锂电池隔膜、卷绕品和卷绕式锂电池制造技术

本发明专利技术公开了锂电池隔膜、卷绕品和卷绕式锂电池，包括隔膜本体，隔膜本体的至少一个表面涂覆有至少一条沿隔膜本体的长度方向连续延伸的带状阻隔涂层，带状阻隔涂层对隔膜本体表面相应部位进行遮蔽，以阻隔或减缓所对应部位的锂负极片的放电反应，从而在整个电池放电过程中，与该带状阻隔涂层所对应的锂负极片上的相应部位形成一条被抑制的锂金属带的导电通道；且阻隔涂层对锂电池隔膜的厚度影响更少，阻隔涂层与隔膜的附着力牢靠，不易脱落，还可以根据电极放电情况灵活设置形状与数量。

Lithium Battery Diaphragm, Winding Products and Winding Lithium Batteries

The invention discloses a lithium battery separator, a winding product and a winding lithium battery, including a separator body. At least one surface of the separator body is coated with at least one strip barrier coating extending continuously along the length direction of the separator body. The strip barrier coating shields the corresponding parts of the surface of the separator body to block or slow down the discharge reaction of the lithium negative plates at the corresponding parts, thereby. In the whole process of battery discharge, a restrained conductive channel of lithium metal strip is formed at the corresponding part of the lithium negative plate corresponding to the strip barrier coating, and the barrier coating has less influence on the thickness of the lithium battery separator, the adhesion between the barrier coating and the separator is firm, and it is not easy to fall off, and the shape and quantity can be flexibly set according to the discharge condition of the electrode.

