[發明專利]一種鋰離子電池隔板及其制造方法和含有此隔板的鋰離子電池

在審

• 申請號: 201711186886.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN109841780A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 杜木挺;王暈;李強
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鋰離子電池隔板及其制造方法和含有此隔板的一種鋰離子電池，所述電池隔板包括至少兩層多孔聚合物膜，其中，相鄰兩層多孔聚合物膜間夾持有電極材料層，夾持有電極材料層的兩層多孔聚合物膜封裝。使用本發明制備得到的鋰離子電池可以從根源上阻止了正負極因為鋰枝晶造成短路的發生，從本質上保證了過充等電池濫用不會導致熱失控。從而保證了電池在過充等電池濫用狀態下的絕對安全。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池隔板及其制造方法和含有此隔板的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因其能量密度高，無記憶效應等優勢，被大量應用于3C數碼、電動汽車、儲能等領域。與此同時，鋰離子電池的安全性能一直為人所關注。鋰離子電池目前主要使用的正極材料LiCoO2、NCM、NCA、LiMn2O4等，在充放電過程上述材料由于結構原因在設計上均只使用部分Li進行脫嵌。當電池出現過充時，這類材料中多余的鋰會從正極中脫出來，在負極形成鋰枝晶，穿刺隔板，造成正負極短路，從而使得電池熱失控，導致燃燒爆炸。

目前電池防過充的主要方法有：方法1、在電池中加入特定電壓（高于正常充電截止電壓）下的產氣添加劑，例如4.5V下產氣的CHB、BP等，當電池發生過充時，該類材料產生氣體（例如氫氣），增大電池內部壓力，啟動結構件上的CID結構，使得電池提前斷路，避免持續過充；方法2、在負極上涂布無機涂層（例如Al2O3），當電池發生熱失控，隔板收縮時避免正負極直接接觸，延緩電池熱失控的發生。

方法1的不足是對產氣添加劑特定電位下的產氣靈敏度有要求，同時對于CID結構的可靠性有要求。當產氣添加劑在電池長時間使用中失效或消耗一定量后，在特定電壓下產氣不足，可能不足以啟動CID，有一定的安全隱患。同時，CID結構有可能因為電池非過充條件下產氣（循環或滿電態高溫儲存）而提前開啟，從而使得電池失效。方法2的不足是只能延緩熱失控的發生，當過充持續進行時，仍然會出現熱失控。

發明內容

本發明解決了鋰枝晶刺穿隔板，造成正負極短路，導致熱失控的技術問題，特提供了一種鋰離子電池新型隔板及其制造方法和含有此隔板的鋰離子電池。

一種鋰離子電池隔板，包括至少兩層多孔聚合物膜，其中，相鄰兩層多孔聚合物膜間夾持有電極材料層，夾持有電極材料層的兩層多孔聚合物膜封裝。

一種鋰離子電池隔板的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

步驟1、相鄰兩層多孔聚合物膜具有相對的兩個表面，將所述相對的兩個表面中的至少一面附著電極材料層，得到夾持有電極材料層的兩層多孔聚合物膜；

步驟2、將夾持有電極材料層的相鄰兩層多孔聚合物膜封裝，得到鋰離子電池隔板。

一種鋰離子電池，包括正極片、負極片及位于正極片和負極片之間的隔板；所述隔板為上述鋰離子電池隔板。

本發明提供的隔板為封裝有電極材料層的隔板，當電池因為過充或其他情況下在負極形成鋰枝晶時，鋰枝晶穿刺臨近負極一側的多孔聚合物膜，隔板中的電極材料層通過鋰枝晶與負極導通；在充電時，隔板中的電極材料層可以通過鋰枝晶從負極獲得電子，從而被“激活”，此時正極中的過剩鋰可以嵌入到隔板中的電極材料層中，抑制鋰枝晶的進一步生成，從而解決了傳統鋰電池隔板被鋰枝晶穿刺造成正負極短路，引發電池熱失控的技術問題。

另外，本申請中電極材料層被夾持有電極材料層的兩層多孔聚合物膜封裝起來，避免了因電極材料層掉料，致使電池內部短路的安全問題。

本申請提供了一種新的防熱失控技術方法，與本文背景技術中的方法1和方法2的區別在于，本方法可以從根源上阻止了正負極因為鋰枝晶造成短路的發生，從本質上保證了過充等電池濫用不會導致熱失控。從而保證了電池在過充等電池濫用狀態下的絕對安全。

附圖說明

圖1為現有技術中普通隔板鋰枝晶過充失效模式。