一种电池制造技术

本申请涉及电池技术领域，具体涉及电池，所述电池的正极片、负极片和隔离膜中的至少一个的表面上设有阻燃涂层，所述阻燃涂层中含有氮系阻燃剂、无机氢氧化物阻燃剂和粘结剂；氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂可以发挥协效阻燃作用，具体表现在二者可以实现分解温度的区间互补，无机氢氧化物阻燃剂在较低的温度200～340℃下分解，而氮系阻燃剂在＞400℃的较高温度下分解，两者共同存在，在分解温度区间上达到了互补，起到了协同效果，可有提高电池的安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池
，具体涉及一种电池。
技术介绍
电池具有能量密度高、无记忆效应等优点，广泛应用于电子设备、电动汽车等领域。但电池的安全性能是限制其进一步应用的主要因素之一。为提升其安全性能，对包括安全涂层在内的多种安全方案均进行了研究。安全涂层的概念是指在电池的正极、负极或者隔离膜表面涂覆一层绝缘物，如氧化铝、氧化硅、氧化锆、氮化硅及近年来兴起的氢氧化铝、氢氧化镁等。其原理在于提高极片电阻或隔离膜机械性能，目的是通过降低电流大小或减少短路面积来实现安全性能的提高。这些安全涂层在电池的应用起到了一定的效果，但是这些常规的无机颗粒在应用到大容量电芯尤其是动力电芯中时无法有效抑制电流的快速增大和温度上升，容易造成热失控和着火现象。鉴于此，特提出本申请，以更有效地改善电池在极端情况下的安全性能。
技术实现思路
本申请的涉及一种电池，可有效地改善电池在极端情况下的安全性能。本申请的具体技术方案为：本申请涉及一种电池，包括正极片、负极片和间隔设置于正极片和负极片之间的隔离膜；其特征在于，所述正极片、负极片和隔离膜中的至少一个的表面上设有阻燃涂层，所述阻燃涂层中含有氮系阻燃剂、无机氢氧化物阻燃剂和粘结剂。优选的，所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的至少一种。优选的，其特征在于，所述无机氢氧化物阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、以及层状双氢氧化物MgxAly(OH)2x+3y中的至少一种，其中，x+y＝1，0<x<1，0<y<1。优选的，所述粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯乳胶、丙烯腈多元共聚物(LA133)、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的至少一种。优选的，所述氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂的粒径为0.1～4.0μm。优选的，所述氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂的粒径为0.7～3.0μm。优选的，所述粘结剂在所述阻燃涂层中的质量含量为0.1～15％，更优选为8～10％。优选的，所述氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂的质量之比为1.5～8：1.5～8，更优选为3～6：3～6。优选的，所述阻燃涂层的厚度为0.3～10μm，更优选3～8μm。本申请还涉及一种含有前任一所述的阻燃涂层的正极片、负极片或隔离膜的制备方法，包括以下步骤：(1)取所述无机氢氧化物阻燃剂与去离子水，在真空条件下搅拌；其中，所述无机氢氧化物阻燃剂和去离子水的质量之比为10～30：90～70；(2)加入所述氮系阻燃剂，搅拌混合；(3)加入所述粘结剂，搅拌混合，且搅拌转速和搅拌时间均大于步骤(1)和步骤(2)中所述搅拌的搅拌转速和搅拌时间；优选的，加入所述粘结剂为加入含有15～45wt％所述粘结剂的乳液或溶液；(4)降低搅拌转速，真空环境下继续搅拌后关闭真空，气压平衡后将制得的浆料过滤备用；(5)将过滤后的浆料均匀涂布在正极片、负极片或隔离膜的表面上，然后烘干得到含有阻燃涂层的正极片、负极片或隔离膜。本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：本申请在正极片、负极片和隔离膜中的至少一个的表面上设有阻燃涂层，该阻燃涂层中，通过将氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂复配，可以发挥协效阻燃作用，具体表现在二者可以实现分解温度的区间互补，无机氢氧化物在200～340℃的较低温度下分解，而氮系阻燃剂在＞400℃的较高温度下分解。两者共同存在，在分解温度区间上达到了互补，起到了协同效果，可有效降低过热状态下的电池温度，从而更有效地改善电池在极端情况下的安全性能。附图说明图1为本申请实施例的含有阻燃涂层的正极片或负极片；图2为本申请实施例的含有阻燃涂层的隔离膜；附图标记，1-集流体；2-活性物质层；3-阻燃涂层；4-隔离膜。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例及附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请提供的技术方案及所给出的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请一种电池，包括正极片、负极片和间隔设置于正极片和负极片之间的隔离膜；所述正极片、负极片和隔离膜中的至少一个的表面上设有阻燃涂层，所述阻燃涂层中含有氮系阻燃剂、无机氢氧化物阻燃剂和粘结剂。氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂可以发挥协效阻燃作用，具体表现在二者可以实现分解温度的区间互补，无机氢氧化物阻燃剂在200～340℃的较低温度下分解，而氮系阻燃剂在＞400℃的较高温度下分解。两者共同存在，在分解温度区间上达到了互补，起到了协同效果，可有效降低过热状态下的电池温度。此外，短路发生时，阻燃涂层还可起到增加电池电阻、减小短路电流的效果；氮系阻燃剂受热分解，产生不可燃烧的气体组分如水蒸汽、氨气、氮气等，将电池内部的热量带出的同时稀释电池周围的氧气浓度，降低着火几率。从而，可以有效改善电池的热失控。同时，大规模化生产的阻燃材料及简单的涂层构成使得本申请技术方案的应用成本较低。需要说明的是，上述正极片、负极片和隔离膜中的至少一个的表面上设有阻燃涂层，是指在同一电池中的正极片、负极片和隔离膜三者中的任意之一、之二或三者的表面设有前述的阻燃涂层，且本申请所述的表面可以是正极片、负极片或隔离膜的一面或两面。例如，隔离膜的两面上设有阻燃涂层，正极片、负极片上不设阻燃涂层；或者，正极片的两面设有阻燃涂层，负极片、隔离膜上不设阻燃涂层；或者，负极片的两面设有阻燃涂层，正极片、隔离膜上不设阻燃涂层；或者，仅在正极片与隔离膜相邻的一面上设有阻燃涂层；或者，仅在负极片与隔离膜相邻的一面上设有阻燃涂层；或者，隔离膜的两面、正极片与隔离膜相邻的一面以及负极片与隔离膜相邻的一面均设有阻燃涂层，以及其它组合方式。作为本申请电池的一种改进，氮系阻燃剂选自三聚氰胺(C3H6N6)、三聚氰胺聚磷酸盐(HO(C3H7N6PO3)nH)、三聚氰胺氰尿酸盐(C6H9N9O3)中的至少一种；优选三聚氰胺。其中，氮系阻燃剂，如三聚氰胺等，分解温度可与无机氢氧化物阻燃剂的分解温度互补，能够保证在相当大的温度范围内起到吸热的效果，此外，氮系阻燃剂分解产生的不可燃气体还可以有效稀释电池周围的氧气浓度，进一步降低着火概率，再次提高电池的安全性能。作为本申请电池的一种改进，无机氢氧化物阻燃剂选自氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、以及层状双金属氢氧化物MgxAly(OH)2x+3y中的至少一种，其中，x+y＝1，0<x<1，0<y<1；优选氢氧化铝无机氢氧化物阻燃剂。其中，氢氧化铝、氢氧化镁或氢氧化铝和氢氧化镁的层状双金属氢氧化物，与传统的氧化铝和氧化镁相比，不仅具有低温吸热分解的效果，保证较大的低温吸热分解温度范围，还可以对隔离膜起到“骨架”的作用，进一步提高电池的安全性能。优选的，所述粘结剂选自聚四氟乙烯(Teflon或PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯乳胶(SBR)、丙烯腈多元共聚物(LA133)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)中的至少一种。作为本申请电池的一种改进，阻燃涂层中含有的氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂的粒径为0.1～4.0μm，优选为0.7～3.0μm。作为本申请电池的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池，包括正极片、负极片和间隔设置于正极片和负极片之间的隔离膜；其特征在于，所述正极片、负极片和隔离膜中的至少一个的表面上设有阻燃涂层，所述阻燃涂层中含有氮系阻燃剂、无机氢氧化物阻燃剂和粘结剂。

【技术特征摘要】
1.一种电池，包括正极片、负极片和间隔设置于正极片和负极片之间的隔离膜；其特征在于，所述正极片、负极片和隔离膜中的至少一个的表面上设有阻燃涂层，所述阻燃涂层中含有氮系阻燃剂、无机氢氧化物阻燃剂和粘结剂。2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的至少一种。3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述无机氢氧化物阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、以及层状双氢氧化物MgxAly(OH)2x+3y中的至少一种，其中，x+y＝1，0<x<1，0<y<1。4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯乳胶、丙烯腈多元共聚物、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂的粒径为0.1～4.0μm。6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂的粒径为0.7～3.0μm。7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述粘结剂在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，宋晋阳，李强，艾邓均，闫传苗，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35