【技术实现步骤摘要】
锂电池隔膜、卷绕品和卷绕式锂电池
本专利技术涉及一种锂金属电池领域，尤其涉及锂电池隔膜、卷绕品及卷绕式锂电池。
技术介绍
锂-二氧化锰、锂-氩硫酰氯、锂-二硫化铁等锂原电池以及部分二次锂电池采用金属锂为负极活性材料。锂电池卷绕品由依次层叠的锂负极片、隔膜和正极片三者卷绕成型。由于金属锂具有良好的导电性，锂金属在作为负极活性材料时，又往往起到负极导电作用，从而减少导电材料的使用、以提高锂电池能量密度。这种锂电池会存在如下问题：在电池放电过程中，同时作为导电材料和负极活性材料的锂金属是随着放电过程而不断消耗的，且这种消耗不可能是均匀消耗，往往会在锂金属的若干局部部位优先消耗，当这些局部部位的锂金属被优先消耗完时，电极上被消耗部位的内部区域将形成一种与电极放电电路断开的“孤岛”，该“孤岛”无法参与到电池放电，从而导致锂金属材料的浪费，降低了负极材料利用率及电池的电容量。更为为严重的情况是：在锂电池实际放电过程中，锂金属上这种局部优先放电、提前断裂的部位又往往处于与负极片延伸方向所垂直的线状断裂，线状断裂后与负极极耳分离的那部分锂金属就直接无法参与电池放电。因此这种线状断裂方式会大幅度降低负极材料的利用率，而实际情况是，由于电极卷绕时往往在与卷线方向垂直的部位产生松紧等情况，因此这种线状断裂情况发生的比例是相当高的。为了克服这种不均匀反应所造成的锂负极片局部断裂现象，通常采用在锂负极片表面贴一定长度的胶带，以及在极耳旁边贴胶带的方式，这种方式对所贴的锂金属表面进行了保护，从而改善锂金属放电时断裂引起的容量损失，但是同时又造成如下问题：1、因为胶带是有一定厚度的，胶带一旦过长，在电极卷绕后会造成卷饶品在胶带贴附区域直径过大，进而使有限电池空间内部的容量减少，影响到锂电池能量密度。2、胶带容易脱胶，与锂负极片贴附不紧密，也难杜绝“孤岛”现象。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可在局部部位减缓或阻隔锂离子迁移的锂电池隔膜，进一步地提供具有所述锂电池隔膜的电池卷饶品和锂金属电池。解决本专利技术的技术问题需要提供的技术方案：锂电池隔膜，包括隔膜本体，其特征在于所述的隔膜本体的至少一个表面涂覆有至少一条沿所述的隔膜本体的长度方向连续延伸的带状阻隔涂层，所述的带状阻隔涂层对隔膜本体表面相应部位进行屏蔽，形成离子无法通过的闭孔，从而阻隔或减缓所处部分的锂负极片的放电反应、减缓其消耗，形成受保护的导电带。本专利技术进一步的优选方案为：所述的带状阻隔涂层的厚度为5～70μm；带状阻隔涂层的宽度可以根据需要阻隔的电极表面反应情况灵活调整，直至接近电极宽度。本专利技术进一步的优选方案为：所述的带状阻隔涂层横跨隔膜本体的整个长度。本专利技术进一步的优选方案为：所述的带状阻隔涂层呈单条直线或两段及以上的直线或曲线形状。本专利技术进一步的优选方案为：所述的带状阻隔涂层局部有分叉。本专利技术进一步的优选方案为：带状阻隔涂层以渐进变化分布在隔膜本体的对角线位置，所述的带状阻隔涂层经过锂负极片的负极极耳在隔膜本体的映射区域。本专利技术进一步的优选方案为：带状阻隔涂层从锂负极片的负极极耳在隔膜本体的映射区域的两侧各自倾斜引向对角位置。本专利技术进一步的优选方案为：所述的阻隔涂层由化学惰性涂料。本专利技术进一步的优选方案为：所述的化学惰性涂料为乙丁橡胶、聚四氟乙烯或环氧树脂。本专利技术进一步的优选方案为：由正极片、锂负极片和锂电池隔膜共同卷绕而成。本专利技术进一步的优选方案为：卷绕式锂电池，包括上述电池卷绕品。与现有技术相比，本专利技术的优点是在锂电池隔膜表面涂覆带状阻隔涂层，带状阻隔涂层对锂电池隔膜本体表面相应部位进行遮蔽，以阻隔或减缓相应部位锂负极的放电反应与消耗，从而在与该带状阻隔涂层所对应的锂负极片上的相应部位形成一条被抑制的锂金属带；该锂金属带为间接受带状阻隔涂层保护的导电通道，最终避免在锂负极片上形成电极“孤岛”。相比传统的胶带贴附在锂负极片上，阻隔涂层对锂电池极片卷绕后的直径影响更少，不但可以不必一定要贴在负极表面，形状更可以多样化、生产效率更高，还可以根据产品放电时的锂负极的消耗情况灵活设置不同的数量与形状，甚至可以进行仿形印刷。阻隔涂层与隔膜的附着力牢靠，不易脱落；也便于工业自动化生产。附图说明图1为电池卷绕品的结构示意图一；图2为电池卷绕品的结构示意图二；图3为锂电池负极片涂覆阻隔涂层示意图一；图4为锂电池负极片涂覆阻隔涂层示意图二；图5为锂电池隔膜上涂覆阻隔涂层示意图一；图6为锂电池隔膜上涂覆阻隔涂层示意图二；图7为锂电池正极片上涂覆阻隔涂层示意图一；图8为锂电池正极片上涂覆阻隔涂层示意图二。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图1和图2所示，卷绕式锂电池，包括钢壳、电池卷绕品、电解液等。电池卷绕品100，由正极片30、隔膜20和锂负极片10共同卷绕而成，电池卷绕品100呈柱形结构被安装在钢壳内，钢壳内部注满电解液。锂负极片10上连接有负极极耳11，用于焊接在钢壳的负极端；二氧化锰作为正极片30的主要材料成分。锂电池工作原理为：锂负极片和电解质反应失去电子，形成锂离子融入到电解质中；反应公式：Li→Li++e锂负极溶解下的锂离子通过电解质迁移进入正极片中；以锂锰为例反应公式：MnO2+Li++e→MnO2(Li+)；所以在整个化学反应过程中，负极处于一个逐渐消耗的过程。隔膜将锂负极片和正极片相隔开，避免两者直接接触而造成短路。隔膜通常为聚乙烯多孔膜材料制成，锂负极片中的锂离子可穿过隔膜迁移至正极片中。通过涂覆绝缘材料来提高金属锂电极利用率的方法，包括如下具体步骤：在锂负极片10表面、或对应的隔膜20或正极片30表面涂覆一带状阻隔涂层40，对锂负极片10表面对应部位进行屏蔽或遮蔽，对应部位的锂金属在放电过程中由于受到屏蔽或遮蔽其放电反应受到抑制，这些部位将最后被消耗，因此在电池放电后期会在锂负极片10上形成受保护的导电通道、防止锂负极片10在放电后期形成各种孤岛，起到提高锂负极片10的利用率的效果。在锂负极片10表面、或对应的隔膜20或正极片30表面涂覆一带状阻隔涂层40，对锂负极片10表面对应部位进行屏蔽或遮蔽，在电池放电时将在锂负极片10上形成受保护的导电通道，锂金属带为直接或间接受带状阻隔涂层40保护的导电通道，最终避免在锂负极片10上形成电极“孤岛”。相比传统的胶带贴附在锂负极片上，，阻隔涂层40可以涂布得更长，可以贯穿整个锂负极片，从而防止产生“孤岛”的效果更好，而且对在锂负极片10、隔膜纸20、正极片30一起卷绕后的卷绕品100的直径或形状影响更少，阻隔涂层40与附着物之间的附着力牢靠，不易脱落；带状阻隔涂层40采用印刷工艺，生产效率高，也便于工业自动化生产，尤其是对于多段、多条的带状阻隔涂层40的生产效率远高于传统的胶带贴附工艺。带状阻隔涂层40的厚度为5～70μm；厚度优选于10～45μm；带状阻隔涂层40的厚度以满足屏蔽正极片表面相应部位，阻隔或减缓负极片的锂离子从表面溶出而消耗；同时基本上不会影响到成型后的卷绕品直径。带状阻隔涂层的宽度为1-6mm，优选于2-4mm。既要满足阻隔锂离子进入正极片的需要，又不会影响二氧化锰正极片的参与放电所需容量。带状阻隔涂层40横跨锂负极片10或隔膜20或正极片30的整个长度，锂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.锂电池隔膜，包括隔膜本体，其特征在于所述的隔膜本体的至少一个表面涂覆有至少一条沿所述的隔膜本体的长度方向连续延伸的带状阻隔涂层，所述的带状阻隔涂层对隔膜本体表面相应部位进行遮蔽，以阻隔或减缓映射部位的锂负极片的锂离子的迁移。

【技术特征摘要】
1.锂电池隔膜，包括隔膜本体，其特征在于所述的隔膜本体的至少一个表面涂覆有至少一条沿所述的隔膜本体的长度方向连续延伸的带状阻隔涂层，所述的带状阻隔涂层对隔膜本体表面相应部位进行遮蔽，以阻隔或减缓映射部位的锂负极片的锂离子的迁移。2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于所述的带状阻隔涂层的厚度为5～70μm；带状阻隔涂层的宽度可根据需要阻隔的电极表面反应情况进行调整。3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于所述的带状阻隔涂层横跨隔膜本体的整个长度。4.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于所述的带状阻隔涂层呈单条直线或两段直线或波浪线形状或有多条线或是分叉结构。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红卫，
申请(专利权)人：中银宁波电池有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33