[發明專利]一種具有膜電極結構的鋰離子電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201310302740.6
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103413966A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 肖偉;趙麗娜;劉建國;嚴川偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/13;H01M2/16;H01M10/058;H01M4/139
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種具有膜電極結構的鋰離子電池，其特征在于，在鋰離子電池的電極表面涂覆無機涂層形成無機隔膜，鋰離子電池的電極與無機隔膜為一體化單元的膜電極結構，無機隔膜厚度為5～80μm。

2.按照權利要求1所述的具有膜電極結構的鋰離子電池，其特征在于，所述的無機涂層所用涂膜漿料是含有無機粒子和粘合劑的混合物；無機涂層所用涂膜漿料由以下質量份的原料組成：1000～10000質量份溶劑、2～400質量份增稠劑、10～800質量份無機粒子、1～1000質量份粘合劑；其中，

所述的溶劑為水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種以上任意比例混合物；

所述的增稠劑為羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、羧乙基纖維素鈉中的一種或兩種以上任意比例混合物；

所述的無機粒子具有良好的熱、機械強度和電解液浸潤性；所述的無機粒子包括NaA沸石、MFI沸石、Y型沸石、MCM-41沸石、三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂中的一種或兩種以上任意比例混合物；所述的無機粒子粒徑范圍為0.05～10.0μm；

所述的粘合劑包括硅溶膠、鈦溶膠、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲脂溶液、丁苯橡膠乳液、具有粘性的高分子材料中的一種或兩種以上任意比例混合物。

3.根據權利要求2所述的具有膜電極結構的鋰離子電池，其特征在于：所述的無機涂層所用涂膜漿料中，無機粒子的質量濃度為2wt%～60wt%。

4.根據權利要求2所述的具有膜電極結構的鋰離子電池，其特征在于：所述的無機涂層所用涂膜漿料中，增稠劑的質量濃度為0.2wt%～15wt%。

5.根據權利要求2所述的具有膜電極結構的鋰離子電池，其特征在于：所述的無機涂層所用涂膜漿料中，粘合劑與無機粒子的質量比為(0.1～1):1。

6.根據權利要求1所述的具有膜電極結構的鋰離子電池，其特征在于：所述的鋰離子電池的正極或負極涂覆無機涂層；或者，鋰離子電池的正極和負極同時涂覆無機涂層。

7.根據權利要求6所述的具有膜電極結構的鋰離子電池，其特征在于：所述的鋰離子電池的正極包括片狀、網狀集流體以及活性物質，所述的鋰離子電池的負極包括片狀、網狀集流體以及活性物質，或一定規格的鋰片。

8.一種權利要求1-7之一所述的具有膜電極結構的鋰離子電池的制備方法，包括鋰離子電池正極極片、負極極片的制備、極片表面涂覆無機涂層、裝配電池，其特征在于：采用噴涂法、刮涂法、流延法、輥涂法中的任意一種或兩種以上共用，在鋰離子電池的電極表面涂覆有無機涂層形成無機隔膜，鋰離子電池的電極與無機隔膜為一體化單元的膜電極結構，無機隔膜厚度為5～80μm。

9.根據權利要求8所述的具有膜電極結構的鋰離子電池的制備方法，其特征在于：在鋰離子電池極片表面無機涂層的制備過程中，保持鋰離子電池極片恒溫，溫度范圍為100℃～180℃。

10.根據權利要求8所述的具有膜電極結構的鋰離子電池的制備方法，其特征在于：鋰離子電池極片涂覆無機涂層后，在100℃～200℃條件下干燥0.5h～6h，最后采用10N/cm²～1000N/cm²的壓力對膜電極進行壓制，至電極與無機隔膜為一體化單元。