[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋰離子電池及其極片的處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310171072.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103258987A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔陽(yáng)輝;張茂聰;楊曉亮;王飛平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市量能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/13
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/13;H01M4/139;H01M2/16
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池，尤其涉及一種耐高溫性能良好并可有效控制熱失控現(xiàn)象發(fā)生的安全的鋰離子電池及其極片的處理方法。

背景技術(shù)

隨著可充電Ni-Cd（鎳鎘）電池及Ni-MH（鎳氫）電池的商業(yè)化應(yīng)用，尋找更輕、更小及更高的能量密度成為鋰離子電池開(kāi)發(fā)所面臨的巨大挑戰(zhàn)。目前，鋰離子電池已經(jīng)成功應(yīng)用于電動(dòng)自行車(chē)及混合動(dòng)力汽車(chē)，但目前制約鋰離子電池普及應(yīng)用的主要瓶頸仍為安全性問(wèn)題。

鋰離子電池發(fā)生短路熱失控的主要原因是極片（正極片和負(fù)極片）與電解液發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的熱量。處于充電態(tài)的電池正極材料具有強(qiáng)氧化性，同時(shí)處于充電態(tài)的電池負(fù)極材料具有強(qiáng)還原性，在濫用等情況下，例如針刺、熱沖擊等環(huán)境，強(qiáng)氧化性的正極材料穩(wěn)定性較差，容易釋放氧氣，且電解液中的碳酸酯等有機(jī)溶劑極易與氧氣反應(yīng)，放出大量的熱和氣體；產(chǎn)生的熱量加速正極材料分解，產(chǎn)生更多氧氣，進(jìn)一步促進(jìn)更多放熱反應(yīng)的進(jìn)行；同時(shí)具有強(qiáng)還原性的負(fù)極的活潑性接近金屬鋰，與氧接觸會(huì)導(dǎo)致燃燒并引燃電解液、隔膜等。針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“一種鋰離子電池極片處理方法”（申請(qǐng)?zhí)?01210417099.6）提出了一種極片處理方法，其通過(guò)在現(xiàn)有鋰離子電池極片上進(jìn)行納米級(jí)無(wú)機(jī)物涂層處理，利用納米級(jí)無(wú)機(jī)物顆粒表面的毛細(xì)管作用，使極片具有更高的可濕性，增加了鋰離子遷移通道，提高了鋰離子電池的循環(huán)性能；同時(shí)，由于該納米級(jí)無(wú)機(jī)物顆粒具有優(yōu)異的絕緣性能及隔熱性能，提高了鋰離子電池的安全性能及耐高溫性能。但其存在如下缺陷：無(wú)機(jī)納米顆粒在制膠過(guò)程中很容易造成顆粒團(tuán)聚而形成大顆粒，造成電池壓芯過(guò)程中刺穿隔膜而導(dǎo)致微短路現(xiàn)象。這會(huì)破壞或降低鋰離子電池的安全性，因而亟須做進(jìn)一步的改進(jìn)或研發(fā)出新的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種循環(huán)性能和耐高溫性能良好并可有效控制熱失控現(xiàn)象發(fā)生的安全的鋰離子電池。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，某些有機(jī)高分子聚合物在極片上的涂層與鋰離子電池內(nèi)的電解液中的有機(jī)溶劑可相互作用，從而提高電解液潤(rùn)濕極片的效果，使得電解質(zhì)更好的與極片接觸，進(jìn)而增強(qiáng)鋰離子與活性材料的導(dǎo)通；與此同時(shí)，由于有機(jī)高分子聚合物具有良好的塑性及耐熱性，可有效避免極片表面熱量的積累，同時(shí)減少了極片表面與氣體的接觸，可有效避免熱失控的現(xiàn)象發(fā)生，提高了鋰離子電池耐高溫性能；再者，有機(jī)高分子聚合物的阻燃性也可使電池的抗短路起火安全性能得到有效提高。

鑒于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決：

一種鋰離子電池，包括正/負(fù)極片，所述正/負(fù)極片包括集流體、覆蓋于所述集流體表面的活性物質(zhì)涂層和覆蓋于所述活性物質(zhì)涂層表面的有機(jī)高分子聚合物涂層。

優(yōu)選的，所述有機(jī)高分子聚合物為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯中的一種。

本發(fā)明還提供一種鋰離子電池極片的處理方法，其包括如下步驟：

S1.膠液準(zhǔn)備，將重量比為2.0%?～?6.0%的有機(jī)高分子聚合物加入重量比為90%?～?95%的有機(jī)溶劑中，在負(fù)壓保護(hù)下攪拌，使有機(jī)高分子聚合物與有機(jī)溶劑混合形成膠液；

S2.涂覆，通過(guò)噴涂、絲網(wǎng)印刷或轉(zhuǎn)移涂布的方式將所述膠液涂覆在正/負(fù)極片表面形成均勻的有機(jī)高分子聚合物涂層；

S3.烘干，烘烤得到干燥的正/負(fù)極片。

優(yōu)選的，所述有機(jī)高分子聚合物為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯中的一種。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、無(wú)水乙醇、異丙醇和醋酸乙酯中的任一種。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是：

親油性的電解液可攜帶電解質(zhì)滲透至覆蓋在極片上的有機(jī)高分子聚合物涂層，故可提高電解液潤(rùn)濕極片的效果，進(jìn)而增強(qiáng)鋰離子與活性材料的導(dǎo)通。同時(shí)，由于有機(jī)高分子聚合物具有良好的塑性及耐熱性，可有效避免極片表面熱量的積累，同時(shí)減少了極片表面與氣體的接觸，可有效控制熱失控的現(xiàn)象發(fā)生，提高了鋰離子電池耐高溫性能；此外，有機(jī)高分子聚合物的阻燃性也可使電池的抗短路起火安全性能得到有效提高。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子極片的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的鋰離子極片的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖并結(jié)合優(yōu)選具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

實(shí)施例1