[发明专利]固态复合锂电池芯极片及使用该极片的锂电池芯

说明书

一种固态复合锂电池芯极片是以第一阳极集电片的第一阳极集电部、第一阳极活性物质涂层、第一固态电解质隔层、第一阴极活性物质涂层、阴极集电片的阴极集电部、第二阴极涂层、第二固态电解质隔层、第二阳极活性物质涂层以及第二阳极集电片的第二阳极集电部依序层迭结合而成，而锂电池芯则是在长条形的固态复合锂电池芯极片的两端分别结合绝缘胶层之后，再卷绕而成。藉此，不论是单片、堆栈或卷绕成型使用，皆能经由固态电解质涂层的特性，使在高、低温的环境下正常运作，且能让电池的性能稳定，以确保使用安全。

技术领域

本发明有关于一种固态复合锂电池芯极片及使用该极片的锂电池芯，尤指一种可在高、低温时的性能稳定，以确保使用安全。

背景技术

目前锂离子电池芯由于具有重量轻，比钢/铝壳电池安全系数更高、不易爆炸等原因，因此在部分领域得到快速发展，但其实质上也是更换了包装的液态锂离子电池芯。其中，当电池芯处于充、放电状态、短路或高温环境下而使得电池液的温度升高到达大约75-80℃以上的高温时，电解质溶液内诸如碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)的类的有机溶剂及部份杂质将会产生诸如氢气、氧气及二氧化碳的类的空气，而形成气胀及漏液的现象，如此一来，不但会造成电池芯的性能下降，甚至于会产生爆炸现象，而有安全上的疑虑。

再者，一般锂电池芯内的电极片的制程大致分为堆栈及卷绕两种方式，两种方式皆是在阴极片及阳极片之间夹置隔膜纸之后，再重复堆栈或卷绕而成，并在放进壳体之后，注入电解液，最后打钢珠封口以成型一锂电池芯。然而，隔膜纸与电解液均不耐高、低温，当电池液的温度升高到达大约75-80℃以上的高温时，不但会有气胀爆炸的危险，且会有在低温下无法运作的问题。

发明内容

有鉴于此，为了提供一种有别于现有技术的结构，并改善上述的缺点，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。

本发明的一目的在提供一种固态复合锂电池芯极片及使用该极片的锂电池芯，系将固态电解质隔层与各涂层、片体依序层迭，或将层迭之后的结构卷绕成型，以藉由固态电解质隔层的导电性能稳定及耐高、低温的特性，使在高温时，能防止产生气胀、漏液的问题，以确保使用安全，并在低温环境中能正常运作。

为达上述的目的，本发明所设的固态复合锂电池芯极片包括一阴极集电片、一第一阴极活性物质涂层、一第一固态电解质隔层、一第一阳极活性物质涂层、一第一阳极集电片、一第二阴极活性物质涂层、一第二固态电解质隔层、一第二阳极活性物质涂层及一第二阳极集电片。其中，该阴极集电片由一阴极极耳及一阴极集电部所组成，阴极集电部具有反向且相对应的第一面及第二面；第一阴极活性物质涂层的一面结合于阴极集电部的第一面上，第一固态电解质隔层及第一阳极活性物质涂层依序层迭于第一阴极活性物质涂层的另一面上；该第一阳极集电片由一第一阳极极耳及一第一阳极集电部所组成，第一阳极集电部的一面结合于第一阳极活性物质涂层的另一面上。而第二阴极活性物质涂层的一面结合于阴极集电部的第二面上，第二固态电解质隔层及第二阳极活性物质涂层依序层迭于第二阴极活性物质涂层的另一面上；该第二阳极集电片由一第二阳极极耳及一第二阳极集电部所组成，第二阳极集电部的一面结合于第二阳极活性物质涂层的另一面上。

实施时，阴极集电部的第一面及第二面分别呈长方形。

实施时，第一阳极极耳及第二阳极极耳共同组成一阳极极耳组，阳极极耳组与阴极极耳位于反向的位置；阳极极耳组与阴极极耳亦可位于同向的位置。

实施时，本发明更包括一第一绝缘层及一第三绝缘层，第一绝缘层结合于阴极集电部的第一面上，第一绝缘层邻接第一阴极活性物质涂层的一侧；而第三绝缘层结合于阴极集电部的第二面上，第三绝缘层邻接第二阴极涂层的一侧。

实施时，本发明更包括一第二绝缘层及一第四绝缘层，第二绝缘层结合于阴极集电部的第一面上，第二绝缘层邻接第一阴极活性物质涂层的另一侧；而第四绝缘层结合于阴极集电部的第二面上，第四绝缘层邻接第二阴极涂层的另一侧。