一種透明的鋰電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種透明的鋰電池及其制造方法，屬于鋰電池領(lǐng)域，該專利可使鋰電池在充放電過程能夠通過透明外殼肉眼看見電池內(nèi)部的變化。一種鋰電池，包括網(wǎng)孔正極片、網(wǎng)孔負(fù)極片、極耳、隔膜、電解液，還包括了用于封裝電池用的透明封裝膜；鋰電池制造方法：將極耳焊接在網(wǎng)孔正極片、網(wǎng)孔負(fù)極片上；按照網(wǎng)孔負(fù)極片、隔膜、網(wǎng)孔正極片的順序通過疊片方式制造成干電芯；將干電芯封裝在透明封裝膜中；再注入電解液、充電、封口。上述制造成電池后，透過透明封裝塑料膜能夠看到，鋰電池內(nèi)部鋰離子在充電過程中能夠進入電極而使負(fù)極片呈現(xiàn)暗紅色或金色。
【專利說明】
—種透明的鋰電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明型專利涉及一種透明的鋰電池及其制造方法，具體涉及一種新型鋰電池的設(shè)計、結(jié)構(gòu)研究。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池具有容量高、體積小、重量輕等優(yōu)點，已經(jīng)在很多行業(yè)廣泛應(yīng)用。但是，隨著科技的發(fā)展，很多電子元件都能夠透明化，只有鋰電池還不能實現(xiàn)透明。同時，鋰電池內(nèi)部是一種比較復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，尤其是負(fù)極表面的反應(yīng)，人們在研究鋰電池時，由于外殼和其內(nèi)部材料的不透明，使人們不能夠觀察電池在充放電時的電極變化，并展開基于此的研究。
[0003]而本發(fā)明將提供一種可以透過封裝膜觀察到鋰電池內(nèi)部反應(yīng)的電池，使人們可以借助此電池觀察到充放電過程中鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，從而有助于鋰電池行業(yè)的發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明型專利提供一種透明的鋰電池；
[0005]本發(fā)明專利技術(shù)方案，其特征在于它是由網(wǎng)孔正極片、網(wǎng)孔負(fù)極片、極耳、隔膜、電解液和透明封裝膜組成；
[0006]所述網(wǎng)孔正極片和網(wǎng)孔負(fù)極片的集流體為網(wǎng)孔狀，網(wǎng)孔格規(guī)格為I X Imm—4X4mm，鋰電池內(nèi)鋰離子能夠穿過網(wǎng)孔進出正負(fù)極，在鋰電池充電時，透過外層封裝膜可以看到電池內(nèi)極片的顏色變化；
[0007]所述網(wǎng)孔正極片材料的活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰的至少一種組合，含量為88% -96%;粘結(jié)劑為聚四氟乙烯乳液，含量為2% -6%;導(dǎo)電劑為超級導(dǎo)電炭黑、乙炔黑、導(dǎo)電石墨的至少一種組合，含量為2 % -6 % ;溶劑為乙醇含量25 % -35 %的去離子水；
[0008]所述網(wǎng)孔負(fù)極片材料的活性物質(zhì)為石墨，含量為90%-97%;粘結(jié)劑為聚四氟乙烯含量為2% -6%的乳液；導(dǎo)電劑為導(dǎo)電石墨和導(dǎo)電炭黑的至少一種組合，含量為1% -4% ;溶劑為乙醇含量25% -35%的去離子水；
[0009]所述透明封裝膜采用TPT封裝膜、ETFE封裝膜等具有高水汽阻隔率、氧氣阻隔率的透明封裝膜。
[0010]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0011]第一步:制備網(wǎng)孔極片
[0012]1.將正極片、負(fù)極片的集電極制作成網(wǎng)孔狀，網(wǎng)孔規(guī)格要求:1 X Imm — 4X4mm ;
