[發(fā)明專利]鋰離子二次電池及其負(fù)極極片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310084375.6
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103199259A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝遠(yuǎn)森;汪穎;何立兵;楊帆;陳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨;劉春成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二次電池，尤其涉及一種鋰離子二次電池及其負(fù)極極片。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，具有能量高、可靠性高以及加工性能好等優(yōu)點的鋰離子二次電池逐漸受到青睞，作為綠色環(huán)保型電池被廣泛應(yīng)用于各類便攜式電子設(shè)備中。

鋰離子二次電池在充電時，Li⁺從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)和隔膜嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，電子的補償電荷從外電路供給到負(fù)極上，保證負(fù)極的電荷平衡；鋰離子二次電池在放電時，過程則恰好相反。以鈷酸鋰(LiCoO₂)為電池正極活性物質(zhì)、石墨為電池負(fù)極活性物質(zhì)為例說明鋰離子二次電池的充放電過程。

電池反應(yīng)的方程式為

在上述反應(yīng)式中，當(dāng)LixC₆中的x為1時，LixC₆為LiC₆，LiC₆具有很高的活性，鋰離子二次電池的安全性能一般隨著LiC₆在負(fù)極中的含量增加而迅速降低。現(xiàn)有的鋰離子二次電池達到滿充時，LiC₆在負(fù)極中的含量很高，大約有90%的石墨(摩爾百分比)已經(jīng)轉(zhuǎn)化成了LiC₆。當(dāng)電池發(fā)生短路或受到高溫以及其它不正當(dāng)使用時，電池將產(chǎn)生大量的熱量，易起火甚至爆炸，給電池的使用造成嚴(yán)重的安全隱患。

現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子二次電池一般包括相互卷繞或疊加的正極極片、負(fù)極極片、間隔于相鄰的正負(fù)極極片之間的隔膜，以及電解液。其中，正極極片包括一般采用鋁箔制作的正極集流體和附著在正極集流體上、含有正極活性物質(zhì)的正極活性材料層，負(fù)極極片包括一般采用銅箔制作的負(fù)極集流體和附著在負(fù)極集流體上、含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性材料層，隔膜則為采用塑化、萃取等工藝制成的微孔薄膜，可以將正負(fù)極極片絕緣，同時有利于隔膜保持含有鋰鹽的有機溶劑電解液。目前鋰離子二次電池中的電解液為易燃的有機電解液，因此對鋰離子二次電池的安全性要求很高。

但是，現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子二次電池在正常的使用中，鋰離子二次電池難以避免與尖銳物體（如鑷子、剪刀、及硬物棱角）發(fā)生碰撞，在極端的情況下，銳物有時會刺穿鋰離子二次電池的外殼，并穿透在正負(fù)極極片之間起絕緣作用的隔膜，導(dǎo)致鋁箔與負(fù)極活性材料層相接觸而發(fā)生短路，從而引發(fā)易燃的有機電解液著火，甚至導(dǎo)致電池發(fā)生爆炸；此外，在鋰離子二次電池發(fā)生擠壓的不正當(dāng)使用時，可能會使得正極極片和負(fù)極極片變形穿透隔膜而接觸，導(dǎo)致正極極片和負(fù)極極片相接觸而發(fā)生短路，從而引發(fā)易燃的有機電解液著火，甚至導(dǎo)致電池發(fā)生爆炸；此外，在正常的充電過程中，充電器或者充電電路有一定的機率發(fā)生故障，從而導(dǎo)致電池被過充，正極材料與有機電解液發(fā)生氧化反應(yīng)，大量放熱導(dǎo)致電池著火，影響了鋰離子二次電池的安全性能。

因此有必要提供一種具有良好安全性能的鋰離子二次電池。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于背景技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子二次電池及其負(fù)極極片，其能在鋰離子二次電池發(fā)生針刺（包括毛刺刺穿）、擠壓等不正當(dāng)使用時，能夠很好地將正極極片與負(fù)極極片隔離，從而有效避免鋰離子二次電池內(nèi)部短路引起起火甚至爆炸，從而提高電池的安全性能。

本發(fā)明的另一目的在于一種鋰離子二次電池及其負(fù)極極片，其能在鋰離子二次電池發(fā)生過充時，不僅能夠很好地將正極極片與負(fù)極極片隔離，而且能夠有效隔斷鋰離子二次電池中的鋰離子運輸通道，從而有效避免鋰離子二次電池起火甚至爆炸，從而提高電池的安全性能。

為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極極片，其包括：負(fù)極集流體；負(fù)極活性材料層，形成在負(fù)極集流體上；以及產(chǎn)氣涂層，形成在負(fù)極活性材料層之上。

在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池，其包括：正極極片；負(fù)極極片；隔膜，設(shè)置在相鄰正極極片和負(fù)極極片之間；以及電解液；其中，所述負(fù)極極片為本發(fā)明第一發(fā)明所述的鋰離子二次電池負(fù)極極片。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的鋰離子二次電池的負(fù)極極片的負(fù)極材料活性層上設(shè)置有產(chǎn)氣涂層，當(dāng)鋰離子二次電池發(fā)生針刺（包括毛刺刺穿）、擠壓等不正當(dāng)使用時，產(chǎn)氣涂層產(chǎn)生的氣體能夠很好地將正極極片與負(fù)極極片隔離，從而有效避免鋰離子二次電池內(nèi)部短路引起起火甚至爆炸；當(dāng)鋰離子二次電池發(fā)生過充時，產(chǎn)氣涂層產(chǎn)生的氣體不僅能夠很好地將正極極片與負(fù)極極片隔離，而且隔斷鋰離子二次電池中的鋰離子運輸通道，從而有效避免鋰離子二次電池起火甚至爆炸。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明鋰離子二次電池的剖視圖；