可再充電鋰電池和加強其的方法
【專利摘要】公開了可再充電鋰電池和加強其的方法，所述可再充電鋰電池包括：包括正極、隔板和負極的電極組件；和附著到所述電極組件的外表面的電極帶，所述電極帶包括選自如下的熱固性樹脂：丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、或其組合。
【專利說明】可再充電鋰電池和加強其的方法
【技術領域】
[0001]本公開內容涉及可再充電鋰電池。
【背景技術】
[0002]近來，可再充電鋰電池作為用于小型便攜式電子設備的電源已引起了注意。它們使用有機電解質且由此具有為常規(guī)的使用堿性水溶液的電池的放電電壓的兩倍或更大的放電電壓，且因此具有高的能量密度。對于可再充電鋰電池的正極活性物質，已使用包括鋰和過渡元素并能夠嵌入和脫嵌鋰離子的氧化物，且例如LiCo02、LiMn2O4,LiNihCoxO2 (0〈χ〈1)等。
[0003]對于可再充電鋰電池的負極活性物質，已使用可嵌入和脫嵌鋰離子的各種基于碳的材料如人造石墨、天然石墨和硬碳?？稍俪潆婁囯姵乜砂ㄍㄟ^螺旋卷繞正極、負極以及在正極和負極之間的隔板形成的果凍卷(jelly-roll)型電極組件，其中包括所述電極組件的電池殼，和注入所述電池殼中、由此浸潰所述電極組件的電解質。
[0004]為了將所述果凍卷型電極組件安置在所述電池殼中，在螺旋卷繞電極組件后將電極組件的外表面用終止帶(finish tape)覆蓋并壓縮。

【發(fā)明內容】

[0005]示例性實施方式提供展現出良好安全性的可再充電鋰電池。
[0006]根據實施方式，提供可再充電鋰電池，其包括:包括正極、隔板和負極的電極組件；和附著到所述電極組件的外表面的電極帶(electrode tape)。
[0007]所述電極帶包括熱固性樹脂。在一個實施方式中，所述熱固性樹脂可選自丁腈橡膠和酹醒樹脂的混合物、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂(melamine resin)、脲醛樹脂、或其組合。在另一實施方式中，所述熱固性樹脂可為丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、以及環(huán)氧樹脂、聚氨酯、及其組合。所述電極帶可進一步包括位于接觸所述電極組件的一個表面上的粘合劑層。
[0008]所述電極帶可進一步包括金屬。在一個實施方式中，所述電極帶包括金屬基底和圍繞所述金屬基底的熱固性樹脂層。所述金屬可為鋁。
[0009]所述熱固性樹脂層的厚度可為約10 μ m-約2000 μ m,和所述金屬基底的厚度可為約 Iym-約 1000 μ m。
[0010]另一示例性實施方式提供加強可再充電鋰電池的方法，包括:在所述可再充電鋰電池的電極組件的外表面周圍纏繞電極帶，其中所述電極帶包括熱固性樹脂，所述熱固性樹脂包括丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂、和脲醛樹脂的至少一種。
[0011]下文中，將詳細描述本公開內容的進一步的實施方式。
[0012]根據一個實施方式的在可再充電鋰電池中的包括熱固性樹脂的電極帶可改善所述電池的硬度和強度，由此展現出良好的安全性?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1為顯示根據一個實施方式的電極帶的結構的圖。
[0014]圖2為顯示根據一個實施方式的可再充電鋰電池的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下文中將詳細描述本公開內容的示例性實施方式。但是，這些實施方式僅僅是例子，且本公開內容不限于此。
[0016]一個實施方式提供可再充電鋰電池，其包括:包括正極、隔板和負極的電極組件；和附著到所述電極組件的外表面的電極帶。
[0017]所述電極帶包括熱固性樹脂。在一個實施方式中，所述熱固性樹脂可選自丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、或其組合。在另一實施方式中，所述熱固性樹脂可為丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、及其組合。
[0018]所述電極帶可進一步包括位于接觸所述電極組件的表面上的粘合劑層。 [0019]所述粘合劑層可進一步包括選自如下的粘合劑:基于丙烯酸酯的粘合劑、基于氨基甲酸酯的粘合劑、基于三聚氰胺的粘合劑、基于環(huán)氧的粘合劑、基于不飽和酯的粘合劑、基于間苯二酚的粘合劑、基于聚酰胺的粘合劑、基于乙烯基的粘合劑、基于苯乙烯的粘合劑、或其組合。安置為接觸所述電極組件的粘合劑層容許所述電極帶牢固地附著到所述電極組件，使得可更加改善通過使用所述電極帶的效果。
[0020]所述電極帶可進一步包括金屬。當所述電極帶進一步包括金屬時，所述電極帶由金屬基底和圍繞所述金屬基底的包括所述熱固性樹脂的熱固性樹脂層組成。例如，所述金屬基底可位于所述熱固性樹脂層內。
[0021]所述金屬基底的寬度是指對所述電池的縱向的垂直方向，且合乎需要的是，所述金屬基底的寬度小于所述正極的寬度，且特別地，其比所述正極的寬度小Imm或更多(例如，如果所述正極的寬度為約3mm,所述金屬基底的寬度為2mm或更小)。如果所述金屬基底的寬度小于所述正極的寬度，當所述電極帶覆蓋在所述電極組件上時，可保持對準(alignment),可抑制電極組件的變形,和可保持優(yōu)異的安全性。
