[發明專利]一種高安全性鋰離子電池負極極片

在審

• 申請號: 202010579931.7
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111769283A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 段銳;王金龍
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/133;H01M4/134;H01M10/42;H01M10/653;H01M10/654;H01M10/659;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 干桂花

本發明公開了一種高安全性鋰離子電池負極極片，涉及鋰離子電池技術領域，是將合漿后的負極漿料經涂布、干燥、輥壓制得的，所述負極漿料中含有赤藻糖醇和納米氧化鋁顆粒。本發明通過優化負極極片設計工藝，增加高相變潛熱的赤藻糖醇材料及熱穩定佳的氧化鋁納米顆粒來提高電池的安全性能，利用赤藻糖醇材料的高相變熱，可以快速吸收電池在濫用時產生的熱量，有效阻止熱失控蔓延，同時加入的納米氧化鋁顆粒能夠彌補赤藻糖醇在熱導率上的缺陷。不同于傳統方法，本發明是直接將相變材料作用于電池內部極片中，想法新穎，將該負極極片組裝成全電池，在測試其安全性能如短路、過充、加熱等項目時，通過率大大提高，實現了高安全的設計目標。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種高安全性鋰離子電池負極極片。

背景技術

鋰離子電池由于可逆性好、循環壽命長、能量密度高、無記憶效應、以及環境友好等優點被廣泛應用于各種數碼電子器件中，并在電動汽車和儲能電站等領域也具有廣闊的應用前景。當前鋰離子電池的技術關鍵在于安全性能、容量兩項技術指標，而其中又以安全性能為核心。安全性能涉及鋰離子電池的各個方面，其核心在于循環穩定性、熱穩定性、機械穩定性、電化學穩定性等。近年來，隨著對正負極材料的升級換代技術、改性技術、模擬仿真技術等的提升改進，鋰離子電池的安全性能有了較大的提升。但隨著純電動汽車的需求量增大、要求提高，對鋰離子電池的安全技術又提出了更高的要求，如快速充放、能經受碰撞、擠壓、短路、過充等惡劣的使用條件。常規的鋰離子電池安全技術的提升主要從材料改性、電池殼體結構設計、電池熱管理等方面，也取得了不錯的進展。

電池因高溫、穿刺、不當使用或外在環境不良等，造成電池內部的正負極相接，形成內短路，并引發一連串反應產生高溫，這些問題往往是造成鋰離子電池爆炸發生火災的前因。通過對熱失控的研究發現，在電池濫用開始時，負極尤其是充電態的負極化學活性非常高，SEI膜在高溫下分解，負極與電解液接觸反應產熱，電池溫度進一步被推高，各種副反應加劇，當電池溫度達到200℃以上時，正極材料開始分解釋氧、大量產熱，造成大規模內短路、電解液燃燒等，最后熱失控爆炸。所以首先控制住負極失控的源頭是至關重要的。而目前從電池制備工藝上進行優化設計以提高電池安全性能方面的研究較少。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種高安全性鋰離子電池負極極片，通過在負極漿料中添加高相變潛熱的赤藻糖醇材料及熱穩定佳的氧化鋁納米顆粒來提高電池的安全性能。

本發明提出的一種高安全性鋰離子電池負極極片，是將合漿后的負極漿料經涂布、干燥、輥壓制得的，所述負極漿料中含有赤藻糖醇和納米氧化鋁顆粒。

優選地，所述負極漿料包括活性物質、導電劑、分散劑、水性粘結劑、赤藻糖醇和納米氧化鋁顆粒。

優選地，所述赤藻糖醇的添加量為活性物質重量的0.5-1％。

優選地，所述納米氧化鋁的添加量為赤藻糖醇重量的0.2-0.5％。

優選地，所述活性物質為天然石墨、人造石墨、混合石墨、中間相炭微球、軟碳、硬碳、硅/碳材料中的任意一種。

優選地，所述分散劑為羧甲基纖維素鈉，導電劑為超導炭黑，水性粘結劑為丁苯橡膠。

優選地，所述活性物質、導電劑、分散劑和水性粘結劑的重量百分比為95-96.5：0.5-1.5：1-1.5：1.5-2.0。

優選地，所述負極漿料的制備如下：將分散劑分散到去離子水中；然后加入導電劑，攪拌，同時加入赤藻糖醇和納米氧化鋁顆粒，攪拌；再加入負極活性物質，攪拌；最后加入水性粘結劑，攪拌勻漿；加去離子水調節漿料粘度，得合漿后的負極漿料。

與現有技術相比，本發明的有益效果體現在以下幾個方面：