[發明專利]一種含有粘接性隔膜的鋰電池及其制造方法

在審

• 申請號: 201811485020.7
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN111293254A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 呂璐;劉洋;真鍋功;荒井崇
• 申請（專利權）人: 東麗先端材料研究開發（中國）有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種含有粘接性隔膜的鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜及電解液，所述隔膜包括聚烯烴基材層和涂覆在所述基材層的至少一側表面上的涂覆層；所述涂覆層包括陶瓷層或聚合物層中的一種或多種。相對于現有的技術，本發明涉及的含有粘接性隔膜的鋰離子電池進行針刺測試，無發火冒煙爆炸發生。電池循環性能達到500周容量保持率≥80％。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種含有粘接性隔膜的鋰離子電池。

背景技術

目前，鋰離子電池在動力電池或者數碼電池領域，其能量密度，循環壽命和安全性能是最主要的技術指標。隔膜作為鋰離子電池的主要組成部分之一，對上述三方面性能提升也具有重要作用。通過在隔膜表面涂覆無機陶瓷材料，有利于改善隔膜的耐熱性，從而提升鋰離子電池的安全性能。但是在提升電池能量密度方面需要厚度更薄的涂覆隔膜，同時隔膜與電極活性物質之間需要具有一定的粘接性，改善電池的循環性能。在現有技術中，采用傳統的無機陶瓷涂覆隔膜的鋰離子電池主要有以下問題：①隔膜涂層與電極之間沒有粘接力，導致電池的電芯卷繞后在應力作用下出現變形，無法很好的入殼，從而無法進行封裝工序；②隔膜涂層與電極之間粘接力較弱，在注液后，隔膜與電極上的活性物質之間分離，導致含有該種隔膜的電池在充放電循環測試過程中，電極活性物質與隔膜界面電阻增加，極化增加，導致循環性能下降。

鑒于此，有必要提供一種具有既能改善隔膜與電極之間的粘接性，又可以提升循環性能且安全性又好的隔膜的鋰離子電池。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種包括涂覆隔膜的鋰離子電池，由于涂覆隔膜具有干式粘接效果，可以改善電芯的入殼工藝，同時，涂覆隔膜具有濕式粘接效果，可以改善電池的循環性能，同時，涂覆隔膜中含有的無機陶瓷涂層，提升耐熱性能，可以改善電池的安全性能。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜及電解液，所述隔膜包括聚烯烴基材層和涂覆在所述基材層的至少一側表面上的涂覆層；所述涂覆層包括陶瓷層或聚合物層中的一種或多種。

為了保證電池的緊密度，優選所述鋰離子電池的彎曲力為10N到300N。

為了保證電池的能量密度，優選聚烯烴基材層的厚度為3μm到20μm；所述涂覆層的厚度為0.1μm到6μm。

為了保證隔膜與電極之間的粘接性，優選所述聚合物層具有膠狀形態，所述膠狀形態即表面通過掃描電子顯微鏡放大2000倍觀察，聚合物層物質沒有呈顆粒狀聚集在一起。

為了確保電池能量密度，優選所述聚烯烴基材層為PE、PP或PE/PP復合物中的至少一種或多種；所述隔膜的孔隙率為40％以上。

為了提升隔膜耐熱性，優選所述陶瓷層為無機陶瓷粒子；所述無機陶瓷粒子為氧化鋁、勃姆石或氫氧化鎂中的至少一種或多種。

為了確保隔膜與電極之間的粘接性，優選所述無機陶瓷粒子裸露面積相對于所述聚烯烴基材層的面積為1％以下。

為了確保隔膜與電極之間的粘接性，優選所述的聚合物層為含氟聚合物、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的至少一種或多種。

本發明還公開了一種上述鋰離子電池的制備方法，其制備方法中包含①卷繞，或疊片；②入殼；③注液；④熱壓；⑤化成；⑥分容六項工藝步驟。

為了確保隔膜與電極之間的粘接性，同時提升電池的循環性能，所述熱壓工藝為注液工藝前熱壓，同時注液工藝后再次熱壓。

為了保證熱壓工藝的粘接效果，優選注液工藝前熱壓溫度T1范圍：50℃≤T1≤90℃；注液工藝后再次熱壓溫度T2范圍：50℃≤T1≤90℃；注液工藝前熱壓時間t1范圍：5s≤t1≤30s；注液工藝后再次熱壓時間t2范圍：5s≤t2≤30s；熱壓壓力P范圍：0.5MPa≤P≤6MPa。