[發明專利]一種復合集流體、電極極片和鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110348546.6
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112993264B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 李富;孫先維;賴旭倫;陳杰;楊山;鄭明清
• 申請（專利權）人: 惠州鋰威電子科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/13;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

本發明提供了一種復合集流體、電極極片和鋰離子電池，包括基材和安全涂層；安全涂層涂覆于所述基材的至少一表面，包括發泡劑和粘結劑；其中，粘結劑的玻璃轉變溫度為80～120℃；發泡劑在所述安全涂層中開始分解的溫度為80～100℃，且發泡劑分解時有氣體產生。相比于現有技術，本發明通過發泡劑和粘結劑的協同作用，解決了目前因鋰離子電池內部微短路和過熱帶來的安全隱患問題，其不僅可以降低電池的發熱，也能在電池短路后及時切斷短路開關，從而提高電池的安全性能。

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，具體涉及一種復合集流體、電極極片和鋰離子電池。

背景技術

隨著鋰離子電池的廣泛應用，鋰離子電池帶來安全事故也越來越多，因此人們對鋰電池的要求也越來越高。大部分鋰離子電池事故是正負極短接造成的，而正負極短路的主要原因之一是鋰枝晶刺穿隔膜導致正負極片短接。隨著電池向高能量密度方向發展和人們使用的習慣不同(過充，過放等)，增加了鋰枝晶的出現可能性，另外長時間大功率放電，也會造成因電池過熱而帶來的安全問題。

目前已有多種方法去降低因鋰離子電池內部微短路和過熱帶來的隱患。例如在選材方面使用純度較高的鋰離子電池正負極材料；在配料方面優化加料工藝，降低環境對漿料的影響；在制備過程優化制備工藝，建立電子追溯系統，對每一步驟進行實時監控；在包裝方面建立電池管理系統，實時監控電池在運行過程中溫度，氣壓等變化。諸多的方案都被提出用來降低電池安全事故，但是過去的幾年內，無論是常用的3C數碼產品領域還是新興的新能源汽車領域都發生了無數次起火，爆炸等安全事故，對個人和企業都造成了較大的損失。

有鑒于此，確有必要提供一種解決上述問題的技術方案。

發明內容

本發明的目的之一在于：提供一種復合集流體，以解決目前因鋰離子電池內部微短路和過熱帶來的安全隱患問題，本發明提供的復合集流體，增加了安全涂層的設置，一方面在電池高溫時可以降低電池的發熱，另一方面也能在電池短路后及時切斷短路開關，提高電池的安全性能。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種復合集流體，包括：

基材；

安全涂層，涂覆于所述基材的至少一表面，包括發泡劑和粘結劑；

其中，所述粘結劑的玻璃轉變溫度為80～120℃；所述發泡劑在所述安全涂層中開始分解的溫度為80～100℃，且所述發泡劑分解時有氣體產生。其中，發泡劑分解產生的氣體包括但不限于氮氣、一氧化碳和二氧化碳。

優選的，所述粘結劑的玻璃轉變溫度可為80～90℃、90～100℃、100～110℃、或110～120℃，其中，因電池的溫度大于80℃后容易發生安全事故，故，粘結劑的玻璃轉變溫度以在80℃時為佳。與粘結劑相對應的，發泡劑在安全涂層中開始分解溫度也以在80℃時為佳，發泡劑產生的氣體與熔融態的粘結劑共同作用，如果電池只是因鋰枝晶而產生局部短路或局部過熱時，逐漸產生的粘結劑氣泡可以包裹在鋰枝晶周圍，起到保護電池的作用，但如果是電池中產生的大量的熱，要發生爆炸時，則發泡劑分解加劇產生大量氣體，粘結劑氣泡迅速膨脹，從而使得極片中的活性物質層脫離集流體，達到抑制電池進一步發熱造成安全事故的目的。

優選的，所述安全涂層的剝離強度大于或等于500N/m，包括但不限于500～800N/m、800～1200N/m、1200～1500N/m、1500～2000N/m、2000～2500N/m、2500～3000N/m、或3000～4000N/m。剝離強度越高，安全涂層的粘接性越牢固，極片的穩定性越高，電池的循環壽命越長。