[實用新型]具有熱關斷涂層的鋰離子電池負極片

有效

• 申請號: 201721708433.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN207572455U
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 王海文;懷永建;彭強;白莉
• 申請（專利權）人: 中航鋰電技術研究院有限公司;中航鋰電（洛陽）有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華;鄭云

本實用新型涉及一種具有熱關斷涂層的鋰離子電池負極片，包括銅箔集流體，所述的銅箔集流體兩面分別涂覆有活性材料涂層，所述活性材料涂層外表面涂敷有具有熱關斷作用機制的熱關斷涂層。本實用新型通過在活性材料涂層表面涂覆具有熱關斷作用機制的熱關斷涂層制作鋰離子電池負極片，利用熱關斷涂層熔點或軟化點為80～140℃，常溫下顆粒和顆粒間的孔隙可保證鋰離子的順利往返穿插，而不影響電池內阻和倍率充放電效率，當電池溫度升高時，熱關斷涂層顆粒在短時間內熔融或溶脹，顆粒間的孔隙迅速變小或消失，實現熱關斷效應，切斷鋰離子傳輸通道，防止反應進一步發生，阻止了電池熱失控。

技術領域

本實用新型涉及鋰離子電池技術領域，尤其是一種具有熱關斷涂層的鋰離子電池負極片。

背景技術

鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、循環壽命長、自放電小、無記憶效應、環境友好等特點，鋰離子電池目前已成為通訊、電動工具、電動車輛、航天航空等設備的最為理想的移動電源。尤其在電動車輛領域的應用快速增長。

動力鋰離子電池在應用過程中能量密度越做越高，正極材料從磷酸鐵鋰逐漸轉為NCM，甚至現在的高鎳和NCA材料，負極材料從常規石墨轉為硅碳材料，能量密度越高意味著電池安全性越差，為了解決電池安全問題，提出了一系列解決方案，例如201310180013.7、201310254436.9和201580005488.X三個專利均采用無機氧化物填料涂覆于正負極片表面，在隔膜高溫收縮或熔融的情況下，形成隔絕正負極接觸的絕緣層，提高了電池安全性能。然而該方法存在的弊端是高溫異常情況下并無法阻止電池的充放電，在電池充放電過程中一旦發生異常，溫度升高，在還未達到隔膜的熱收縮溫度時，充放電會繼續進行，電池溫度會進一步升高，安全風險同樣存在。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：為了克服現有技術中之不足，本實用新型提供一種涂覆在負極片表面的熱關斷涂層能夠在電池高溫異常情況下進行熱關斷，阻止充放電進行，有效防止了電池熱失控。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種具有熱關斷涂層的鋰離子電池負極片，包括銅箔集流體，所述的銅箔集流體兩面分別涂覆有活性材料涂層，所述活性材料涂層外表面涂敷有具有熱關斷作用機制的熱關斷涂層。

所述的熱關斷涂層厚度為0.2～10μm。

所述的熱關斷涂層包含熱關斷材料和粘結劑，其中熱關斷材料可選用EVA、 PMMA、PE、PVDF、PS、聚丙烯酸酯微球顆粒中的一種或一種以上的混合物，粘結劑為聚乙烯醇、聚氨酯、羧甲基纖維素鈉(CMC)、丁苯橡膠(SBR)、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液中的一種或幾種。

所述的熱關斷涂層所用熱關斷材料的微球顆粒大小為：0.1～5μm，熔點或軟化點為60～140℃。

所述的熱關斷涂層所用熱關斷材料與粘結劑之間的配比為9:1～99:1。

上述具有熱關斷涂層的鋰離子電池負極片制備時，首先采用本領域技術人員公知的負極材料、粘結劑和導電劑，以及合漿和涂布方法，制備活性材料涂層；然后選取上述熱關斷材料的一種或幾種，以及上述粘結劑的一種或幾種，按照配比和固含量設計進行配料，經過簡單混合后再采用高速分散方式對漿料進行均質處理，制備熱關斷涂層漿料；最后采用凹版印刷、噴涂、轉移涂布或絲網印刷等方式將制備的熱關斷漿料均勻涂覆于活性材料涂層表面，經過烘干處理，得到具有熱關斷涂層的鋰離子電池負極片。

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過在活性材料涂層表面涂覆具有熱關斷作用機制的熱關斷涂層制作鋰離子電池負極片，利用熱關斷涂層熔點或軟化點為80～140℃，常溫下顆粒和顆粒間的孔隙可保證鋰離子的順利往返穿插，而不影響電池內阻和倍率充放電效率，當電池溫度升高時，熱關斷涂層顆粒在短時間內熔融或溶脹，顆粒間的孔隙迅速變小或消失，實現熱關斷效應，切斷鋰離子傳輸通道，防止反應進一步發生，阻止了電池熱失控。

附圖說明