一種電化學(xué)電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電化學(xué)電池技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種電化學(xué)電池及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 進(jìn)入21世紀(jì)W后，各種電子器件產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本、可穿戴設(shè)備等層出不窮，極 大的豐富了廣大用戶的生活；同時(shí)，電動(dòng)汽車及各類儲(chǔ)能電站也如雨后春算般迅速萌芽、發(fā) 展、壯大。W上高科技產(chǎn)品，具有一個(gè)共同特征：需要高性能、低成本的電池充當(dāng)儲(chǔ)能部件。
[0003] 現(xiàn)有的電池主要有一次電池和二次電池兩大類；所謂一次電池，即無法反復(fù)充電 的電池，主要包括碳鋒電池、堿性電池、糊式鋒儘電池、紙板鋒儘電池、堿性鋒儘電池、扣式 電池（扣式鋒銀電池、扣式裡儘電池、扣式鋒儘電池）、鋒空氣電池、一次裡儘電池等、水銀 電池；所謂二次電池，即可充電電池，主要包括二次堿性鋒儘電池、儀儒充電電池、儀氨充電 電池、裡充電電池、鉛酸電池、太陽(yáng)能電池。鉛酸蓄電池可分為：開口式鉛酸蓄電池、全密閉 鉛酸蓄電池。而從外包裝角度分析，現(xiàn)有電池主要分為軟包裝電池及硬殼包裝電池，由于軟 包裝電池包裝膜本身厚度小，可塑性大，被廣泛的運(yùn)用于各類高檔一次電池和二次電池中。
[0004] 然而，隨著人們生活品質(zhì)的提高，對(duì)電子產(chǎn)品提出了更高的要求，即更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí) 間；運(yùn)就要求為電子產(chǎn)品提供能量的電源具有更高的能量密度。
[0005] 現(xiàn)有的提高能量密度的方式有：選擇更高能量密度的電化學(xué)體系，如高電壓鉆酸 裡正極、娃負(fù)極等；選擇精度更高的制造工藝，提高電池容量的一致性，從而提高電池平均 容量；選擇厚度更薄的基材，如6 y m銅錐、8 y m侶錐、64 y m侶塑膜等。但是高電壓體系安 全性能更差，成本更高；娃負(fù)極首次效率低、循環(huán)性能差，成本高；高精度制造工藝設(shè)備投 資巨大，制造成本高；而更薄的基材，往往意味著更高的工藝控制要求、更高的材料成本； 因此運(yùn)些方案無一不增加制造成本。
[0006] 而隨著個(gè)性化的電子產(chǎn)品的越來越多，如柔性器件的橫空出世，其對(duì)電池提出了 更高的要求：即柔性電池。但柔性電池在彎折過程中，電忍內(nèi)部的界面處往往是其薄弱環(huán) 節(jié)，極易受到破壞，從而使得柔性電池性能變差；因此盡量降低柔性電池內(nèi)部界面數(shù)量，是 提高柔性電池性能的可靠方法。
[0007] 同時(shí)，為了追求更高的能量密度，制造過程中往往會(huì)減少有效封裝區(qū)寬度；而且新 的材料、新的電池結(jié)構(gòu)的不斷出現(xiàn)，同樣對(duì)電池封裝可靠性提出了更高的要求。
[0008] 有鑒于此，確有必要開發(fā)一種新的電化學(xué)電池及制備方法，其不僅能夠提高電池 的能量密度，改善電池封裝可靠性、降低成本（材料成本或/和制造成本），而且當(dāng)其為柔性 電池時(shí)，還具有優(yōu)良的柔性性能及電化學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種電化學(xué)電忍，包括正極電 極、隔離膜、負(fù)極電極、電解質(zhì)和外封裝結(jié)構(gòu)；所述正極電極由正極集流體與正極涂敷層組 成；所述負(fù)極電極由負(fù)極集流體與負(fù)極涂敷層組成，且所述正極電極的片數(shù)與所述負(fù)極電 極的片數(shù)之和n為奇數(shù)；所述外封裝結(jié)構(gòu)中，至少包括正極集流體a或/和負(fù)極集流體b ; 所述外封裝結(jié)構(gòu)為所述電忍的一個(gè)極耳。