[0013]2.制作匹配網(wǎng)孔集電極的正極材料:活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰的至少一種組合，含量為88% -96%;粘結(jié)劑為聚四氟乙烯乳液，含量為2% -6%；導(dǎo)電劑為超級導(dǎo)電炭黑、乙炔黑、導(dǎo)電石墨的至少一種組合，含量為2% -6%;溶劑為乙醇含量25% -35%的去離子水，將以上物質(zhì)通過混料、塑化等工藝制作成正極材料；
[0014]3.制作匹配網(wǎng)孔集電極的負(fù)極材料:活性物質(zhì)為石墨，含量為90% -97%;粘結(jié)劑為聚四氟乙烯含量為2% -6%的乳液；導(dǎo)電劑為導(dǎo)電石墨和導(dǎo)電炭黑的至少一種組合，含量為1% -4% ;溶劑為乙醇含量25% -35%的去離子水，將以上物質(zhì)通過混料、塑化等工藝制作成負(fù)極材料；
[0015]4.通過軋膜、貼膜等工藝將正、負(fù)極材料分別與正、負(fù)網(wǎng)孔狀集電極進行貼合處理，形成膜:網(wǎng):膜的結(jié)構(gòu)，最后通過裁片、修剪形成所需形狀。
[0016]第二步:按照網(wǎng)孔負(fù)極片、隔膜、網(wǎng)孔正極片的順序通過疊片方式或卷繞方式制造成干電芯；
[0017]第三步:將極耳焊接在網(wǎng)孔正極片、網(wǎng)孔負(fù)極片上；
[0018]第四步:將干電芯封裝在透明封裝膜中，并注入電解液，再進行充電、封口處理形成鋰電池。
[0019]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0020]封裝膜可效防止空氣中的水汽進入電池內(nèi)部，使電池內(nèi)部與外界空氣隔絕，保證電池的性能，同時可以看到鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)；在電池內(nèi)部，采用網(wǎng)孔狀集流體，并在集流體兩面涂覆與之匹配的電極材料，鋰離子能夠自由出入正負(fù)極正反兩面，這樣可以透過透明封裝膜看到正極和負(fù)極在充電時嵌入鋰離子而呈現(xiàn)暗紅色或金色，對于鋰電池研究具有重要意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明一種透明的鋰電池的負(fù)極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中1:電極材料；2:網(wǎng)孔電極集電極。
[0023]圖2為本發(fā)明一種透明的鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中3:極耳；4:透明封裝膜；5網(wǎng)孔負(fù)極片；6隔膜；7:網(wǎng)孔正極片。

【具體實施方式】
[0025]結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
[0026]實施案例1:
[0027]按照石墨含量97 %，粘結(jié)劑含量2 %，導(dǎo)電劑含量I %的配比，使用乙醇含量30 %溶液進行混料處理，再放入85°C的烘箱塑化4小時形成最終濕料，然后通過軋膜形成膜片，最后將膜片按照膜+網(wǎng)+膜的順序，貼合在規(guī)格為ImmX Imm網(wǎng)孔集電極上，并通過裁片、修剪形成所需網(wǎng)孔負(fù)電極形狀；
[0028]按照鈷酸鋰含量94%，粘結(jié)劑含量4%，導(dǎo)電劑含量2%的配比，使用乙醇含量30%溶液進行混料處理，再放入85°C的烘箱塑化4小時形成最終濕料，然后通過軋膜形成膜片，最后將膜片按照膜+網(wǎng)+膜的順序，貼合在規(guī)格為ImmX Imm網(wǎng)孔集電極上，并通過裁片、修剪形成所需網(wǎng)孔正電極形狀；
[0029]進一步的，將極耳3焊接在網(wǎng)孔正極片7、網(wǎng)孔負(fù)極片5上；按照網(wǎng)孔負(fù)極片5、隔膜6、網(wǎng)孔正極片7的順序通過疊片方式制造成干電芯；將干電芯封裝在透明封裝膜4中；注入電解液、充電、封口 ；
[0030]最終形成的透明鋰電池可以在充放電的過程中詳細(xì)看到電池內(nèi)部電極的顏色變化，可以通過此現(xiàn)象展開一些列基于鋰電池的研究。實施案例2:
