[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋰離子電池正極極片及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911008659.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112701242A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔日俊;李國(guó)敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳格林德能源集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/13
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/13;H01M4/62;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池正極極片及其制備方法，所述的鋰離子電池正極極片包括集流體、PTC涂層以及正極涂層，所述的PTC涂層包括有機(jī)高分子材料、導(dǎo)電劑、粘接劑。本發(fā)明采用正溫度系數(shù)有機(jī)高分子材料、導(dǎo)電劑以及粘接劑等材料制備得到PTC涂層，通過(guò)熱壓、冷壓，促進(jìn)涂層導(dǎo)電顆粒接觸，提高涂層室溫導(dǎo)電性能，同時(shí)提高PTC涂層內(nèi)材料的結(jié)晶度，提高PTC效應(yīng)，當(dāng)鋰離子電池經(jīng)過(guò)過(guò)充、針刺、短路安全測(cè)試時(shí)，在溫度升高至80~100℃時(shí)，PTC涂層從導(dǎo)體變?yōu)榻^緣體，使得正極活性材料與集流體斷開(kāi)，有效地切斷電池內(nèi)部短路反應(yīng)，從而提高鋰離子電池的安全性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種鋰離子電池正極極片及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池是繼鉛酸、鎘鎳、金屬氫化物鎳蓄電池之后的新一代高能“綠色”能源，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。尤其是現(xiàn)階段高能量密度鋰離子電池的開(kāi)發(fā)，已成為各大企業(yè)研發(fā)熱點(diǎn)。但是安全性方面一直是一個(gè)難以解決的問(wèn)題。目前，主要是在電解液中加添加劑，如添加過(guò)充添加劑以通過(guò)過(guò)充測(cè)試，但過(guò)充保護(hù)添加劑的共同缺點(diǎn)是其過(guò)充保護(hù)是一次性的，無(wú)法長(zhǎng)久對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)。此外，也有采用陶瓷隔膜以提高安全性能，但是這種特殊隔膜不能阻斷熱副反應(yīng)，隨著能量密度增加，其作用效果有限。而PTC材料作為一種有效地提高鋰離子電池安全性能的材料，受到廣泛關(guān)注。

PTC材料是指正溫度系數(shù)熱敏電阻，超過(guò)一定的溫度時(shí)，熱敏電阻電阻值隨著溫度的升高而階躍性增高。PTC材料作為極片的底部涂層運(yùn)用在鋰離子電池中，在鋰離子電池?zé)崾Э貢r(shí)，能有效降低鋰離子電池起火、爆炸所引起的安全問(wèn)題。但是現(xiàn)階段PTC涂層用于正極極片PTC效應(yīng)較低，而且降低了鋰離子電池倍率性能，因此急需開(kāi)發(fā)一種在不影響鋰離子電池倍率性能的條件下提高PTC效應(yīng)，在高溫下快速阻斷電池內(nèi)部短路反應(yīng)，以提高鋰離子電池的安全性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有PTC效應(yīng)的鋰離子電池正極極片及其制備方法，旨在不影響鋰離子電池倍率性能的條件下提高PTC效應(yīng)，在高溫下快速阻斷電池內(nèi)部短路反應(yīng)，以提高鋰離子電池的安全性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種鋰離子電池正極極片及其制備方法，所述的鋰離子電池正極極片包括集流體、PTC涂層以及正極涂層。

所述的PTC涂層包括有機(jī)高分子材料、導(dǎo)電劑、粘接劑。

所述的鋰離子電池正極極片制備方法包括以下步驟：

S1：將有機(jī)高分子溶于溶劑中，然后加入導(dǎo)電劑，攪拌均勻后加入粘接劑，攪拌分散均勻后得到PTC漿料；

S2：將S1中的制備的PTC漿料涂布在集流體表面，然后在50~100℃環(huán)境下烘干，然后將烘干的PTC片在一定溫度下熱壓，再進(jìn)行冷壓即可得到PTC片；

S3：將正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘接劑攪拌均勻，涂布在S2所制備的PTC片表面，烘干即可得到具有PTC效應(yīng)的正極極片。

所述的有機(jī)高分子材料為聚乙烯、聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚苯胺中的一種或多種。進(jìn)一步地，所述的有機(jī)高分子材料選自聚乙烯、聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯中的一種或多種。

所述的導(dǎo)電劑為石墨烯、碳納米管、科琴黑、導(dǎo)電碳纖維中的一種或多種。進(jìn)一步地，所述的導(dǎo)電劑選自石墨烯、碳納米管、導(dǎo)電碳纖維中的一種或多種。

所述的粘接劑為聚丙烯酸、聚氨酯乳液、聚丙烯腈乳液中一種或多種。進(jìn)一步地，所述的粘接劑選自聚丙烯酸、聚丙烯腈乳液中一種或多種。

所述的熱壓和冷壓的壓力為1~10MPa。進(jìn)一步地，所述的熱壓和冷壓壓力為2~8MPa。

所述的熱壓溫度100~200℃，冷壓溫度為10~25℃。進(jìn)一步地，所述的熱壓溫度120~180℃，冷壓溫度為15~25℃。