本發(fā)明最外層電極集流體充當(dāng)了電池的封裝材料 及其中一個(gè)極耳功能（因此電池只需要一個(gè)專口極耳即可），減少了材料種類及用量，降低 了材料成本；同時(shí)提高了電池能量密度；而制備過程中，僅對(duì)封印邊的集流體進(jìn)行封裝輔 助處理，既可W解決封裝可靠性的問題，而且能夠降低處理成本（減少昂貴的處理液的用 量），最后還能將封裝輔助處理導(dǎo)致電極阻抗增加的副作用降低。
[0010] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0011] 一種電化學(xué)電忍，包括正極電極、隔離膜、負(fù)極電極、電解質(zhì)和外封裝結(jié)構(gòu)；所述正 極電極由正極集流體與正極涂敷層組成；所述負(fù)極電極由負(fù)極集流體與負(fù)極涂敷層組成； 所述電化學(xué)電忍的組裝過程包含疊片工藝，且所述正極電極的片數(shù)與所述負(fù)極電極的片數(shù) 之和n為奇數(shù)；所述外封裝結(jié)構(gòu)中，至少包括正極集流體a或/和負(fù)極集流體b，即集流體 充當(dāng)電池的封裝材料；所述外封裝結(jié)構(gòu)為所述電忍的一個(gè)極耳，即所述電忍只需要額外再 設(shè)置一個(gè)專口的極耳即可；所述正極集流體a經(jīng)過封裝輔助處理或/和所述負(fù)極集流體b 經(jīng)過封裝輔助處理，且封裝輔助處理層的厚度為h，h《IOii m，封裝輔助處理層過厚，會(huì)極 大的增加處理層的成本，且降低封裝可靠性；所述正極集流體a的厚度大于或等于12 ym， 所述負(fù)極集流體b的厚度大于或等于IOii m，作為封裝材料的集流體，厚度必須達(dá)到一定值 之后，才能確保材料無穿孔狀況出現(xiàn)，保證封裝可靠性。
[0012] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，所述正極電極的片數(shù)與所述負(fù)極電極的片數(shù) 之和n為大于或等于3的奇數(shù)；所述外封裝結(jié)構(gòu)為正極集流體a或負(fù)極集流體b，且作為外 封裝結(jié)構(gòu)的兩片正極集流體a或兩片負(fù)極集流體b為單面涂敷，作為外封裝結(jié)構(gòu)的兩片正 極集流體a或兩片負(fù)極集流體b位于所述電池的最外側(cè)，且作為外封裝結(jié)構(gòu)的兩片正極集 流體a或兩片負(fù)極集流體b外側(cè)設(shè)置有絕緣層，即電極位于電忍表面的集流體未涂敷電極 材料的一側(cè)，目的在于確保電池外表面與大氣及地絕緣，降低電池的自放電速度。
[0013] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，位于所述外封裝結(jié)構(gòu)之間的電極為雙面涂敷 電極，所述雙面涂敷電極包括集流體和分別設(shè)置于所述集流體兩側(cè)的兩層電極涂層，所述 集流體為經(jīng)過封裝輔助處理的集流體；組裝時(shí)隔離膜兩側(cè)的電極為配對(duì)電極；所述外封裝 結(jié)構(gòu)包括隔水層和密封層，所述隔水層為所述作為封裝材料的集流體，所述密封層（引出 作為封裝電極的對(duì)電極的極耳一側(cè)除外）包括絕緣密封層和導(dǎo)電密封層，所述絕緣密封層 和所述導(dǎo)電密封層相鄰設(shè)置，且所述絕緣密封層位于靠近所述電忍中屯、的內(nèi)側(cè)，起到密封 和阻隔正負(fù)電極短路的作用，所述導(dǎo)電密封層位于所述電忍邊緣，從而實(shí)現(xiàn)作為封裝材料 的兩片集流體的密封和電子導(dǎo)通的目的。
