安全型锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术公开了一种安全型锂离子二次电池，其包括正极和隔膜，其中，所述正极的正极涂层包括正极材料、导电剂和粘结剂，所述正极材料为三元材料LiNi1-X-YMnXCoYO2与磷酸锰铁锂LiMnZFe1-ZPO4的混合物，且所述LiNi1-X-YMnXCoYO2与LiMnZFe1-ZPO4的重量比为(4-9)：1；所述隔膜的纵向拉伸强度大于或等于1600kgf/cm2，横向拉伸强度大于或等于1000kgf/cm2的隔膜。本发明专利技术安全型锂离子二次电池能有效通过电池的重物冲击测试，提高锂离子二次电池的安全性能，同时赋予本发明专利技术安全型锂离子二次电池较高的电池容量和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子二次电池
，特别涉及一种安全型锂离子二次电池。
技术介绍
目前电动汽车的动力电池使用的正极材料大多是三元材料，该材料的特点是比容 量高，理论比容量270mAh/g，实际使用中比容量在150-160mAh/g。该正极材料的缺点就是 安全性能较低，导致重物冲击测试不能通过，易导致动力电池在碰撞等事件中发生爆炸燃 烧。如最近国内电动汽车发生的碰撞而导致动力电池发生爆炸的燃烧事件。 重物冲击测试是电动车用电池的一个重要安全测试，它是模拟电池在曲面撞击的 情况来测试电池是否安全，动力电池在汽车上使用时常有重物冲击测试模似的情况发生， 所以能否通过重物冲击测试是汽车用动力电池的一个重要安全标准。 为了提高动力电池的安全性能，提高电池重物冲击性能，目前有通过提高抗电池 抗形变能力和改变正极材料含量等方式来试图提高电池重物冲击性能，具体的如采用控 制磷酸锰铁锂正极材料的含量来提高电池重物冲击性能，而磷酸锰铁锂材料的理论比容量 170mAh/g，实际使用中只有120-130mAh/g。因此，该磷酸锰铁锂正极材料虽有安全性能较 好，循环性能优异，短路时发热少，但是缺点是比容量相对较低，因此，为了保证电池安全性 能和容量，在电池正极活性物质（NCM与LMFP)中只能加入10%~20 % (重量比）的磷酸 锰铁锂，但是在这个比例范围内还不能有效解决重物冲击的问题。跟本专利技术相关的一专利 文献公开了镍钴锰三元材料50~90份、磷酸锰铁锂10~50份进行混合形成的混合正极 材料，由该混合正极材料所制作成的软包电池只能解决安全的针刺、过充、热箱，但是该发 明加入的磷酸锰铁锂较多，虽提高了一定的安全性能，但是容量有所降低，且不能有效使得 电池通过重物冲击测试要求，以提高电池的安全性能。 提高抗电池抗形变能力的方式虽容易降低重物冲击时电池内部短路的风险。但在 研究和实际应用中发现单独依靠提高抗电池抗形变能力还是不能解决重物冲击问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种安全型锂离子二次电池， 以克服现有锂离子的抗重物冲击安全性低的技术问题。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下： -种安全型锂离子二次电池，包括正极和隔膜，所述正极的正极涂层包括正极 材料、导电剂和粘结剂。其中，所述正极材料为三元材料LiNhxYMnxC〇Y02与磷酸锰铁锂 LiMnzFei孑04的混合物，且所述LiNhxYMnxCoY02与LiMnzFeiZP04的重量比为（4-9) :1，其中， 0〈X〈1，0〈Y〈1，0. 5〈Z〈0. 7 ;所述隔膜的纵向拉伸强度大于或等于1600kgf/cm2,横向拉伸强 度大于或等于l〇〇〇kgf/cm2的隔膜。 上述本专利技术安全型锂离子二次电池通过以LiNhxYMnxCoY02的三元材料与 LiMnzFei孑04磷酸锰铁锂混合物为正极材料，并选用特定强度的特定的隔膜，使得含有特定 复合正极材料的正极与隔膜发生协同作用，使得本专利技术安全型锂离子二次电池能有效通过 电池的重物冲击测试，提高锂离子二次电池的安全性能，同时赋予本专利技术安全型锂离子二 次电池较高的电池容量和循环性能。