[發明專利]一種鋰電池正溫PTC效應導電材料的制作方法

無效

• 申請號: 201310281611.3
• 申請日: 2013-07-07
• 公開（公告）號: CN104282890A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 趙沖;何永;趙藤微;楊俊華;邵偉玉;張亞麗
• 申請（專利權）人: 山東潤峰集團新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/1393
• 分類號: H01M4/1393;H01M2/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋰離子電池制造領域，尤其涉及一種鋰電池正溫PCT效應導電材料的制作方法。

背景技術

鋰離子電池由于具有電壓和能量密度高、循環壽命長、能量效率高、自放電小、無記憶效應和無污染等優點,已經廣泛應用于便攜式消費電子產品上,特別是最近幾年來在電動汽車和儲能領域的應用上也被寄予厚望。然而,鋰離子電池的安全性是目前制約其應用領域擴展的主要瓶頸之一，當電池受到短路、高熱、過充電等異常因素的影響時，電池內部容易有高壓氣體產生，會引起電池殼體的變形甚至產生爆炸的危險。為了使其能夠安全的使用，鋰離子電池的安全性歸根結底要從熱控制上著手，只有在電池非正常狀態下（如：短路）時能夠有效的控制住電流或熱量，使其能夠不再持續增加，不至于出現熱失控，這將從根本上解決電池自身的安全性問題。

本發明正是基于熱控制方向，改進了鋰離子電池的安全性能。

發明內容

本發明的目的在于針對以上缺陷，提供一種能有效控制鋰電池內部熱量和電流，改善鋰電池安全性能的鋰電池正溫PCT效應導電材料，該導電材料對鋰電池內部的熱量、大電流具有靈敏的響應特征，能有效提升鋰離子電池的安全性能。

為實現上述目的，本發明提供一種鋰電池正溫PTC效應導電材料的制作方法，包含超高分子量聚乙烯HUMWPE、炭黑CB、聚偏氟乙烯PVDF，其中超高分子量聚乙烯HUMWPE與聚偏氟乙烯PVDF?等體積混合，CB占總質量的12%?

與現有技術相比本發明具有以下的效果和優點。

??目前鋰鋰離子電池生產常用的PP隔膜閉孔溫度為150℃左右，破膜溫度在170℃左右，鋰電池由于非正常情況下發生短路，電池內部溫度升高，當溫度達到150℃的時候，隔膜微孔會閉塞阻斷電流通過，但由于熱慣性溫度會繼續上升，亦可能達到甚至超過170℃，這時達到了隔膜的熔融破裂溫度，形成大面積短路。

??而本發明的正溫PTC效應的導電材料居里溫度約135℃左右，這一溫度接近目前常用PP隔膜閉孔溫度值，當電池短路溫度上升達到135℃以上時，導電材料的阻值急劇增加，電流和熱量將大弧度的得到控制，再配合隔膜本身的微孔閉合效應，電池的溫度將很難上升，即使溫度上升到隔膜的破膜溫度，正負極材料產生面積性的接觸，而由于其材料間導電性的困難也很難產生較大熱量，故而通過本發明制作的電池的安全性能將得到很大的提升。

另外改性導電劑和電池的制備簡單，易于生產，適應大規模推廣應用。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

圖1為導電材料跟隨溫度的阻值變化。

圖2為導電材料的工作原理。

圖3為電池的過充曲線。

具體實施方式

正溫PTC效應導電材料的制備方法：首先將超高分子量聚乙烯HUMWPE和聚偏氟乙烯PVDF基體進行干燥，然后按等體積比例將超高分子量聚乙烯HUMWPE和聚偏氟乙烯PVDF投入250℃環境中的機械混合機中，在50r/min轉速條件下混合10?分鐘以上，然后將含量占總質量12%的炭黑CB分批加入到機械混合機種，然后繼續混合15-20分鐘，混合完成后，便獲得正溫PTC效應的導電劑材料。該導電材料居里溫度約145℃左右，這一溫度接近目前常用PP隔膜閉孔溫度值，當電池短路溫度上升達到145℃以上時，導電材料的阻值急劇增加，電流和熱量將大弧度的得到控制，再配合隔膜本身的微孔閉合效應，電池的溫度將很難上升，即使溫度上升到隔膜的破膜溫度，正負極材料產生面積性的接觸，而由于其材料間導電性的困難也很難產生較大熱量，故而通過本發明制作的電池的安全性能將得到很大的提升。