[0031 ] 按照石墨含量94 %，粘結(jié)劑含量3 %，導(dǎo)電劑含量3 %的配比，使用乙醇含量30 %溶液進行混料處理，再放入85°C的烘箱塑化4小時形成最終濕料，然后通過軋膜形成膜片，最后將膜片按照膜+網(wǎng)+膜的順序，貼合在規(guī)格為3mmX3mm網(wǎng)孔集電極上，并通過裁片、修剪形成所需負(fù)電極形狀；
[0032]按照石墨含量96 %，粘結(jié)劑含量2%，導(dǎo)電劑含量2%的配比，使用乙醇含量30 %溶液進行混料處理，再放入85°C的烘箱塑化4小時形成最終濕料，然后通過軋膜形成膜片，最后將膜片按照膜+網(wǎng)+膜的順序，貼合在規(guī)格為3mmX3mm網(wǎng)孔集電極上，并通過裁片、修剪形成所需正電極形狀；
[0033]進一步的，將極耳3焊接在網(wǎng)孔正極片7、網(wǎng)孔負(fù)極片5上；按照網(wǎng)孔負(fù)極片5、隔膜6、網(wǎng)孔正極片7的順序通過疊片方式制造成干電芯；將干電芯封裝在透明封裝膜4中；注入電解液、充電、封口。
[0034]最終形成的透明鋰電池可以在充放電的過程中詳細(xì)看到電池內(nèi)部電極的顏色變化，由于網(wǎng)孔較大，鋰離子通過成都較深，顏色變化非常明顯，可以通過此現(xiàn)象展開一些列基于鋰電池的研究。
[0035]實施案例3:
[0036]按照石墨含量90 %，粘結(jié)劑含量6 %，導(dǎo)電劑含量4%的配比，使用乙醇含量30 %溶液進行混料處理，再放入85°C的烘箱塑化4小時形成最終濕料，然后通過軋膜形成膜片，最后將膜片按照膜+網(wǎng)+膜的順序，貼合在規(guī)格為4_X 4_網(wǎng)孔集電極上，并通過裁片、修剪形成所需負(fù)電極形狀；
[0037]按照石墨含量90 %，粘結(jié)劑含量6 %，導(dǎo)電劑含量4%的配比，使用乙醇含量30 %溶液進行混料處理，再放入85°C的烘箱塑化4小時形成最終濕料，然后通過軋膜形成膜片，最后將膜片按照膜+網(wǎng)+膜的順序，貼合在規(guī)格為4_X 4_網(wǎng)孔集電極上，并通過裁片、修剪形成所需正電極形狀；
[0038]進一步的，將極耳3焊接在網(wǎng)孔正極片7、網(wǎng)孔負(fù)極片5上；按照網(wǎng)孔負(fù)極片5、隔膜6、網(wǎng)孔正極片7的順序通過疊片方式制造成干電芯；將干電芯封裝在透明封裝膜4中；注入電解液、充電、封口。
[0039]最終形成的透明鋰電池可以在充放電的過程中詳細(xì)看到電池內(nèi)部電極的顏色變化，由于網(wǎng)孔非常大，顏色變化非常明顯，可以通過此現(xiàn)象展開一些列基于鋰電池的研究。
[0040]本發(fā)明中的透明鋰電池，達到該目的的負(fù)極片的狀態(tài)有很多種，只要不脫離本發(fā)明的精神，均應(yīng)該屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種透明的鋰電池，由網(wǎng)孔正極片、網(wǎng)孔負(fù)極片、極耳、隔膜、電解液和透明封裝膜組成，其特征在于它是按照透明封裝膜、網(wǎng)孔正極片、隔膜、網(wǎng)孔負(fù)極片、透明封裝膜的順序進行封裝，并注入電解液，再進行充電、封口處理形成；所述網(wǎng)孔正極片、網(wǎng)孔負(fù)極片的集電極為網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透明的鋰電池，其特征在于網(wǎng)孔負(fù)極片以及網(wǎng)孔正極片上集電極的網(wǎng)孔規(guī)格為I X Imm— 4 X 4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透明的鋰電池，其特征在于透明封裝膜為TPT封裝膜、ETFE封裝膜等具有高水汽阻隔率、氧氣阻隔率的透明封裝膜。
【文檔編號】H01M10/058GK204029923SQ201420441808
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】桂裕鵬, 胡澤利, 蔡浩 申請人:武漢美格科技有限公司