[發明專利]一種鋰離子電池

無效

• 申請號: 201210000156.0
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102569881A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳杰;莫明亮;胡大林;吳凱
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/13;H01M4/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種具有良好安全性能、耐過充性能和機械性能的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池作為一種清潔的新能源，在越來越多的領域得到了應用，例如，手機、筆記本電腦、電動自行車和動力汽車等。由于這些使用鋰離子電池作為電源的產品和人們的生活息息相關，人們對其安全性的要求越來越高。

鋰離子電池一般包括包裝殼和容納于包裝殼內的電芯，電芯一般包括正極、負極、電解液，以及間隔于正極和負極之間的隔膜。其中，隔膜是一個十分重要的組成部分，它是一種離子導通、電子絕緣的多孔膜，在正極和負極之間起到隔離的作用，以防止電芯短路。

目前常規鋰離子電池采用的隔膜為聚丙烯(PP)多孔膜，聚乙烯(PE)多孔膜或聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)復合多孔膜。這幾種隔膜的熱穩定性及熱收縮率受到其所用聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)自身的材質限制，在電池受熱的情況下，可能嚴重收縮甚至融化，進而導致電池內部短路，最終出現熱失控，引發起火甚至爆炸的危險。同時聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)材質的隔膜與極片(正極和負極)之間無法形成粘附作用，當電池受到外力作用時，隔膜與極片之間容易發生錯層，也容易造成電池內部短路。

為了改善隔膜的熱穩定性，增強電池的安全性能，申請號為CN200980107526的發明專利申請公開了一種隔膜，該隔膜是在多孔基材的至少一個表面上涂覆一層陶瓷材料，該陶瓷材料層包括無機顆粒和粘接劑。使用這種隔膜，確實可以極大地改善其熱穩定性，但是此陶瓷層與極片之間無法形成粘附作用，在電池受到外力作用下，隔膜與極片之間容易發生錯層，也容易造成電池內部短路。

有鑒于此，確有必要提供一種具有良好安全性能、耐過充性能和機械性能的鋰離子電池。

發明內容

本發明的目的之一在于：針對現有技術的不足，而提供一種具有良好安全性能、耐過充性能和機械性能的鋰離子電池。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鋰離子電池，包括正極片、負極片、間隔于正極片和負極片之間的隔膜，以及電解液，所述隔膜包括多孔膜基材和涂覆在所述多孔膜基材表面的陶瓷材料層；所述正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體表面的正極活性材料層，以及涂覆在所述正極活性材料層上位于表層的正極聚合物粘接層；所述負極片包括負極集流體和涂覆在負極集流體表面的負極活性材料層，以及涂覆在所述負極活性材料層上位于表層的負極聚合物粘接層。

陶瓷材料層可以在隔膜表面形成微觀的物理性阻隔，減少鋰枝晶對隔膜的刺穿作用，而且由于陶瓷材料本身的耐高溫特性，涂覆在多孔膜基材上的陶瓷材料層可以提高隔膜的耐熱性能，同時陶瓷材料的存在還能提高鋰離子電池的耐過充性能；而涂覆在活性材料層上位于表層的具有粘接作用的聚合物粘接層則可以在熱壓作用下在陶瓷材料層和極片(正極片和負極片)之間形成粘接作用，防止隔膜與極片之間發生錯層而導致的內部短路，增強電池安全性能。同時，通過聚合物粘接層的作用，隔膜和正極片、負極片之間聯合為一體，可以增強電池的機械性能。

實際組裝時，將隔膜與正負極片組裝成電芯，然后裝入包裝袋中，封裝注液后，通過熱壓的方式使極片與隔膜之間形成粘結作用，然后活化成形，即可得到所述鋰離子電池。本發明鋰離子電池具有良好的安全性能、高溫性能、高壓性能以及機械性能。

需要說明的是，陶瓷材料層中雖然也含有具有聚合物粘接劑，但為了滿足提高電池耐熱性能的要求，一般需要比較密集的陶瓷粒子，這使得涂覆有陶瓷材料層的隔膜即使在熱壓的情況下，也不能與極片之間形成良好的粘接作用，仍然會有隔膜與極片錯層的危險。另外，雖然正極片和負極片中都包含有粘接劑，但是這些粘接劑主要是為了將正極活性物質顆粒與導電碳等粘接在一起，以及將負極活性物質顆粒和導電劑等粘接在一起，并不能在正極片與隔膜，以及負極片與隔膜之間形成粘接作用。因此，在活性材料層的表面涂覆一層聚合物粘接層，可以有效防止隔膜與極片的錯層，進一步提高電池的安全性能。

作為本發明鋰離子電池的一種改進，所述正極聚合物粘接層和負極聚合物粘接層的厚度為0.1～10μm。當聚合物粘接層的厚度小于0.1μm時，隔膜和極片之間的粘接作用不夠牢固，會有隔膜和極片發生錯層的危險；當聚合物粘接層的厚度大于10μm時，還會對電池的能量密度有較大的影響。

作為本發明鋰離子電池的一種改進，所述正極聚合物粘接層和負極聚合物粘接層的厚度相同或不同。這可以通過控制涂覆工藝的工藝參數來實現。