[實(shí)用新型]一種鋰離子二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220530943.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202905855U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮曉莉;王瑨;王睿;李明科;謝皎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/13
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 成都天嘉專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電池，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種鋰離子二次電池，屬于鋰離子二次電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

和其它化學(xué)電源相比，鋰電池以其長(zhǎng)壽命和高功率特性等優(yōu)勢(shì)成功并廣泛應(yīng)用于終端移動(dòng)電子設(shè)備領(lǐng)域。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，以移動(dòng)電話(huà)、筆記本電腦為代表的便攜式設(shè)備不斷向小型化、薄型化方向發(fā)展，因此對(duì)電池的能量密度提出更高的要求。為了提高電池的能量密度，各國(guó)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)做出了諸多研究和嘗試，如提高電極活性材料比容量；減少電池隔膜材料厚度進(jìn)而增加電池中活性材料的含量等，這些方法都將降低電池的安全性、尤其是在濫用情況下的安全性。

目前已商品化的鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常包括：正極和負(fù)極以及含有鋰鹽的液態(tài)電解質(zhì)和隔離正負(fù)極的離子交換膜組成，其中負(fù)極的結(jié)構(gòu)為集流體以及涂敷在集流體上的負(fù)極材料層所構(gòu)成。眾所周知，目前已商業(yè)化的鋰電池負(fù)極材料都采用石墨類(lèi)的碳材料。由于石墨的插鋰電位較低（0.2V、0.12?V、0.08?V,?相對(duì)于Li+/Li）,在充放電過(guò)程中，極易形成鋰枝晶，刺穿隔膜，造成正負(fù)極短路，存在很大的安全隱患。

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2009.4.22公開(kāi)了一件申請(qǐng)?zhí)?00810170246.8，名稱(chēng)為“負(fù)極和電池”的發(fā)明專(zhuān)利，該發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)極和電池，該電池可獲得優(yōu)異的循環(huán)特性及安全性。該電池包括正極、負(fù)極和電解液。電解液浸漬設(shè)置在正極和負(fù)極之間的隔膜。該負(fù)極在設(shè)置在負(fù)極集電體上的負(fù)極活性物質(zhì)層上具有絕緣涂層。該涂層包括諸如金屬氫氧化物和金屬氧化物的絕緣材料。涂層為板狀，且被分割為多個(gè)部分。該涂層的絕緣性能避免了內(nèi)部短路的發(fā)生。該涂層的多個(gè)部分避免了負(fù)極活性物質(zhì)層的脫落和電解液的分解。而且，即使當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，也可由涂層的熱吸收特性而避免發(fā)熱。

對(duì)于申請(qǐng)?zhí)?00810170246.8，名稱(chēng)為“負(fù)極和電池”的發(fā)明專(zhuān)利有如下問(wèn)題：

1.涂層的結(jié)構(gòu)為板狀（塊狀），該結(jié)構(gòu)的涂層在其邊緣處容易堆積鋰離子而形成鋰枝晶，反而不安全；

2.涂層的制備方法是電解鍍法，在鍍膜的過(guò)程中受到邊緣效應(yīng)的影響，電極邊緣厚，中間薄，會(huì)造成電池的一致性差以及自放電高的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種鋰離子二次電池，使得鋰電池在充放電過(guò)程中形成的鋰枝晶不會(huì)刺穿隔膜，避免造成正負(fù)極短路。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鋰離子二次電池，包括電池殼、鋁塑膜封裝袋、極芯、正極極耳、負(fù)極極耳，所述的極芯由內(nèi)向外依次為負(fù)極層、隔膜層、正極層和隔膜層，其特征在于：所述的負(fù)極層包括集流體以及涂覆在集流體一面或者兩面的負(fù)極材料層，所述的負(fù)極材料層上涂覆有無(wú)機(jī)材料層。

本實(shí)用新型所述的無(wú)機(jī)材料層為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的無(wú)機(jī)氧化物層，比如三氧化二鋁層、二氧化硅層、氧化鎂層、氮化硅層、碳化硅層、氧化鋯層中的一種或多種。

本實(shí)用新型所述的無(wú)機(jī)材料層的厚度為5～45微米。

本實(shí)用新型所述的無(wú)機(jī)材料層的粒徑常規(guī)為20～500nm，優(yōu)選的為50～150nm。

本實(shí)用新型所述的負(fù)極材料選用本領(lǐng)域常規(guī)的材料，可以為人造石墨、天然石墨、無(wú)定型碳、硬炭中的一種或多種。

本實(shí)用新型帶來(lái)的有益技術(shù)效果是：

1、本實(shí)用新型在負(fù)極材料層上涂覆的無(wú)機(jī)材料層可有效抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，大大減少了電池內(nèi)部短路的幾率；

2、本實(shí)用新型在負(fù)極材料層上涂覆的無(wú)機(jī)材料層可以避免電池內(nèi)部溫度過(guò)高的情況下由于隔膜收縮而導(dǎo)致正負(fù)極直接接觸，進(jìn)一步減少電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)；

3、本實(shí)用新型在負(fù)極材料層上涂覆的無(wú)機(jī)涂層具有較高的比表面積和孔隙率，可以增加電池的保液性能，進(jìn)而提高電池的循環(huán)性能和使用壽命；

4、本實(shí)用新型中，選用的無(wú)機(jī)材料層的厚度使得既能有效抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)，同時(shí)也不會(huì)影響電解液的滲透；選用的無(wú)機(jī)材料層的粒徑既可以得到比較大的比表面積，同時(shí)也不會(huì)影響材料的其它性能。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型鋰離子二次電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是傳統(tǒng)的鋰離子二次電池負(fù)極極片結(jié)構(gòu)圖?

圖3是本實(shí)用新型鋰離子二次電池負(fù)極極片結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記：1為電池殼、2為負(fù)鋁塑膜封裝袋、3為極芯、4為正極極耳、5為負(fù)極極耳、6為負(fù)極層、7為第一隔膜、8為正極層、9為第二隔膜層、10為集流體、11為負(fù)極材料層、12為無(wú)機(jī)材料層。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1