[發明專利]一種鋰離子電池隔膜、鋰離子電池電極和鋰離子電池

在審

• 申請號: 201811569875.8
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN111354904A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 李世彩;焦曉朋;宋威;甘永青;魏昊
• 申請（專利權）人: 深圳市比亞迪鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M4/62;H01M4/13;H01M10/0525;H01M10/42
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及電池領域，具體地，涉及一種鋰離子電池隔膜、鋰離子電池電極和鋰離子電池。該鋰離子電池隔膜包括至少兩個絕緣層及位于相鄰兩個絕緣層之間的抑鋰層，所述抑鋰層含有可嵌鋰物質、第一粘結劑及導電劑。該鋰離子電池電極，包括集流體及位于集流體上的活性材料層，所述活性材料層表面還設有絕緣層及位于絕緣層表面的抑鋰層，所述抑鋰層含有可嵌鋰物質、第一粘結劑及導電劑。本發明提供的鋰離子電池具有很好的安全性和耐過充性。

技術領域

本發明涉及電池領域，具體地，涉及一種鋰離子電池隔膜、鋰離子電池電極和鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池通常采用隔膜將正極和負極分隔，隔膜通常為含有基膜和陶瓷材料層的陶瓷隔膜。

陶瓷隔膜目前都是在聚烯烴隔膜上涂覆一層陶瓷材料層，這樣是為了避免電池在高溫下隔膜發生熱收縮導致正極與負極接觸而造成內部短路，并且也解決聚烯烴隔膜吸附電解液差的性能，同時還增加隔膜機械性能，防止鋰枝晶產生后刺穿隔膜，使正極與負極接觸。例如CN102437302A公開了一種鋰離子電池隔膜，包括作為基層的聚烯烴微孔薄膜，在聚烯烴微孔薄膜的一側表面上或者兩側表面上制作納米陶瓷材料涂層，納米陶瓷材料涂層的成分包括氧化鋯、氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氮化硅、氮化硼、氮化鋁中任意一種或其中的任意一種氧化物與任意一種氮化物的組合，納米陶瓷材料涂層的成分還包括粘結劑。雖然具有納米陶瓷材料涂層的隔膜具有較好的機械性能和耐高溫收縮性能，可以改善鋰離子電池的高溫熱穩定性和安全性，并且可以防止初期生成的鋰枝晶刺穿隔膜后導致的正負極短路，但鋰枝晶可以沿著納米陶瓷材料涂層的縫隙繼續生長，并最終穿過納米陶瓷材料涂層，從而導致正負極短路，致使電池出現安全問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的問題，提供一種能提高電池安全性能的鋰離子電池隔膜和鋰離子電池電極及鋰離子電池。

CN107316967A中公開一種包含活性夾層的隔膜，所述活性夾層位于絕緣層和基膜之間，所述活性夾層含有活性物質，所述活性物質選擇I₂、S、V₂O₅、MoO₃、MnO₂、Bi₂O₃、Bi₂Pb₂O₅、CFx（0≤x≤1.5）、CuCl₂、CuF₂、CuO、CuS、FeS、FeS₂、Ni₂S₂、AgCl、Ag₂CrO₄中的一種或多種，活性物質的含量為10~100wt.%，所述活性夾層還含有粘結劑，該粘結劑選擇La132、La133、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉中的任意一種或多種的混合物，但在實際應用中電池的安全性能改善仍未達到理想要求。本申請的申請人在此基礎上經過長期的實驗發現雖然活性夾層中的活性物質能與鋰枝晶反應生成惰性產物，但這些活性物質電子電導率極低，活性物質與鋰枝晶的反應速度非常緩慢，甚至鋰枝晶的消耗速度會低于鋰枝晶的生長速度，因此，鋰枝晶還是在繼續生長的狀態；并且，由于活性夾層整體不導電，活性物質與鋰枝晶的反應僅在二者接觸界面發生，并不能抑制其他位置鋰枝晶的生長，因此，在實際應用中電池的安全性能改善仍未達到理想要求，基于此發現，本申請的申請人提出如下改進方案，并獲得突出有益效果。

本發明的第一方面是提供一種鋰離子電池隔膜，所述隔膜包括至少兩個絕緣層及位于相鄰兩個絕緣層之間的抑鋰層，所述抑鋰層含有可嵌鋰物質、第一粘結劑及導電劑。

本發明的第二方面是提供一種鋰離子電池電極，所述電極包括集流體及位于集流體上的活性材料層，所述活性材料層表面還設有絕緣層及位于絕緣層表面的抑鋰層，所述抑鋰層含有可嵌鋰物質、第一粘結劑及導電劑。