[0022]而且，當所述電極帶進一步包括金屬時，即使所述電池被刺穿(penetrate),電流通過的電流通路面積寬，使得可改善安全性。所述金屬可為鋁。所述鋁金屬與位于通常電極組件的最外部分處的正極的集流體的鋁金屬相同，使得可降低電池電阻。
[0023]所述熱固性樹脂層的厚度可為約10 μ m-約2000 μ m，和所述金屬基底的厚度可為約1μπ?-1000μπ?。由于所述金屬基底包括在所述熱固性樹脂層中，所述金屬基底的厚度應當不大于所述熱固性樹脂層的厚度。
[0024]在以上范圍內將所述金屬基底的厚度控制為小于所述熱固性樹脂層的厚度是合乎需要的。當所述熱固性樹脂層的厚度和所述金屬基底的厚度落在以上范圍內時，所述電池的厚度不增加，使得不發(fā)生由電池的厚度增加引起的能量密度、強度和粘合強度的降低。
[0025]所述電極帶可具有所述電極組件的長度的約100%-約110%的長度。
[0026]當所述電極帶長度落在所述范圍內時，所述熱固性樹脂足以覆蓋所述電極組件的全部表面，由此進一步改善所述電池的強度且防止發(fā)生內部沖擊。
[0027]包括所述金屬基底以及覆蓋在所述金屬基底上且包括所述熱固性樹脂的所述熱固性樹脂層的所述電極帶可進一步包括位于接觸所述電極組件的表面上的粘合劑層。
[0028]具有以上結構的電極帶的結構顯示在圖1中。如圖1中所示，根據本實施方式的電極帶30包括金屬基底34、圍繞所述金屬基底的表面的熱固性樹脂層32、和位于熱固性樹脂層32的一個表面上的粘合劑層36。
[0029]根據本實施方式的電極帶包括能夠通過熱而熔化的熱固性樹脂，和所述熱固性樹脂可在約90°C -約150°C下熔化，且熔化的熱固性樹脂容許所述電極組件和所述電池殼的附著。而且，盡管所述電極組件沒有完全填充在所述電池殼中，但是所述電池殼的空的內部空間可被所述熱固性樹脂填充，使得很少發(fā)生所述電池的變形。
[0030]通常，所述電極組件中的隔板以突出體的形式安置，因為所述隔板的長度大于電極的長度，但是根據本實施方式的電極帶具有與所述電極組件長度相同的長度、或具有為所述電極組件長度的約110%的長度，使得熔化的熱固性樹脂可有效地覆蓋所述隔板的上部和下部，由此抑制當所述隔板的突出部分暴露于熱時所述突出部分在橫向(TD)上的收縮。
[0031]而且，熔化的熱固性樹脂通過除去熱而硬化，以導致密封隔板和與隔板的牢固結合且通過使所述電極組件與所述電池殼附著而增加強度，使得可保持所述電池的強度和硬度。
[0032]根據一個實施方式，所述電極組件包括正極、隔板和負極。
[0033]所述正極可包括集流體和形成于所述集流體上的正極活性物質層。
[0034]所述正極活性物質包括可逆地嵌入和脫嵌鋰離子的鋰化的插層化合物。所述正極活性物質可包括包含選自鈷、錳和鎳的至少一種以及鋰的復合氧化物。具體實例可為由以下化學式表示的化合物。
【權利要求】
1.可再充電鋰電池，包括: 包括正極、隔板和負極的電極組件；和 附著到所述電極組件的外表面的電極帶， 其中所述電極帶包括熱固性樹脂，所述熱固性樹脂包括丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂、和脲醛樹脂的至少一種。
2.權利要求1的可再充電鋰電池，其中所述熱固性樹脂包括丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、環(huán)氧樹脂和聚氨酯的至少一種。
3.權利要求1的可再充電鋰電池，其中所述熱固性樹脂為聚氨酯。
4.權利要求1的可再充電鋰電池，其中所述電極帶包括金屬。
5.權利要求4的可再充電鋰電池，其中所述金屬為鋁。
6.權利要求1的可再充電鋰電池，其中所述電極帶進一步包括位于接觸所述電極組件的表面上的粘合劑層。
7.權利要求1的可再充電鋰電池，其中所述電極帶包括金屬基底和圍繞所述金屬基底的熱固性樹脂層。
8.權利要求7的可再充電鋰電池，其中所述熱固性樹脂層具有10μ m-2000 μ m的厚度。
9.權利要求7的可再充電鋰電池，其中所述金屬基底具有Iμ m-1000 μ m的厚度。
10.權利要求1的可再充電鋰電池，其中所述電極帶具有所述電極組件的長度的100%-110% 的長度。
11.加強可再充電鋰電池的方法，包括: 在所述可再充電鋰電池的電極組件的外表面周圍纏繞電極帶， 其中所述電極帶包括熱固性樹脂，所述熱固性樹脂包括丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、三聚氰胺樹脂、和脲醛樹脂的至少一種。
12.權利要求11的方法，其中所述熱固性樹脂包括丁腈橡膠和酚醛樹脂的混合物、環(huán)氧樹脂和聚氨酯的至少一種。
13.權利要求11的方法，其中所述熱固性樹脂為聚氨酯。
14.權利要求11的方法，其中所述電極帶包括金屬。
15.權利要求14的方法，其中所述金屬為鋁。
16.權利要求11的方法，其中所述電極帶進一步包括位于接觸所述電極組件的表面上的粘合劑層。
17.權利要求11的方法，其中所述電極帶包括金屬基底和圍繞所述金屬基底的熱固性樹脂層。
18.權利要求17的方法，其中所述熱固性樹脂層具有10μ m-2000 μ m的厚度。
19.權利要求17的方法，其中所述金屬基底具有Iμ m-1000 μ m的厚度。
20.權利要求11的方法，其中所述電極帶具有所述電極組件的長度的100%-110%的長度。
【文檔編號】H01M2/10GK103825055SQ201310299632
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權日:2012年11月19日
【發(fā)明者】金粲碩 申請人:三星Sdi株式會社