[發明專利]鋰離子電池及其正極集流體

無效

• 申請號: 201010183141.3
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN101841040A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 李厚萍;張介威;程文強;史冊;蘇樹發;王淼
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;王靜

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，尤其是一種具有良好安全性能的鋰離子電池及其正極集流體。

背景技術

隨著現代社會和科技的發展，攝像機、筆記本電腦、便攜式DVD和數碼相機等移動設備有了越來越廣泛的應用。鋰離子電池作為一種綠色環保電池，具有高能量密度、高工作電壓和長使用壽命等優點，因此在各種移動設備中得到廣泛應用。

鋰離子電池一般包括正極片、負極片、間隔于正極片和負極片之間的隔離膜，以及電解液。其中，正極片包括由鋁箔制成的正極集流體和分布在正極集流體上的正極活性物質，負極片包括負極集流體和分布在負極集流體上的負極活性物質。

在鋰離子電池的各種性能中，安全性能是最受關注的一項性能指標。為了提高鋰離子電池的安全性能，現有技術已提出了各種技術方案。但是，近年來仍然發生了多起由于電池失效引起的飛機著火、筆記本電腦著火等安全事故，給鋰離子電池廠家帶來了巨大的經濟損失，也嚴重影響了使用者的生命和財產安全。

有鑒于此，確有必要提供一種具有良好安全性能的鋰離子電池。

發明內容

經過反復試驗和綜合分析得知：內部短路是造成鋰離子電池發生失效的主要原因，而電池內部的短路中最容易導致電池熱失控的模式是正極集流體鋁箔和充電的負極之間的短路，因此降低因正極集流體鋁箔和充電的負極之間的短路引起的電池熱失控有著重要的意義。

但是，現有技術的鋰離子電池通常采用鋁箔作為正極集流體，其熔點約為660℃。當鋰離子電池發生內部短路時，鋁箔正極集流體的熔融時間較長，使得電池的溫度升高，影響了鋰離子電池的安全性能。

本發明目的在于：提供一種具有良好安全性能的鋰離子電池及其正極集流體。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種鋰離子電池的正極集流體，其是由鋁合金材料制成，熔點為580～650℃。

相對于現有技術，本發明鋰離子電池的正極集流體具有以下優點：正極集流體由鋁合金材料制成，熔點約為580～650℃，低于純鋁正極集流體的熔點。當鋰離子電池內發生正極集流體和充電的負極石墨發生短路時，鋁合金正極集流體可以在較低溫度下熔斷，使短路變成斷路，因此可顯著降低因正極集流體與負極石墨短路引起的電池熱失控現象發生的幾率，改善鋰離子電池的安全性能。

作為本發明鋰離子電池的正極集流體的一種改進，所述由鋁合金材料制成的正極集流體的熔點為600～640℃。

作為本發明鋰離子電池的正極集流體的一種改進，所述鋁合金材料含有1.0wt％Si和Fe，0.05wt％Cu，0.05wt％Mn，0.1wt％Zn，0.05wt％Ti，0.15wt％其他合金元素和余量的Al。

作為本發明鋰離子電池的正極集流體的一種改進，所述由鋁合金材料制成的正極集流體的熔點為580～610℃。

作為本發明鋰離子電池的正極集流體的一種改進，所述鋁合金材料含有0.5-0.9wt％Si，0.6-1.0wt％Fe，0.1wt％Cu，0.2wt％Mn，0.05wt％Mg，0.05wt％Cr，0.1wt％Zn，0.08wt％Ti，0.15wt％其他合金元素和余量的Al。

作為本發明鋰離子電池的正極集流體的一種改進，所述由鋁合金材料制成的正極集流體的熔點為607～650℃。

作為本發明鋰離子電池的正極集流體的一種改進，所述鋁合金材料含有0.25wt％Si，0.4wt％Fe，0.1wt％Cu，0.1wt％Mn，2.2-2.8wt％Mg，0.15-0.35wt％Cr，0.1wt％Zn，0.15wt％其他合金元素和余量的Al。

為了實現上述發明目的，本發明還提供了一種鋰離子電池，其包括：正極片、負極片、間隔于正極片和負極片之間的隔離膜，以及電解液，其中，正極片包括正極集流體和分布在正極集流體上的正極活性物質，負極片包括負極集流體和分布在負極集流體上的負極活性物質，其中，正極集流體為前述鋁合金正極集流體。

具體實施方式

下面結合具體實施例，對本發明鋰離子電池及其正極集流體進行詳細說明，但本發明的實施例不限于此。需要說明的是，除正極集流體外，本發明各個實施例中的鋰離子電池所用的其他材料均與現有技術鋰離子電池所用的材料相同。實施例實施例1表1實施例1鋁合金正極集流體的成分(重量百分比，wt％)