[發明專利]一種疊片電芯和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011154306.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112271299A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 田義軍;靳玲玲;王美麗;申紅光
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇動力電池有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/0583;H01M10/613;H01M10/653;A62C3/16
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;胡影

本發明提供一種疊片電芯和鋰離子電池。本發明中的疊片電芯包括：正極片和負極片，所述正極片和所述負極片交替層疊設置，且相鄰的兩片極片之間設有隔膜；位于最外側的每片極片中分別包括集流體、活性層和涂層，所述活性層位于所述集流體上靠近電芯內部的一側，所述涂層位于所述集流體上遠離電芯內部的一側，所述涂層中具有導熱材料和/或阻燃材料。本發明解決了疊片結構最外層消耗活性鋰，降低首效和容量的問題，也解決了單面涂層極片由于輥壓應力而導致的打卷破損抵問題，更重要的是，導熱材料和/或阻燃材料能夠提高疊芯的散熱和阻燃等安全性能，大幅度提升電芯的安全性與實用性。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體涉及一種疊片電芯和鋰離子電池。

背景技術

目前的疊片結構鋰離子電池，考慮到安全性和實用性，負極要比正極多一層，且多出來的那一層負極片，在銅箔集流體兩面都有負極活性材料，比如石墨或硅材料，但最外層負極那面的負極活性材料并沒有實際用途，反而有一些負面影響：一方面使電芯重量增加，降低電芯的能量密度，另一方面由于化成在最外面負極層生成SEI膜消耗更多鋰離子，使得電芯的首效降低，電芯的容量降低。如果正、負極集流體只涂單面，在后續的輥壓工序加工時，極片會出現打卷破損，影響電池的組裝效率。針對上述極片打卷問題，現有的電芯制程工藝不得不在極片的雙面涂上相同配方，相同重量，相同厚度的材料，在輥壓時，兩邊的延展產生的應力相互抵消，不會發生打卷現象。但是這種方法就會產生以下問題：浪費另一面的活性材料，增加成本和電芯質量，降低電芯首效與容量，降低能量密度。

此外，鋰電池在放電時電池內部會發生化學反應，產生大量的熱能，導致電池溫度升高。當電池內部產生的熱量不能及時排出時，易引發電池熱失控，嚴重時會發生電池起火、爆炸等事故。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種疊片電芯和鋰離子電池，用以解決目前鋰離子電池存在的以下問題：電池容易熱失控引發燃燒的安全問題。

為解決上述技術問題，本發明才有以下技術方案：

第一方面，根據本發明實施例的疊片電池，包括：

正極片和負極片，所述正極片和所述負極片交替層疊設置，且相鄰的兩片極片之間設有隔膜；

位于最外側的每片極片中分別包括集流體、活性層和涂層，所述活性層位于所述集流體上靠近電芯內部的一側，所述涂層位于所述集流體上遠離電芯內部的一側，所述涂層中具有導熱材料和/或阻燃材料。

其中，位于最外側的兩片極片同時為所述正極片或所述負極片；或一片為所述正極片，另一片為所述負極片。

其中，所述涂層中具有熱熔膠，所述導熱材料和/或所述阻燃材料分散在所述熱熔膠中。

其中，所述涂層中包括40-70重量份的熱熔膠、30-50重量份的導熱材料和5-10重量份的阻燃材料。

其中，所述熱熔膠包括乙烯共聚物、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、無定型烯徑共聚物、聚烯烴、苯乙烯共聚物中的任意一種或兩種以上的組合。

其中，所述涂層中具有導熱材料，所述導熱材料包括高導熱聚合物、氧化物、氮化物以及碳基材料中的任意一種或兩種以上的組合；

其中：所述高導熱聚合物包括聚乙炔、聚吡咯中的一種或多種；

所述氧化物包括氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂中的一種或多種；

所述氮化物包括氮化鋁、氮化硼、氮化碳、氮化鎂、氮化鈦、氮化鉭中的一種或多種；

所述碳基材料包括碳化硅、石墨、碳納米管、石墨烯中的一種或多種。