性碳、活性氧化鋁、硅膠、氧化鈣、硫酸鈣等，具有露點低于-56℃的強吸水性，粒徑范圍為2納米至1微米；負(fù)極活性材料102包括碳材料，如石墨、碳纖維、碳納米管等，另外，過渡金屬或其氧化物也可選用，如錫及其氧化物；集電體101為金屬基材或碳棒，具有良好導(dǎo)電性能；粘結(jié)劑一般使用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚環(huán)氧乙烷、乙丙橡膠等。
上述鋰二次電池負(fù)極的制備方法包括以下步驟將負(fù)極活性材料102粉體、吸水劑103及粘結(jié)劑混合，用可溶解粘結(jié)劑的適當(dāng)分散劑(如N-甲基吡咯烷酮)將其分散、漿化后，將漿液涂覆于集電體101表面，干燥即可。
如圖2所示，本實用新型鋰二次電池20包括一殼體(圖未標(biāo)示)及置于殼體內(nèi)的正極11、電解液12、隔離膜13以及本實用新型所提供的負(fù)極10。
鋰離子電池及高分子鋰電池的正極11主要包括集電體和形成于集電體表面的活性物質(zhì)，如鋰錳氧化物、鋰鎳氧化物、鋰鈷氧化物等鋰與過渡金屬的復(fù)合氧化物。
電解液12為鋰離子電池通用的有機電解質(zhì)溶液，可以由一種有機溶劑或幾種有機溶劑組成的混合溶劑添加一種或幾種可溶鋰鹽組成。有機溶劑例如碳酸異丙烯酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1，2-二甲氧基乙烷等，典型的可溶鋰鹽如高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、六氟砷酸鋰等。
對于高分子鋰電池，電解液12為聚合物電解質(zhì)，如含有高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、六氟砷酸鋰等鋰鹽的聚乙烯氧烷、聚丙烯氧烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等。
電池隔離膜13為現(xiàn)有技術(shù)所采用的鋰二次電池隔離膜，如無機紙、不織布、高分子聚合物多孔膜等，包括單層膜和多層膜。
電池殼體包括金屬、合金、塑料或其組合。
本實用新型的鋰二次電池可具有任何形狀，如圓柱狀、棱柱狀、片狀或鈕扣狀。
本實用新型鋰二次電池的制備可采用任何公眾已知的制備鋰二次電池的方法。具體而言，一種常用的方法包括在殼體內(nèi)放置通過隔離膜13耦合的負(fù)極10及正極11，隨后往其中注入電解質(zhì)并將其密封。優(yōu)選真空注射作為注射電解質(zhì)的方法，但對其沒有特別限制。也可將耦合的電極10、11在置于殼體內(nèi)之前用電解質(zhì)溶液進(jìn)行浸漬。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的負(fù)極材料具有以下優(yōu)點吸水劑添加于負(fù)極活性材料中，能完全吸附鋰二次電池制備過程中殘留或使用時滲入的水份，降低電池制備成本，防止電池使用過程中鋰離子電池中毒，從而延長鋰二次電池的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種鋰二次電池負(fù)極，其特征在于該負(fù)極包括負(fù)極活性材料及分散于負(fù)極活性材料中的吸水劑。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極，其特征在于吸水劑包括鋰化分子篩、活性碳、活性氧化鋁、硅膠、氧化鈣或硫酸鈣。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極，其特征在于吸水劑具有露點低于-56℃的強吸水性。
4.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極，其特征在于吸水劑的粒徑范圍為2納米到1微米。
5.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極，其特征在于負(fù)極活性材料包括碳材料、過渡金屬或過渡金屬氧化物。
6.如權(quán)利要求5所述的鋰二次電池負(fù)極，其特征在于過渡金屬為錫。
7.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池負(fù)極，其特征在于該負(fù)極還包括集電體及粘結(jié)劑，負(fù)極活性材料與吸水劑通過粘結(jié)劑粘結(jié)形成一體，涂覆于集電體的表面。
8.如權(quán)利要求7所述的鋰二次電池負(fù)極，其特征在于集電體包括金屬基材或碳棒。
9.如權(quán)利要求7所述的鋰二次電池負(fù)極，其特征在于粘結(jié)劑包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚環(huán)氧乙烷和乙丙橡膠中一種或多種的組合。
10.一種鋰二次電池，包括殼體以及置于殼體內(nèi)的正極、負(fù)極、有機電解質(zhì)及隔離膜，其特征在于該負(fù)極包括負(fù)極活性材料及分散于負(fù)極活性材料中的吸水劑。
專利摘要本實用新型涉及一種鋰二次電池負(fù)極，該負(fù)極包括負(fù)極活性材料及分散于負(fù)極活性材料中的吸水劑。負(fù)極活性材料包括碳材料，如石墨、碳纖維、碳納米管等，另外，過渡金屬或其氧化物亦可選用，如錫及其氧化物；吸水劑包括鋰化分子篩、活性炭、活性氧化鋁、硅膠、氧化鈣、硫酸鈣等，具有露點低于－56℃的強吸水性。吸水劑能完全吸附鋰二次電池制備過程中殘留及使用時水分子氣透性滲入的水分，防止鋰離子電池中毒，從而提高鋰二次電池使用壽命。本實用新型還涉及一種使用該負(fù)極的鋰二次電池。
文檔編號H01M10/40GK2694501SQ0326809
公開日2005年4月20日 申請日期2003年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月23日
發(fā)明者黃文正, 黃全德 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司