一种耐过充锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种耐过充锂离子电池，属于锂离子电池技术领域，具体方案如下：一种耐过充锂离子电池，包括耐过充正极片、耐过充负极片和耐过充隔膜中的至少一种，所述耐过充正极片包括正极片和氧化亚硅涂层Ⅰ，所述氧化亚硅涂层Ⅰ设置在正极片的两个表面，所述耐过充负极片包括负极片和氧化亚硅涂层Ⅱ，所述氧化亚硅涂层Ⅱ设置在负极片的两个表面，所述耐过充隔膜包括隔膜和氧化亚硅涂层Ⅲ，所述氧化亚硅涂层Ⅲ设置在隔膜的一个或两个表面。正负极片或者隔膜上的氧化亚硅与锂支晶接触时会将锂支晶反应消耗，避免锂支晶刺穿隔膜引发内短路；锂支晶的消耗可以减少其与电解液的副反应，改善电池的过充性能，提高电芯的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种耐过充锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种耐过充锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池以其比能量高、工作电压高、循环使用寿命长、自放电率小、可快速充放电、无记忆效应等诸多优点，使其被广泛应用在消费电子产品、储能设备、尤其是新能源汽车上。近年来，新能源汽车连续不断地发生着火事件，让消费者产生了很大的质疑，这严重制约了新能源汽车的发展。过充是引发锂离子电池发生热失控导致电池着火的因素之一。目前提高锂离子电池单电芯过充性能的方法主要有：添加过充保护添加剂、PTC底涂、材料改性、电芯设计优化等。在电解液中添加过充保护添加剂是改善电芯过充性能的常用方法，过充添加剂主要有氧化还原飞梭型化合物和电聚合型化合物，氧化还原飞梭型化合物由于在电解液中受传质影响，在高电压过充条件下效果不佳，而电聚合型化合物虽然可以改善过充，但是其材料本身在充放电循环过程会分解产气，导致电芯循环寿命非常低。PTC涂层极片的锂离子电池中，PTC为正温度系数材料，在常温下该材料具有很好的导电性，当温度升高时，电阻会随温度的升高而快速增加，但是该材料对大电流条件下的过充性能改善效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是为了改善电芯的过充性能，提高电芯的安全性，提供一种耐过充锂离子电池。为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种耐过充锂离子电池，包括耐过充正极片、耐过充负极片和耐过充隔膜中的至少一种，所述耐过充正极片包括正极片和氧化亚硅涂层Ⅰ，所述氧化亚硅涂层Ⅰ设置在正极片的两个表面，所述耐过充负极片包括负极片和氧化亚硅涂层Ⅱ，所述氧化亚硅涂层Ⅱ设置在负极片的两个表面，所述耐过充隔膜包括隔膜和氧化亚硅涂层Ⅲ，所述氧化亚硅涂层Ⅲ设置在隔膜的一个或两个表面。进一步的，所述氧化亚硅涂层Ⅰ的厚度为1～50μm。进一步的，所述氧化亚硅涂层Ⅱ的厚度为1～50μm。进一步的，所述氧化亚硅涂层Ⅲ的厚度为0.5～5μm。进一步的，所述氧化亚硅涂层Ⅰ、氧化亚硅涂层Ⅱ、氧化亚硅涂层Ⅲ中氧化亚硅颗粒的粒径为0.1～10μm。进一步的，所述隔膜为多孔隔膜，所述多孔隔膜的厚度为5～30μm，孔隙率为30％～60％。