[發明專利]一種二次電池的電芯及電芯的制備方法

有效

• 申請號: 201810844814.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108987795B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 孟海軍;楊恩東;邵國柱
• 申請（專利權）人: 孟海軍;南通江海電容器股份有限公司;南通江海儲能技術有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/66;H01M4/80;H01M10/058
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 賈允;肖丁

本發明公開了一種二次電池的電芯，包括正極片、負極片、隔離膜和電解液，隔離膜設置在正極片和負極片之間，正極片和負極片都包括多孔集流體，每個多孔集流體中均設有NTC材料體；多孔集流體的每個孔中均設有NTC材料體，NTC材料體與多孔集流體的孔內壁無縫固定連接；一種電芯的制備方法，包括正、負極片的制作：將NTC材料體通過燒結變軟之后，采用冷壓將其壓制在多孔集流體的每個孔中；最后將含NTC材料體的多孔集流體再制作成極片；放入隔離膜，注入電解液，組裝成電芯；本發明既保證了低溫加熱特征，又沒有因增加了NTC材料而導致電池性能下降，也能節約空間；既能使二次電池在低溫下使用長期保持本體處于加熱狀態，又能使二次電池性能的發揮。

技術領域

本發明涉及二次電池技術領域，尤其涉及一種二次電池的電芯及電芯的制備方法。

背景技術

高壓高比能是目前鋰離子電池的發展方向，隨之而來的安全問題尤其是熱安全問題的要求，也越來越高。

據了解，鋰離子電池在低溫下性能衰減嚴重，包括放電電壓下降、放電容量下降、內阻增加等問題。相對于低溫放電，鋰離子電池低溫充電的表現則更加不盡如人意，首先，低溫下的充電會快速達到恒壓階段、并會一定程度上降低充電容量、同時增加充電時間；不僅如此，鋰離子電池在低溫充電時，鋰離子可能來不及嵌入石墨負極當中，從而析出在負極表面形成金屬鋰枝晶，這一反應會消耗電池中的可以反復充放電的鋰離子、并大幅降低電池容量，析出的金屬鋰枝晶也可能會刺穿隔膜，從而影響安全性能。因此，鋰離子電池低溫放電容量會降低，但是經過常溫充放電后可以恢復，是可逆的容量損失；但是低溫充電會造成析鋰，是永久性的容量損失。

如何保證鋰離子電池在低溫下的充電性能的維持，是一個關鍵問題。改進方法包括對鋰離子電池本身材料采用耐低溫的添加劑等措施提高其低溫充電性能，但本質上沒有改變低溫的影響，只是采用了耐低溫的電解液。另外是在鋰離子電池模組或系統級別采用保溫措施，該方式不僅耗電量大，而且成本高。還有就是以損失容量和增加內阻的在電池材料中添加NTC材料的低溫充電鋰離子電池。

發明內容

為了解決上述技術問題，針對以上問題點，本發明公開的二次電池的電芯將NTC材料體壓制在多孔正負極集流體的孔中，既保證了低溫加熱特征，又沒有占用二次電池本身的空間，也沒有因增加了NTC材料而導致電池性能下降。

為了達到上述發明目的，本發明提供了一種二次電池的電芯，包括正極片、負極片、隔離膜和電解液，所述隔離膜設置在所述正極片和所述負極片之間，所述正極片和所述負極片都包括多孔集流體，每個所述多孔集流體中均設有NTC材料體；

所述多孔集流體的每個孔中均設有所述NTC材料體，所述NTC材料體與所述多孔集流體的孔內壁無縫固定連接。

進一步地，所述NTC材料體為片狀結構，所述NTC材料體靠近所述多孔集流體的孔內壁的一面與所述多孔集流體的孔內壁無縫固定連接。

進一步地，所述NTC材料體為實心圓柱體結構，所述NTC材料體的側壁面與所述多孔集流體的孔內壁無縫固定連接。

更進一步地，所述多孔集流內每個孔的孔徑相等，所述多孔集流內孔的孔徑為50nm～2μm。

更進一步地，所述多孔集流體為多孔鋁箔集流體或多孔銅箔集流體。

進一步地，所述NTC材料體包括至少一種由錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上材料的氧化物制成的半導體陶瓷。

進一步地，所述NTC材料體包括碳化硅、硒化錫和氮化鉭中的至少一種材料。

本發明提供了一種電芯的制備方法，所述電芯為上述所述的二次電池的電芯，包括以下步驟：

步驟一：正極片的制作：將NTC材料體通過燒結變軟之后，采用冷壓將其壓制在多孔集流體的每個孔中；最后將含NTC材料體的多孔集流體再制作成極片；