[發明專利]一種具有加熱功能的鋰離子電池圓柱外殼及其制備方法

在審

• 申請號: 201910532499.3
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110311064A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 吳戰宇;劉國強;姜慶海;施曉渝;毛旭輝;張孝杰;單丹;王大林;成辰;蔣仕平;沙樹勇;朱明海;董志成
• 申請（專利權）人: 華富（江蘇）鋰電新技術有限公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M10/0525;H01M10/615;H01M10/643;H01M10/654;H01M10/6571
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張學彪

本發明公開了一種具有加熱功能的鋰離子電池圓柱外殼及其制備方法，該外殼從外到內依次包括高分子材料層、第一粘結劑層、加熱膜層、第二粘結劑層、金屬材料層；該圓柱外殼的制備方法為，首先制備底部封蓋的圓柱形桶狀金屬材料層基底；其次在金屬材料層基底上依次涂布疊加第二粘結劑層、加熱膜層、第一粘結劑層及外部高分子材料層，采用干法或熱法工藝制成，其厚度為130~510μm。本發明將微米級電加熱膜層置于鋰離子電池圓柱外殼中，形成了具有加熱功能的鋰離子電池圓柱外殼，有效解決圓柱鋰離子電池在低溫環境下的易析鋰、容量降低、循環壽命短的弊端，有效提升了圓柱鋰離子電池的低溫性能。

技術領域

本發明屬于化學電源材料領域，涉及一種具有加熱功能的鋰離子電池圓柱外殼及其制備方法。

技術背景

目前圓柱形鋰離子電池所用的外殼大多采用普通鋼殼，其抗壓能力強，不易變形，但是不具備加熱功能，這使鋰離子電池在低溫環境下內阻升高、容量降低、放電效率降低，循環壽命變短。

有人進行了鋰電池圓柱形鋼殼的研究，例如專利201420574656.X提供了一種圓柱鋰電芯鋼殼，屬于18650圓柱鋰電的應用領域，限定了鋼殼的直徑、厚度高度等；專利201220306855.3提供了一種鋰電池鋼殼，包括鋼制殼筒和鋼質殼底，殼底的厚度為1~2mm，可地上設有注液孔。從已經公開的方法可見，目前的研究主要是針對圓柱外殼的材質及尺寸方面，無法實現外殼及單只電芯的加熱。

發明內容

為了解決上述問題，提高鋰離子電池在低溫環境下的使用性能，本發明提供一種具有加熱功能的鋰離子電池圓柱外殼及其制備方法，將微米級電加熱膜層置于鋰離子電池圓柱外殼中，形成了具有加熱功能的鋰離子電池圓柱外殼，其具體技術方案如下：

一種具有加熱功能的鋰離子電池圓柱外殼，該圓柱外殼套設在圓柱體形狀的鋰離子電池外部，從外到內依次包括相互緊貼固定的高分子材料層、加熱膜層、金屬材料層，

所述加熱膜層連接有正極端子和負極端子，正極端子和負極端子垂直穿透到高分子材料層的外側表面，并形成中間鼓起，四周與高分子材料層表面緊貼的實心凸點形狀。

進一步的，所述高分子材料層和加熱膜層之間通過第一粘結劑層粘結固定，加熱膜層和金屬材料層之間通過第二粘結劑層粘結固定，

正極端子和負極端子垂直穿透第一粘結劑層和高分子材料層。

進一步的，所述加熱膜層的厚度為2~50μm。

進一步的，所述高分子材料層的成分為尼龍、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯的一種或其中任意種組合，所述高分子材料層的厚度為10~50μm。

進一步的，所述粘結劑層的成分為聚氨酯、環氧樹脂聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯的一種或其中任意種組合，所述粘結劑層的厚度為2~5μm。

進一步的，所述金屬材料層的成分為鐵、鐵合金、鋁、鋁合金的一種或其中任意種組合，所述金屬材料層的厚度為120~400μm。

進一步的，所述金屬材料層的厚度為120~400μm。

具有加熱功能的鋰離子電池圓柱外殼的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：準備基材：選取片狀的高分子材料層、加熱膜層、金屬材料層，將其卷曲形成圓管形狀，

步驟2：預處理：對高分子材料層的單面和加熱膜層的雙面進行等離子電暈處理，分別形成對應的處理面，對金屬材料層的圓管外部表面進行鉻化處理；

步驟3：涂膠：在金屬材料層的圓管外部表面涂覆或噴涂粘結劑；

步驟4：包裹加熱膜層：將矩形片狀的加熱膜層的一側邊緣與金屬材料層的圓管表面一條軸線對齊，圍繞金屬材料層的圓管外部表面卷一周，并與相對側邊緣拼接固定，貼合在金屬材料層表面；