[發明專利]提高大容量鋰離子動力電池安全性的方法

在審

• 申請號: 201110288955.8
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102306730A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 葉超;雷如清;董相盛;潘琴華;鄭景福;黃志義
• 申請（專利權）人: 能一郎科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/18
• 分類號: H01M2/18;H01M2/16
• 代理公司: 廣州中浚雄杰知識產權代理有限責任公司 44254
• 代理人: 王雄杰

技術領域：

本發明涉及一種新型大容量、長循環壽命、高低溫性能好、比能量比功率高、高安全性疊片式混合聚合物膠體鋰離子動力電池，特別適用于在生產過程中，為了進一步提高其大容量單體電池的安全性所采取的一種獨特的方法。

背景技術：

能源和環境是人類社會賴以生存和發展而極為重要的物質基礎，世界各國自先后建立在石油、煤炭和天然氣等化石燃料基礎上的能源體系形成后，極大地推動了人類社會的繁榮、進步和發展；但是，隨著當今世界各國所遭遇到的各種不幸災難事實的慘痛教訓和人類科學預測能力的不斷提高，全球村民愈來愈感覺到其前進道路上正面臨著嚴峻的兩難困境：不可再生的化石燃料將逐漸枯竭，能源危機的風暴愈演演烈；化石燃料的大量開采和使用，造成了環境的嚴重污染及生態的破壞。因此，世界各國紛紛尋找能源安全的戰略措施，大力開發以太陽能、風能、水電、核電等多元化能源體系，并極其重視發展以鋰離子電池為動力模塊的電動汽車，采用以電代石油，減少二氧化碳的排放，同時又能儲存電網低谷電，可謂取得一舉三得的收益；最近中國有關部委指出，中國到2020年國內汽車的保有量將達到2億輛，屆時能源安全和環境污染將出現嚴重危機，因此，傳統燃料汽車的節能減排和新能源汽車的產業化就成為亟待解決的重要課題；近期由中國科技部牽頭的《電動汽車科技發展“十二五”專項規劃》已制定完畢；根據此規劃，小型化和汽車電氣化是中國汽車未來發展的兩大方向，2015年中國電動汽車保有量計劃達到100萬輛；另外，由中國工信部牽頭制定的《節能與新能源汽車發展規劃》已經完成；據此規劃，今后10年，將投入1000億扶持資金，國內將累計直接增加投資5萬億元......；2020年中國新能源汽車銷售目標規?？赡苁侨虻谝弧?/p>

鋰離子動力電池的新突破已經使純電動汽車的生產成本大大降低，性能也有了很大的提高，市場化近在眼前；刻不容緩地推動鋰離子動力電池的產業化，帶動新能源電動汽車產業化是符合中國國情的戰略選擇；推廣純電動汽車是中國在激烈的國際競爭中難得的一次歷史機遇；鋰離子動力電池的產業化將使中國有可能據此在全球新能源產業發展中實現跨越式的發展，并走在世界前列，將可能成為“電動汽車王國”；對于軍工而言，衡量尖端武器性能好壞的重要標志之一是動力裝置，例如魚雷、潛艇、導彈等，而鋰離子電池具有非常好的性能，能量密度高，質量輕，可促進武器向靈活、機動的方向發展，可以預言不久，將批量采用鋰離子動力電池代替傳統的堿性電池和鉛酸電池；對于地下采油，因為地下采油的溫度高，而一般的電池是不可能做到的。如果采用鋰離子聚合物電池，在較高的溫度下，也可以長時間有效地提供電力。

目前，由于動力電池的一致性、安全性及成本等因素嚴重制約著新能源動力電池整個產業鏈的健康、快速發展；而綜合美、日最新技術，研制出具有自主知識產權的新型大容量、長循環壽命、高低溫性能好、比能量比功率高、高安全性疊片式混合聚合膠體鋰離子動力電池，可以極大地解決以上問題，從而為聚合物鋰離子動力電池的廣泛應用創造了十分廣闊的前景；但在生產過程中，其單體大容量動力電池，其單體和成組模塊在進行破壞性針刺、擠壓安全試驗時出現起火、燃燒現象，此不符合動力鋰離子蓄電池安全測試標準，大批量使用存在一定的安全隱患；由于單體大電池和其成組模塊破壞性針刺、擠壓存在一定的安全隱患，從而大大限制了其使用范圍。

發明內容：

為克服上述現有技術的不足，進一步提高單體大電芯的安全性，本發明提供了一種簡易、高效、低成本的能量分隔法，從而大大提高了單體大容量電芯的安全性，為單體大容量電芯的廣泛使用提供了強有力的安全保障。

本發明的效果與目的是通過以下技術方案與步聚來實現的：本發明的動力電池正極配方包括磷酸鐵鋰或錳酸鋰或三元材料、SP、磷片石墨、LBG1、增塑劑，溶劑為丙酮；負極配方包括人造石墨、SP、LBG1、增塑劑，溶劑為丙酮；隔膜處理配方包括粘接劑、增塑劑、乙酸乙脂、丙酮；動力電池的單片電芯采用的是兩正一負的結構，兩正極片在兩表面，負極片夾在中間，正、負極片間是能量分隔層，其負極尺寸比正極稍大。

本發明所述電池正極配方中，磷酸鐵鋰∶丙酮＝38～40∶62～60。所述電池正極配方中，錳酸鋰或三元材料∶丙酮＝60～63∶40～37。所述電池負極配方中，人造石墨∶丙酮＝44～46∶56～54。