[發明專利]一種改善卷繞應力的電池極組及其應用的電池

在審

• 申請號: 202010612024.8
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111934025A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 趙李鵬;曾濤;劉歡;薛有寶;劉興偉
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發明公開了一種改善卷繞應力的電池極組，包括包括正極片、負極片和隔膜；電池極組為由正極片、負極片和隔膜通過卷繞形式所制備獲得的極組；其中，隔膜位于正極片和負極片之間的位置；隔膜包括隔膜基體；隔膜基體的上下兩側表面，均涂覆有PVDF粘合劑，或者均涂覆有包含陶瓷材料和PVDF粘合劑的混合物。此外，本發明還公開了一種卷繞型鋰離子二次電池。本發明通過干壓熱復合技術，將正極片、負極片和隔膜進行粘接。由于隔膜上涂覆的PVDF能夠提供骨架支撐作用，因此在充放電過程中，給負極片的膨脹預留了空間，可以明顯減小卷繞電池的應力問題，減小卷繞電池拐角處的負極片膨脹應力問題，提高電池的循環性能和安全性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子二次電池技術領域，特別是涉及一種改善卷繞應力的電池極組及其應用的電池。

背景技術

隨著科技的發展，人們對電池的能量密度要求日益增加。現有的電池結構主要分為卷繞和疊片兩種工藝，其中，卷繞工藝由于制作工藝簡便，成為電池的主要設計方案。

目前，在高能量密度方向上，電池內部的活性物質含量逐漸增多，極組厚度增加，導致電池的膨脹力明顯上升。尤其是在卷繞電池的拐角處，負極片膨脹產生的應力更大，從而電解液出現匱乏，極片會出現死區和析鋰的現象，從而導致電池性能下降，嚴重時還會引發安全問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的技術缺陷，提供一種改善卷繞應力的電池極組及其應用的電池。

為此，本發明提供了一種改善卷繞應力的電池極組，包括包括正極片、負極片和隔膜；

電池極組為由正極片、負極片和隔膜通過卷繞形式所制備獲得的極組；

其中，隔膜位于正極片和負極片之間的位置；

隔膜包括隔膜基體；

隔膜基體的上下兩側表面，均涂覆有PVDF粘合劑，或者均涂覆有包含陶瓷材料和PVDF粘合劑的混合物；

其中，PVDF粘合劑，用于提供骨架支撐作用；

對于包含陶瓷材料和PVDF粘合劑的混合物，在該混合物中，PVDF所含重量比為10％～30％，陶瓷所含重量比為70％～90％。

其中，隔膜基體的材質，為聚乙烯PE、聚丙烯PP或者由聚乙烯PE和聚丙烯PP兩者組成的混合物。

其中，陶瓷材料具體為Al₂O₃/MgO類無機金屬氧化物。

其中，PVDF粘合劑在隔膜基體上的涂覆方式為點涂方式。

其中，隔膜的雙面涂膠量為0.2～2.5g/每平方米。

其中，采用干壓熱復合技術，將正極片、負極片和隔膜進行粘接；

其中，采用50～130℃的熱壓溫度，熱壓的壓力為0.2～7.0MPa，熱壓時間為3～90s。

此外，本發明還提供了一種卷繞型鋰離子二次電池，包括前面所述的電池極組。

由以上本發明提供的技術方案可見，與現有技術相比較，本發明提供了一種改善卷繞應力的電池極組及其應用的電池，其通過干壓熱復合技術，將正極片、負極片和隔膜進行粘接。由于隔膜上涂覆的PVDF能夠提供骨架支撐作用，因此在充放電過程中，給負極片的膨脹預留了空間，從而可以明顯減小卷繞電池的應力問題，尤其是減小卷繞電池拐角處的負極片膨脹應力問題，從而提高電池的循環性能和安全性能，具有重大的實踐意義。

附圖說明

圖1a為本發明提供的一種改善卷繞應力的電池極組中的隔膜，是低涂膠量隔膜時的示意圖；

圖1b為本發明提供的一種改善卷繞應力的電池極組中的隔膜，是高涂膠量隔膜時的示意圖；