[發明專利]一種鋰電池負極極片及隔膜一體化結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201610617497.0
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN107665965A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 孫長軍;焦奇方;梁云鵬;黎明旭
• 申請（專利權）人: 深圳市沃特瑪電池有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰電池負極極片及隔膜一體化結構及其制作方法。

【背景技術】

鋰離子電池由正極、負極和隔膜組成。其中隔膜起到阻隔正負極之間電子導通，允許離子傳輸的作用；正極、負極、隔膜由于是相互獨立的，因此其配合程度不高，且隔膜本身強度偏低，極易被制作過程中極片出現的毛刺，循環負極生成的鋰枝晶等破損，導致電池內部短路，產生安全事故。

目前，鋰離子電池隔膜主要有織造膜，非織造膜(無紡布)，微孔膜，復合膜，隔膜紙，碾壓膜等。這些隔膜由于穩定性較差，在充滿電解液的腐蝕和溫度變化較大的情況下，容易破損，不利于電池的長期穩定的使用。

聚乙烯目前產量最大，約占世界塑料總產量的30％，其中分子量達150萬以上的超高分子量聚乙烯具有優異的物理力學性能，擁有其他工程塑料無法比擬的耐磨、耐沖擊、自潤滑、耐腐蝕、吸收沖擊能、耐低溫不易粘附、低密度等特點。但因其黏度大等原因，且加工性能不佳尚不能獨立應用于鋰電池隔膜上。

【發明內容】

本發明要解決的技術問題是提高隔膜的穩定性和機械強度，從而保障電池的安全性能，延長實用壽命。

為了實現上述目的，本發明提供了一種鋰電池負極極片及隔膜一體化結構，包括負極極片及涂布于負極極片兩相背表面的烴基聚合物隔膜層，所述烴基聚合物隔膜層為超高分子量聚乙烯與普通分子量聚乙烯共混，溶劑使用十氫萘、煤油、石蠟油中的一種或多種。

本發明還提供了一種鋰電池負極極片及隔膜一體化結構制作方法,包括以下步驟：

(1)稱料：首先將去離子水加入容器，開始攪拌；然后依次加入增稠劑、導電劑、活性物質、粘接劑，攪拌后得到負極漿料；

(2)制負極極片：在金屬匯流片上下表面涂覆負極漿料得到負極極片；

(3)配聚烯烴漿料：將超高分子量聚乙烯與普通分子量聚乙烯共混，溶劑使用十氫萘、煤油、石蠟油中的一種或多種；在容器中加入上述超高分子量聚乙烯與普通分子量聚乙烯混合物與溶劑，在90～120℃下使用攪拌或超聲方式加快融化過程，使其形成可涂覆烴基聚合物漿料。

(4)制負極極片及隔膜一體化結構：將上述得到的負極極片上下表面涂覆聚烯烴漿料，經過干燥熱處理后在所述負極極片的上面表面形成隔膜層，得到鋰電池負極極片及隔膜一體化結構。

與現有技術相比，本發明采用一體化結構將負極材料和隔膜制作成一個整體，將來源更廣泛，價格更低廉，性能更優質的聚乙烯材料引入鋰電池行業。由此可見，本發明所制備的鋰電池成本更低廉，性能更穩定，安全系數更高，更值得被推廣。

【附圖說明】

圖1為本發明提供的一種鋰電池負極極片及隔膜一體化結構的結構示意圖。

【具體實施方式】

本發明采用超高分子的聚乙烯材料隔膜，通過與負極材料一體化結合，提升了隔膜的穩定性和機械強度，進一步保障了電池單體的安全性能，延長實用壽命。

如圖1所示，本發明提供的一種鋰電池負極極片及隔膜一體化結構100，包括負極極片10及涂布于負極極片10兩相背表面的烴基聚合物隔膜層20。其中負極極片10被上下兩側層烴基聚合物20包裹在中間，烴基聚合物20的厚度為9～36μm。

負極極片10包括金屬匯流片及涂布于金屬匯流片表層的負極漿料,所述負極漿料包括增稠劑、導電劑、活性物質以及粘接劑。

所述增稠劑占所述負極漿料的重量百分比為0.1～2.0％。

所述導電劑為導電炭黑、導電石墨、導電碳纖維、碳納米管、石墨烯中的至少一種。所述導電劑占所述負極漿料重量百分比為3.0％～5.0％。

所述活性物質為石墨、鈦酸鋰等。所述活性物質占重量百分比約為40～50％。

所述粘接劑為丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯－六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纖維素鈉、丁二烯－丙烯腈聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸－苯乙烯聚合物、聚合物單體的共聚物和聚合物的共聚物中的至少一種。所述粘結劑占所述負極漿料的重量百分比為1.5％～5.0％。