[發明專利]一種高安全性的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202010587003.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111564661A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 黃明;李明鈞;郭亞慶;周步清;甘海軍;周建中
• 申請（專利權）人: 天能帥福得能源股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/13;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 南昌合達信知識產權代理事務所(普通合伙) 36142
• 代理人: 陳龍

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種高安全性的鋰離子電池，將復合正極片、聚烯烴隔膜和復合負極片疊加形成極芯，置于電池殼體中，然后注入電解液，預封、放置24h，化成，排氣后密封電池殼體，得到鋰離子電池。本發明的鋰離子電池的正極采用高分子乳液涂覆，負極采用無機陶瓷漿料涂覆。正極的高分子乳液涂層不但提供正極保護層、增加電解液浸潤性提高電池的循環性能，而且改善了鋰離子電池的安全性能。當電池內部發生短路等導致電池溫度升高，此高分子乳液顆粒能夠迅速融化在正極的表面形成保護層切斷正負極間的鋰離子傳輸通道；當聚烯烴隔膜融化后，負極陶瓷涂層在高溫下，還能啟著阻隔正負極，防止熱失控的發生。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種高安全性的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池以其高能量密度、環境友好和使用壽命長等優勢，在便攜式能源、儲能電源和電動汽車上得到的大規模應用。

目前鋰離子電池一般都是由正極、負極及其之間的隔膜，再在其中加入電解液組成。隔膜材料采用聚丙烯或者聚乙烯膜，鋰離子動力電池在新能源汽車上的大規模應用，對動力電池的安全性提高了更高的要求又引入在聚烯烴基膜上涂覆陶瓷層的技術。但是陶瓷隔膜仍舊沒法解決高能量鋰離子動力電池的安全性。

如何提高鋰離子動力電池的安全性能，解決起火爆炸的問題，成為許多本領域研究者的共同目標。但是，目前的技術沒法充分解決高能量密度電池，特別是高鎳三元體系電池的安全性能。從正、負極極片的穩定性角度出發，當發生安全問題，迅速切斷問題，是解決這個問題的方案。在正極表面涂覆高分子微球涂層，在負極表面涂覆陶瓷材料，可以增加安全性能；電池內部發生短路等問題，導致熱量上升，高分子微球涂層能夠迅速熔化在極片表面形成保護層、切斷正負極的傳輸通道；同時，在正常使用時高分子微球涂層能夠抑制電解液與負極的副反應發生，改善電池循環性能。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種高安全性的鋰離子電池。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高安全性的鋰離子電池，先將復合正極片、聚烯烴隔膜和復合負極片疊加形成極芯，置于電池殼體中，然后再注入電解液，放置24h，化成，排氣后密封電池殼體，得到鋰離子電池。

進一步地，所述復合正極片包括正極集流體、正極敷料層和高分子微球涂層，所述正極集流體的一面或兩面沿遠離所述正極集流體的方向依次涂覆所述高分子微球涂層和正極敷料層，所述正極敷料層包括正極活性材料、正極導電劑和正極粘結劑，所述高分子微球涂層包含高分子微球和涂層粘合劑。

進一步地，所述復合負極片包括負極集流體、負極敷料層和無機陶瓷涂層，所述負極集流體的一面或兩面沿遠離所述負極集流體的方向依次涂覆所述無機陶瓷涂層和負極敷料層，所述負極敷料層包括負極活性材料、負極導電劑和負極粘結劑，所述無機陶瓷涂層包含無機陶瓷顆粒和涂層粘合劑。

優選地，所述高分子微球涂層的厚度為0.1～30μm，所述正極敷料層的厚度為10～500μm，所述正極集流體的厚度為10～40μm。

更優選地，所述高分子微球涂層由以下質量百分比的組分組成：高分子微球60～99.5％和涂層粘合劑0.5～40％。

更優選地，所述高分子微球為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚乙烯共聚物中的一種或多種，所述高分子微球的粒徑為0.05～15μm。

優選地，所述正極活性材料選自鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鎳酸鋰中的一種。

優選地，所述無機陶瓷顆粒為Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、MgO、ZnO、ZrO₂、CaO中的一種或多種。