一種高安全型鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種高安全型鋰離子電池，包括卷芯，卷芯包括卷繞成型的正極片、負(fù)極片以及位于正極片和負(fù)極片之間的隔膜，正極片包括鋁箔和涂覆于鋁箔上的第一漿料層，第一漿料層包括復(fù)合錳酸鋰，復(fù)合錳酸鋰由錳酸鋰顆粒和包覆于錳酸鋰顆粒表面的MA?AM齊聚物層組成，復(fù)合錳酸鋰通過(guò)粘接劑粘結(jié)于鋁箔上；負(fù)極片包括銅箔和涂覆于銅箔上的第二漿料層，第二漿料層包括人造石墨，人造石墨表面包覆有硬碳層，硬碳層的厚度為10~20納米，人造石墨表面包覆有硬碳層后通過(guò)粘接劑粘結(jié)于銅箔上形成第二漿料層。本實(shí)用新型在保證電池高溫性能、高能量密度的前提下可提高電池正極的穩(wěn)定性和負(fù)極的嵌鋰單位，從而提高電池的使用安全性。
【專利說(shuō)明】
一種高安全型鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高安全型鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]安全性能是鋰離子電池，特別是鋰離子動(dòng)力電池所關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題。鋰離子電池與金屬鋰二次電池相比，在安全性能方面有了很大的提高，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在許多隱患。高能量密度鋰離子電池需要高輸出電壓和電極儲(chǔ)鋰容量。目前電解液主要為有機(jī)溶劑，難以承受4.5伏以上的高電壓，容易分解產(chǎn)生氣體，造成電池氣脹、破裂或爆炸。同時(shí)，充電狀態(tài)下的正負(fù)極材料本身也很活潑，如鈷酸鋰之類的正極材料在過(guò)充電或受熱狀態(tài)下容易發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌，并產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)，而含有機(jī)溶劑的鋰化石墨負(fù)極在接觸空氣時(shí)也容易燃燒。目前使用的鋰離子電池主要以石墨基材料作為負(fù)極，其嵌鋰電位接近金屬鋰的析出電位，在快速充電時(shí)容易造成金屬鋰析出，常以鋰枝晶或鋰粉末狀態(tài)存在，前者會(huì)使電池內(nèi)短路，后者會(huì)加速電解液分解或與空氣接觸發(fā)生燃燒。特別是用于電動(dòng)汽車(EV)和混合動(dòng)力汽車(HEV)的動(dòng)力鋰離子電池，其充放電電流大，散熱條件差，導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高。有研究證明:鋰離子電池在濫用的條件下有可能達(dá)到使鋁集流體熔化的高溫(>700°C)，從而導(dǎo)致電池出現(xiàn)冒煙、著火爆炸、乃至人員受傷等情況。因此，鋰離子電池安全性能方面的研究，對(duì)擴(kuò)大鋰離子電池的商品化程度，保證使用過(guò)程中人員的安全是非常重要的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高安全型鋰離子電池，具有良好的使用安全性。
[0004]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]提供一種高安全型鋰離子電池，包括卷芯，所述卷芯包括卷繞成型的正極片、負(fù)極片以及位于所述正極片和所述負(fù)極片之間的隔膜，所述正極片包括鋁箔和涂覆于所述鋁箔上的第一漿料層，所述第一漿料層包括復(fù)合錳酸鋰，所述復(fù)合錳酸鋰由錳酸鋰顆粒和包覆于所述錳酸鋰顆粒表面的MA-AM齊聚物層組成，所述復(fù)合錳酸鋰通過(guò)粘接劑粘結(jié)于所述鋁箔上;所述負(fù)極片包括銅箔和涂覆于所述銅箔上的第二漿料層，所述第二漿料層包括人造石墨，所述人造石墨表面包覆有硬碳層，所述硬碳層的厚度為10?20納米，所述人造石墨表面包覆有硬碳層后通過(guò)粘接劑粘結(jié)于所述銅箔上形成所述第二漿料層。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)采用表面包覆有MA-AM齊聚物層的錳酸鋰顆粒作為正極片的主材料，在保證電池高溫性能、高能量密度的前提下可提高電池的穩(wěn)定性，而采用由硬碳層包覆的人造石墨作為負(fù)極片的主材料，可以提高負(fù)極的嵌鋰單位，正極片和負(fù)極片的結(jié)構(gòu)改進(jìn)可提高電池的使用安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的正極片和正極耳的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的負(fù)極片和負(fù)極耳的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的隔膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的卷芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的安全型鋰離子電池?zé)岱夂蟮慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖1?5中:
[0013]100-卷芯；110-正極片；111-鋁箔；112-第一漿料層；120-負(fù)極片；121-銅箔；122-第二漿料層;130-隔膜;131-基膜;132-共聚物層;140-正極耳;150-負(fù)極耳;160-終止膠；
[0014]200-殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖1?5并通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0016]本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。