[0014] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，與作為所述外封裝結(jié)構(gòu)的電極極性相同的電 極（與集流體a相同的所有正極片或與集流體b相同的所有負(fù)極片）通過焊接或/和導(dǎo)電 膠粘接方式，與作為所述外封裝結(jié)構(gòu)的電極連接在一起；與作為所述外封裝結(jié)構(gòu)的電極不 相同的電極焊接在一起后通過極耳導(dǎo)出于所述外封裝結(jié)構(gòu)之外。
[0015] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，所述正極集流體的厚度大于或等于20 ym， 由金、銀、銅、鐵、錫、鋒、鉛、儀、侶、鶴、鋼、粗、妮、鐵W及鋼和不誘鋼、儀基和鉆基合金中至 少一種組成；所述負(fù)極集流體的厚度大于或等于15 ym，由金、銀、銅、鐵、錫、鋒、鉛、儀、侶、 鶴、鋼、粗、妮、鐵W及鋼和不誘鋼、儀基和鉆基合金中至少一種組成；所述正極涂敷層中含 有正極活性物質(zhì)，且作為外封裝結(jié)構(gòu)的所述正極電極中，所述正極涂敷層僅僅分布于所述 正極集流體的一個(gè)面上；所述負(fù)極涂層中含有負(fù)極活性物質(zhì)，且作為外封裝結(jié)構(gòu)的所述負(fù) 極電極中，所述負(fù)極涂敷層僅僅分布于所述負(fù)極集流體的一個(gè)面上；所述正極活性物質(zhì)包 括裡鉆氧化物、裡儀氧化物、裡儘氧化物、裡鐵氧化物、裡饑氧化物、硫或硫化物、=元或多 元復(fù)合化合物和聚陰離子陰極材料中的至少一種；所述負(fù)極活性物質(zhì)包括碳材料、含碳化 合物和非碳材料中的至少一種。
[0016] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，所述封裝輔助處理層的厚度h《5ym，所述 封裝輔助處理層至少分布于所述電池的封裝區(qū)域；所述封裝輔助處理包括拋光處理、鍛層 處理（電鍛或化學(xué)鍛）、有機(jī)娃處理或陽(yáng)極氧化中的至少一種（由于集流體的間隙區(qū)充當(dāng) 了電池的封裝邊，而作為封裝邊，封裝可靠性是基本要求，現(xiàn)有集流體若不經(jīng)過封裝輔助處 理，無法與封裝材料緊密粘接并通過電解液浸泡測(cè)試（將封裝件浸泡于電解液中，一定時(shí) 間后取出樣品，測(cè)試封裝拉力；封裝拉力大于等于5N/8mm時(shí)，測(cè)試通過，否則測(cè)試未通過， 其為封裝可靠性測(cè)試必測(cè)項(xiàng)目））。
[0017] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，所述拋光處理包括機(jī)械拋光處理或/和化學(xué) 拋光處理；所述電鍛處理包括鍛鋒處理、鍛銅處理、鍛銘處理、鍛鉛處理、鍛銀處理、鍛儀處 理、鍛錫處理或鍛儒處理中的至少一種；所述有機(jī)娃處理包括硅烷偶聯(lián)劑（乙締基=氯娃 燒、乙締基S乙氧基硅烷、乙締基S ( 0 -甲氧乙氧基）硅烷、丫-縮水甘油丙基-S甲氧基 硅烷、丫-甲基丙締酷氧基丙基二甲氧基硅烷、N-( 0 -氨乙基）-丫-氨丙基-二甲氧基娃 燒、N-(e-氨乙基）-丫-氨丙基-甲基-S甲氧基硅烷、丫-氯丙基-S甲氧基硅烷、丫-琉 丙基甲氧基硅烷、丫-氨丙基甲氧基硅烷等）、硅烷交聯(lián)劑（甲基=乙酷氧基硅烷、 甲基=乙酷氧基硅烷、乙締基=甲氧基硅烷、乙締基=乙氧基硅烷等）、娃樹脂（甲基苯基 娃樹脂、氯苯基甲基娃樹脂、甲基=氣丙基娃樹脂、丙締酸改性樹脂等）或聚硅氧烷（簇基 端封^有機(jī)基聚硅氧烷、烷氧基端封^有機(jī)基聚硅氧烷等）中的至少一種。
[0018] 本發(fā)明還包括一種電化學(xué)電池的制備方法，具體包括如下步驟：
[0019] 步驟1，電極漿料制備：將正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑、粘接劑、溶劑攬拌均勻得到正 極漿料待用；