[發明專利]一種新型可壓縮隔膜的軟包鋰離子電池及加工方法

在審

• 申請號: 201810123871.0
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN110120486A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 林俊頗;林俊仰;朱孟;楊春錫
• 申請（專利權）人: 中山天貿電池有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種新型可壓縮隔膜的軟包鋰離子電池及加工方法，包括：正極片、負極片、隔膜、電解液和作為外殼的鋁塑復合膜，所述的隔膜為混涂型隔膜，混涂型隔膜包括單層PE膜、陶瓷涂層和PVDF混涂層，陶瓷涂層為α晶型Al2O3小顆粒，PVDF混涂層為偏氟乙烯均聚物，當電池電池第一次激活，混涂型隔膜在液態電解液浸泡下溶脹凝膠化，厚度被壓縮50%。一種新型可壓縮隔膜的軟包鋰離子電池的加工方法,電池第一次激活溫度為50℃至80℃，所述壓力為0.3MPa至1.5MPa，所述電流為0.1C至2C。本發明能夠采用較厚的隔膜達到較薄的隔膜效果，有效的避免了電芯短路、壓降過大、硬度差，改善長循環壽命，降低生產成本。

技術領域

本發明涉及軟包鋰離子電池，特別是涉及一種新型可壓縮隔膜的軟包鋰離子電池及加工方法。

背景技術

隨著鋰電行業的迅猛發展，鋰離子電池以高能量密度、體積小、重量輕等優勢成為當今鋰電行業的熱門話題，各知名電池企業紛紛推出高能量鋰電池。高能量鋰電池意味著同等體積情況下要求其能發揮出來的能量更多，這涉及到正負極材料必須具有更高的體積能量密度及更有效的空間利用率。

由于軟包鋰離子電池的正極材料主要為三元鎳鈷錳或鈷酸鋰，負極材料使用石墨，這些正負極材料的容量均有一定的局限性。而為了提高容量，最直接的方法是盡量在電池里增加正負極材料的含量，同時減少輔材的體積占比,即引進更薄的材料，保留足夠空間容納電解液，避免電池性能下降。電池隔膜紙作為鋰離子電池空間占比第三的固態物質，也是影響鋰電池性能的關鍵因素之一。目前商業上廣泛應用的隔膜制法工藝主要是干法、濕法，厚度主要為12μm至26μm之間，更薄的隔膜如10μm因制程能力有限，粉塵異物等會引起電池短路、壓降過大甚至起火，嚴重影響電池生產合格率和安全使用性。

發明內容

本發明的目的就是針對上述問題，提供一種新型可壓縮隔膜的軟包鋰離子電池及加工方法。

本發明所采用的技術方案是：一種新型可壓縮隔膜的軟包鋰離子電池，包括：正極片、負極片、隔膜、電解液和作為外殼的鋁塑復合膜，所述的隔膜為混涂型隔膜，在未化成激活電池時總厚度為11μm至14μm，混涂型隔膜包括單層PE膜、陶瓷涂層和PVDF混涂層，單層PE膜厚度為5μm至7μm，陶瓷涂層為純度99.99%的α晶型Al₂O₃小顆粒，顆粒粒徑D50≤1.2μm，PVDF混涂層為偏氟乙烯均聚物，即聚偏氟乙烯，涂層厚度為6μm，當電池電池第一次激活，混涂型隔膜在液態電解液浸泡下溶脹凝膠化，厚度被壓縮50%。

一種新型可壓縮隔膜的軟包鋰離子電池的加工方法,電池第一次激活溫度為50℃至80℃，所述壓力為0.3MPa至1.5MPa，，所述電流為0.1C至2C。

優選地，所述的常用溫度為68℃至75℃；常用壓力為0.5MPa至1.0MPa；常用電流為0.2C至1.5C。

本發明的電池的壓縮原理為：所述隔膜的混涂層中的陶瓷為純度99.99%的α晶型Al₂O₃，D50≤1.2μm，所述隔膜的混涂層的PVDF為偏氟乙烯均聚物，部分為偏氟乙烯與含氟乙烯基的單體的共聚物。電池第一次激活是在一定溫度、壓力及電流下進行的，溫度為50℃~80℃，壓力為0.3MPa~1.5MPa，電流為0.1C~2C。在此條件下PVDF在液態電解液浸泡下溶脹，凝膠化，厚度被壓縮50%，使得電池的整體硬化且厚度效果達到采用更薄隔膜的效果，同時凝膠化，有利于正負極片貼合更緊，抑制其循環厚度膨脹，從而改善電池的長循環壽命。其中混涂層的陶瓷起到支撐架構作用。隔膜在未化成激活電池時，總厚度達13μm，因此卷繞時可避免粉塵、極片毛刺等對隔膜刺穿，而引起電芯短路、壓降過大的問題。

本發明的有益效果：本發明能夠采用較厚的隔膜達到較薄的隔膜效果，有效的避免了電芯短路、壓降過大、硬度差，改善長循環壽命，減少電芯過程制造的報廢率，降低生產成本。

附圖說明：