備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池配件，具體地講，本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正負極極卷，特別是一種備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正極極卷、負極極卷、隔膜、電解液和外殼組成。結構中，絕緣材質的隔膜介于正極極卷和負極極卷之間主要有二個方面的作用，一是作層間絕緣，二是便于讓電解液析出的離子通過。本行業(yè)制作隔膜通常使用聚烯烴材料，該塑料具有一定的機械強度和良好的絕緣性能，完全能滿足常態(tài)下運行的鋰離子電池配套要求?，F實中使用的鋰離子電池存在偶發(fā)事故，例如內部短路、外部過充或短路，這些事故都產生高溫。因聚烯烴材料熱收縮大、熔點相對較低，其中最常用的PE材質熔點溫度僅130?140 °C，PP材質熔點溫度為130°C。一旦鋰離子電池因故障構成內部熱失控，首先損壞的是聚烯烴材質隔膜，過熱消融的隔膜易造成層疊的正極極卷接觸負極極卷而發(fā)生短路，發(fā)生此種事故可能引明火，甚至引起爆炸。本行業(yè)為了克服塑料質隔膜熱穩(wěn)定性差的問題，不少制造商有針對性地開展專項研究，目前最具有代表性的技術方案是在隔膜表面涂覆陶瓷層。陶瓷是公認的絕緣性能極好材料之一，在隔膜表面涂覆陶瓷層能夠大大提高層間絕緣等級。但是，該方案仍然沒有從根本上解決隔膜基材熱性能差的問題，以及隔膜與外涂陶瓷層熱收縮性差距懸殊的問題，所以說現有技術仍然不是解決鋰離子電池安全的最佳方案。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明主要針對現有技術的鋰離子電池正、負極極卷之間，用聚烯烴材質隔膜做層間絕緣耐熱性差的問題，提出一種層疊復合結構簡單、合理，附著力強，熱穩(wěn)定性好，安全性能優(yōu)的備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷。
[0004]本發(fā)明通過下述技術方案實現技術目標。
[0005]備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷，它以金屬箔為基材和順序復合的膠層、絕緣層。其改進之處在于:所述基材的集流體單面上均勻涂覆一層膠層，在固化的膠層上均勻涂覆一層絕緣層。
[0006]上述結構中的膠層材質為PVDF膠，固化后的膠層厚1.0?5.Ομπι。
[0007]上述結構中的絕緣層用陶瓷漿料涂覆而成，固化后絕緣層厚15?50μπι。
[0008]本發(fā)明與現有技術相比，具有以下積極效果:
1、制作鋰離子電池正、負極極卷的基材為金屬箔，在金屬箔上外置的陶瓷層通過膠層媒介，附著力強，使用可靠；
2、在鋰離子電池正、負極極卷集流體單面外置陶瓷層，充分發(fā)揮陶瓷的絕緣特性，大大提升正、負極極卷層間絕緣等級；
3、鋰離子電池正、負極極卷的金屬箔基材和外置陶瓷層均為固體物，兩者結合熱穩(wěn)定性好，可比現有技術所用的聚烯烴熔點溫度至少高30°C，因能量密度高，可顯著提高配套電池的使用安全性；
4、因鋰離子電池正、負極極卷集流體單面已分別外置絕緣的陶瓷層，這樣的替代結構可在極卷疊合層之間不用隔膜，此結構既能簡化電池極卷層疊結構，又能顯著提高電池組裝工效，最重要的是從結構上消除安全隱患。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明結構剖面放大示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面根據附圖并結合實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
[0011]圖1所示的備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷，它以基材I為主體順序復合膠層2和絕緣層3。本發(fā)明所用基材I是一種金屬箔，選用何種材質依據鋰離子電池極性而定，正極用鋁箔，負極用鋼箔。基材I作為導體材料，考核其性能主要是機械性能和導電性能。為了提高鋰離子電池的安全性，本發(fā)明在基材I的集流體單面上均勻涂覆一層膠層2。該膠層2取用材質為PVDF膠，固化后膠層2的厚度依據配套規(guī)格大小在1.0?5.Ομπι之間選取，規(guī)格大則厚些，反之則薄些，本實施例配套鋰離子電池規(guī)格為10Ah，因規(guī)格偏小，固化后的膠層2厚1.5μπι。然后，在固化的膠層2上均勻涂覆一層絕緣層3。本發(fā)明中的絕緣層3用陶瓷漿涂覆而成，固化后的絕緣層3厚度同樣依據配套規(guī)格大小確定，取值范圍在15?50μπι之間選取，規(guī)格大則厚些，反之則薄些，本實施例僅需25μπι。
[0012]本發(fā)明在鋰離子電池正、負極極卷集流體單面上分別外置陶瓷質的絕緣層3，充分發(fā)揮了陶瓷的絕緣性能好、熔點高的優(yōu)勢，這樣替代結構的產品在極卷疊合層之間不用隔膜，產生的好處主要有二方面，一方面消除安全隱患，另一方面簡化鋰離子電池極卷層疊結構，提高組裝效率。更重要的是此結構大大提高極卷層間絕緣等級，從而提升能量密度，增強鋰離子電池使用的安全性。
【主權項】
1.一種備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷，它以金屬箔為基材(I)和順序復合的膠層(2)、絕緣層(3);其特征在于:所述基材(I)的集流體單面上均勻涂覆一層膠層(2)，在固化的膠層(2)上均勻涂覆一層絕緣層(3)。2.根據權利要求1所述的備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷，其特征在于:所述膠層⑵材質為PVDF膠，固化后的膠層⑵厚1.0?5.Ομπι。3.根據權利要求1所述的備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷，其特征在于:所述絕緣層(3 )用陶瓷漿料涂覆而成，固化后絕緣層(3 )厚15?50μπι。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種備有絕緣層的鋰離子電池正負極極卷，它由基材、膠層和絕緣層組成多層疊合板材。所述基材的集流體單面上均勻涂覆一層膠層，在固化的膠層上涂覆一層陶瓷質的絕緣層。此結構充分發(fā)揮了陶瓷的絕緣性能好、熔點高的優(yōu)勢，這樣替代結構的產品在極卷疊合層之間不用隔膜，產生的好處有二方面，一方面消除安全隱患，另一方面簡化鋰離子電池極卷層疊結構，提高組裝效率。更重要的是此結構大大提高極卷層間絕緣等級，從而提高能量密度，增強鋰離子電池使用的安全性。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M4/66
【公開號】CN105680053
【申請?zhí)枴緾N201610174816
【發(fā)明人】孫全, 司曉影, 程傳捷, 王麗芳, 徐斌
【申請人】江蘇富朗特新能源有限公司, 雙登集團股份有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月25日