【附图说明】 下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中： 图1为本专利技术实施例1提供的安全型锂离子二次电池的容量分布图； 图2为本专利技术实施例2提供的安全型锂离子二次电池的容量分布图； 图3为对比实施例1提供的锂离子二次电池的容量分布图； 图4为对比实施例2提供的锂离子二次电池的容量分布图； 图5为对比实施例3提供的锂离子二次电池的容量分布图； 图6为对比实施例4提供的锂离子二次电池的容量分布图； 图7为本专利技术实施例1提供的安全型锂离子二次电池的充放电循环图； 图8为本专利技术实施例2提供的安全型锂离子二次电池的充放电循环图； 图9为对比实施例1提供的锂离子二次电池的充放电循环图； 图10为对比实施例2提供的锂离子二次电池的充放电循环图； 图11为对比实施例3提供的锂离子二次电池的充放电循环图； 图12为对比实施例4提供的锂离子二次电池的充放电循环图。【具体实施方式】 为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例与附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 本专利技术实施例提供一种能有效通过重物冲击测试的安全型锂离子二次电池。该安 全型锂离子二次电池包括正极、负极、隔膜。该正极、负极和隔膜三者按照常规锂离子二次 电池进行组装设置。理所当然的是，本专利技术实施例锂离子二次电池还包括必须的其他部件， 由于其他部件不是本专利技术实施例的专利技术改进点，因此，在此不对其他部件进行赘述。 其中，本专利技术实施例锂离子二次电池中的正极包括集流体和形成于所述集流体表 面的正极材料涂层。该正极材料涂层包括有正极材料、导电剂和粘结剂等组分。 在一实施例中，该正极材料为三元材料LiNhxYMnxCoY02(0〈X〈1，0〈Y〈1)(NCM) 与磷酸锰铁锂LiMnzFeiZP04 (0· 5〈Ζ〈0· 7) (LMFP)的混合物，且所述LiNhxYMnxCoY02与 LiMnzFelzP04的重量比为（4-9) :1。通过控制该三元材料与磷酸锰铁锂的比例，能有效提高 的电池抗重物冲击性能，提高电池的安全性能。 在进一步实施例中，该三元材料与磷酸锰铁锂混物组成的正极材料在所述正极材 料涂层中的重量百分含量为93-97 %。在一些具体实施例中，该正极材料在所述正极材料涂 层中的重量百分含量可以是93 %、94 %、95 %、96 %、97 %。通过调节该三元材料与磷酸锰铁 锂混物组成的正极材料在正极涂层中的含量，在有效提高的电池抗重物冲击性能的同时能 有效提尚电池的，提尚电池的电池容量和循环性能。 在一实施例中，所述导电剂在所述正极材料涂层中的重量百分含量控制为 1. 5% -2%。通过控制导电剂的含量能有效配合上文的由三元材料与磷酸锰铁锂混物组 成的混合物正极材料提高的电池抗重物冲击性能的同时能有效提高正极的导电性能，从而 提高电池的电化学性能。为了进一步提高该性能，在一些具体实施例中，该导电剂选用导 电炭黑、超导炭黑、石墨类、碳纳米管中的至少一种。在具体实施例中，导电剂选用乙炔黑、 Super-P、KS-6、305G、CNT等 在一实施例中，所述粘结剂在所述正极涂层中的重量百分含量为1.6% -2%。通 过控制粘结剂的含量能有效控制正极片的面密度和电极片结构牢固强度，同时配合上文的 由三元材料与磷酸锰铁锂混物组成的混合物正极材料提高的电池抗重物冲击性能。为了进 一步提高该性能，在一些具体实施例中，该粘结剂选用聚偏氟乙烯（PVDF)、聚偏氟乙烯-六 氟丙烯（PVDF-HFP)、聚四氟乙烯（PTFE)中的至少一种。 在一实施例中，上文所述的含有三元材料LiNiixYMnxCoY02与磷酸锰铁锂 LiMnzFei孑04的混合物的正极制备方法如下： 步骤S01 :将粘结剂和溶剂按照比例混合后，配制成胶液； 步骤S02:向步骤S01配制的胶液中加入导电剂并进行混料处理，配制成第一混合 浆料； 步骤S03:向步骤S02配制的第一混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全型锂离子二次电池，其包括正极和隔膜，所述正极的正极涂层包括正极材料、导电剂和粘结剂，其特征在于：所述正极材料为三元材料LiNi1‑X‑YMnXCoYO2与磷酸锰铁锂LiMnZFe1‑ZPO4的混合物，且所述LiNi1‑X‑YMnXCoYO2与LiMnZFe1‑ZPO4的重量比为(4‑9)：1，其中，0<X<1,0<Y<1，0.5<Z<0.7；所述隔膜的纵向拉伸强度大于或等于1600kgf/cm2，横向拉伸强度大于或等于1000kgf/cm2的隔膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范财政，乔亚非，赵悠曼，程建良，
申请(专利权)人：深圳市创明新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44