[0017]在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“連接”、“固定”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)部件內(nèi)部的連通或兩個(gè)部件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0018]如圖1?5所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種高安全型鋰離子電池，包括卷芯100，卷芯100包括卷繞成型的正極片110、負(fù)極片120以及位于正極片110和負(fù)極片120之間的隔膜130，正極片110包括鋁箔111和涂覆于鋁箔111上的第一漿料層112，第一漿料層112包括復(fù)合錳酸鋰，復(fù)合錳酸鋰由錳酸鋰顆粒和包覆于錳酸鋰顆粒表面的MA-AM齊聚物層組成，復(fù)合錳酸鋰通過(guò)粘接劑粘結(jié)于鋁箔111上，負(fù)極片120包括銅箔121和涂覆于銅箔121上的第二漿料層122，第二漿料層122包括人造石墨，人造石墨表面包覆有硬碳層，硬碳層的厚度為10?20納米，人造石墨表面包覆有硬碳層后通過(guò)粘接劑粘結(jié)于銅箔121上形成第二漿料層122。本實(shí)施例通過(guò)采用表面包覆有MA-AM齊聚物層的錳酸鋰顆粒作為正極片110的主材料，在保證電池高溫性能、高能量密度的前提下可提高電池的穩(wěn)定性，而采用由硬碳層包覆的人造石墨作為負(fù)極片120的主材料，可以提高負(fù)極的嵌鋰單位，正極片110和負(fù)極片120的結(jié)構(gòu)改進(jìn)可提高電池的使用安全性。
[0019]于本實(shí)施例中，第一漿料層112置于烘箱中烘烤后，MA-AM齊聚物層在其中的含量為3~8%，錳酸鋰顆粒的含量為90?94%。
[0020]于本實(shí)施例中，第二漿料層122置于烘箱中烘烤后，人造石墨表面包覆的硬碳層的含量為1?20%。
[0021]優(yōu)選地，如圖3所示，隔膜130包括基膜131和涂覆于基膜131的一個(gè)側(cè)面的共聚物層132。采用該隔膜130可以增加正極片110和負(fù)極片120的粘結(jié)穩(wěn)定性，同時(shí)又能保證電池的使用性能不受影響。
[0022]具體地，共聚物層132為PVDF_HFP/Si02共聚物層，其中PVDF的含量為60.0%?80.0%，HFP的含量為18.0%?25.0%，S12的含量為5.0%?10.(Fc^PVDF-HFP/S1〗共聚物層涂覆于基膜131上，能保證電池內(nèi)部沒(méi)有游離的液態(tài)電解液，降低因?yàn)殡娊庖嚎扇夹院鸵追纸庑詫?dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0023]于本實(shí)施例中，隔膜130設(shè)置有共聚物層132的一側(cè)與負(fù)極片120連接，隔膜130背離共聚物層132的一側(cè)與正極片110連接。
[0024]具體地，基膜131的厚度為12微米。
[0025]如圖4所示，卷芯100結(jié)束卷繞的邊緣處通過(guò)終止膠160固定，即正極片110、隔膜130和負(fù)極片120在結(jié)束卷繞的邊緣處通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)條狀的終止膠固定，以防止卷芯100發(fā)生松卷現(xiàn)象，同時(shí)又能避免影響電池的使用性能。
[0026]如圖5所示，卷芯100外包覆有鋁塑膜殼體200。鋁塑膜殼體200由外到內(nèi)包括尼龍層、鋁層和CPP薄膜層。尼龍層處于最外層，用以防止電池外殼劃傷，中間鋁層是鋁塑成型層，可以防止外界空氣和水分進(jìn)入到電池內(nèi)部;最內(nèi)層是CPP薄膜層，呈光亮色，主要用于電池的熱封裝。
[0027]本實(shí)施例的高安全型鋰離子電池中還設(shè)置有電解液，電解液中添加有添加劑DMMP，以改善電解液的熱穩(wěn)定性，電解液中的添加劑DMMP的含量為4~8%。
[0028]以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高安全型鋰離子電池，其特征在于，包括卷芯，所述卷芯包括卷繞成型的正極片、負(fù)極片以及位于所述正極片和所述負(fù)極片之間的隔膜，所述正極片包括鋁箔和涂覆于所述鋁箔上的第一漿料層，所述第一漿料層包括復(fù)合錳酸鋰，所述復(fù)合錳酸鋰由錳酸鋰顆粒和包覆于所述錳酸鋰顆粒表面的MA-AM齊聚物層組成，所述復(fù)合錳酸鋰通過(guò)粘接劑粘結(jié)于所述鋁箔上;所述負(fù)極片包括銅箔和涂覆于所述銅箔上的第二漿料層，所述第二漿料層包括人造石墨，所述人造石墨表面包覆有硬碳層，所述硬碳層的厚度為10?20納米，所述人造石墨表面包覆有硬碳層后通過(guò)粘接劑粘結(jié)于所述銅箔上形成所述第二漿料層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高安全型鋰離子電池，其特征在于，所述隔膜包括基膜和涂覆于所述基膜的一個(gè)側(cè)面的共聚物層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高安全型鋰離子電池，其特征在于，所述共聚物層為PVDF-HFP/Si02共聚物層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高安全型鋰離子電池，其特征在于，所述隔膜設(shè)置有所述共聚物層的一側(cè)與所述負(fù)極片連接，所述隔膜背離所述共聚物層的一側(cè)與所述正極片連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高安全型鋰離子電池，其特征在于，所述基膜的厚度為12微米。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的高安全型鋰離子電池，其特征在于，所述卷芯結(jié)束卷繞的邊緣處分別通過(guò)終止膠固定。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的高安全型鋰離子電池，其特征在于，所述卷芯外包覆有鋁塑膜殼體。
【文檔編號(hào)】H01M4/505GK205680731SQ201521142092
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日 公開(kāi)號(hào)201521142092.3, CN 201521142092, CN 205680731 U, CN 205680731U, CN-U-205680731, CN201521142092, CN201521142092.3, CN205680731 U, CN205680731U
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