[發明專利]一種高安全性鋰離子電池及其制備方法

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• 申請號: 202110635096.9
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113381057A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王靈君
• 申請（專利權）人: 蕪湖天弋能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058;H01M4/66
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 尹婷婷

本發明公開了一種高安全性鋰離子電池及其制備方法，所述高安全性鋰離子電池包括正極片、負極片、隔膜和電解液，所述正極片包括正極集流體、設置在正極集流體表面的導電碳層、設置在導電脫碳層表面的正極漿料層、設置在正極漿料層表面的陶瓷材料層；所述負極片包括負極集流體、設置在負極集流體表面的導電碳層、設置在導電脫碳層表面的負極漿料層，通過增加或減少集流體上的涂覆結構，來提高電池的安全性能，特別是針刺效果。

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鋰離子電池及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為一種綠色環保電池，具有高能量密度、高工作電壓、高安全性能和長使用壽命等優點，鋰離子電池在進行安全測試，如過充、熱箱、針刺過程中極易發生短路產生電火花而引燃電解液發生爆炸，存在很大的安全隱患，其中針刺是電芯最大的安全挑戰。

發明內容

為了實現鋰離子電池的高安全性，本發明提供了一種高安全性鋰離子電池及其制備方法，可以顯著提高電芯的安全性能，特別是針刺效果。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種高安全性鋰離子電池，包括正極片、負極片、隔膜和電解液，所述正極片包括正極集流體、設置在正極集流體表面的導電碳層、設置在導電脫碳層表面的正極漿料層、設置在正極漿料層表面的陶瓷材料層；所述負極片包括負極集流體、設置在負極集流體表面的導電碳層、設置在導電脫碳層表面的負極漿料層。

所述陶瓷材料層在所述正極漿料層表面間歇設置，間歇長度是每個電芯正極極片的長度減去最外層的周長。

所述負極漿料層在所述導電脫碳層表面間歇設置，間歇長度是為電芯最外層的周長或電芯最外層的周長-2～5mm。

所述陶瓷材料層的原料包括陶瓷材料、粘結劑和溶劑；所述陶瓷材料層的厚度為1～2μm，厚度過厚會占用電芯厚度空間降低電芯的容量。

所述陶瓷材料為氧化鋁；所述粘結劑為聚偏氟乙烯，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

所述陶瓷材料與粘結劑的重量比為1：1在此配比之下陶瓷材料涂覆之后的絕緣和粘接效果最佳。

所述導電碳層的原料包括碳導電劑、粘結劑和溶劑；所述導電碳層的厚度為1～2μm。陶瓷層厚度過厚會占用電芯厚度空間降低電芯的容量。

所述碳導電劑為導電碳黑；所述粘結劑為聚偏氟乙烯；所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

所述碳導電劑與粘結劑的重量比為4:6。在此配比之下材料的導電性和粘接效果最佳。

所述正極集流體為鋁箔；所述負極集流體為銅箔。

本發明提供的所述高安全性鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

(1)在正極集流體的表面涂覆導電碳層漿料，經烘烤、輥壓，裁片，制成碳層正極集流體；

(2)在碳層正極集流體的表面涂覆正極漿料，經烘烤、輥壓，裁片，制成正極極片；

(3)在正極極片的表面間歇噴涂陶瓷漿料，經烘烤、輥壓，裁片，制成待組裝的正極極片；

(4)在負極集流體的表面涂覆導電碳層漿料，經烘烤、輥壓，裁片，制成碳層負極集流體；

(5)在碳層負極集流體的表面間歇涂覆負極漿料，經烘烤、輥壓，裁片，制成負極極片；

(6)將待組裝的正極極片、負極極片、PE隔離膜、電解液通過卷繞、組裝、烘烤、焊接密封、注液、化成等工序做成電芯。

步驟(1)和步驟(4)中，所述烘烤的溫度為60±5℃。

步驟(2)中，所述烘烤的溫度為100±5℃。