进一步的，所述耐过充正极片的制备方法为将氧化亚硅、正极粘结剂和正极溶剂按30～210：1～12：200～2500的质量比混合均匀，得到浆料Ⅰ，将浆料Ⅰ均匀涂覆在正极片的双面，在真空干燥箱中80～130℃干燥6～12h，得到耐过充正极片。进一步的，所述耐过充负极片的制备方法将氧化亚硅、负极粘结剂和负极溶剂按30～210：1～12：200～2500的质量比混合均匀，得到浆料Ⅱ，将浆料Ⅱ均匀涂覆在负极片的双面，在真空干燥箱中70～120℃干燥6～12h，得到耐过充负极片。进一步的，所述耐过充隔膜的制备方法：将氧化亚硅、粘结剂和溶剂按30～210：1～12：200～2500的质量比混合均匀，得到浆料Ⅲ，将浆料Ⅲ均匀涂覆在隔膜的单面或双面，在真空干燥箱中50～80℃干燥12～24h，得到耐过充隔膜。本专利技术的有益效果：由于电芯在过充过程中负极会严重析锂，形成大量锂枝晶，正负极片或者隔膜上的氧化亚硅与锂支晶接触时会将锂支晶反应消耗，避免锂支晶刺穿隔膜引发内短路；同时锂支晶的消耗可以减少其与电解液的副反应，从而改善电池的过充性能，提高电芯的安全性。具体实施方式下面通过具体实施方式和实施例对本专利技术做进一步的说明。具体实施方式一一种耐过充锂离子电池，包括耐过充正极片、耐过充负极片和耐过充隔膜中的至少一种，所述耐过充正极片包括正极片和氧化亚硅涂层Ⅰ，所述氧化亚硅涂层Ⅰ设置在正极片的两个表面，所述耐过充负极片包括负极片和氧化亚硅涂层Ⅱ，所述氧化亚硅涂层Ⅱ设置在负极片的两个表面，所述耐过充隔膜包括隔膜和氧化亚硅涂层Ⅲ，所述氧化亚硅涂层Ⅲ设置在隔膜的一个表面，所述氧化亚硅涂层Ⅲ位于所述隔膜与所述正极片之间或者位于所述隔膜与所述负极片之间。进一步的，所述氧化亚硅涂层Ⅰ的厚度为1～50μm，优选厚度为3-10μm；所述氧化亚硅涂层Ⅱ的厚度为1～50μm，优选厚度为3-10μm；所述氧化亚硅涂层Ⅲ的厚度为0.5-5μm。进一步的，所述氧化亚硅颗粒的粒径为0.1～10μm。进一步的，所述隔膜为多孔隔膜，所述多孔隔膜的材料为聚烯烃、聚芳纶、聚丙烯腈的一种或者多种复合。所述多孔隔膜的厚度为5～30μm，孔隙率为30％～60％。进一步的，所述耐过充正极片的制备方法为将正极活性物质、正极粘结剂、正极导电剂均匀分散在正极溶剂中得到正极浆料，将正极浆料均匀地涂在正极集流体的两个表面上，经干燥辊压制得正极片，其中干燥温度为90～130℃，干燥时间为3～12h，辊压后正极片的压实密度为3.0～3.6g/cm3；将氧化亚硅、正极粘结剂和正极溶剂按30～210：1～12：200～2500的质量比混合均匀，得到浆料Ⅰ，使用凹版涂布机将浆料Ⅰ均匀涂覆在正极片的双面，在真空干燥箱中80～130℃干燥6～12h，得到耐过充正极片。进一步的，所述耐过充负极片的制备方法为将负极活性材料、负极粘接剂、负极增稠剂和负极导电剂均匀混合并分散在负极溶剂中得到负极浆料，将负极浆料均匀涂覆在负极集流体的两个表面上，经干燥辊压得到负极片，其中干燥温度为90～130℃，干燥时间为3～12h，辊压后负极片的压实密度为1.2～1.8g/cm3；将氧化亚硅、负极粘结剂和负极溶剂按30～210：1～12：200～2500的质量比混合均匀，得到浆料Ⅱ，使用凹版涂布机将浆料Ⅱ均匀涂覆在负极片的双面，在真空干燥箱中70～120℃干燥6～12h，得到耐过充负极片。进一步的，所述耐过充隔膜的制备方法为将氧化亚硅、粘结剂和溶剂按30～210：1～12：200～2500的质量比混合均匀，得到浆料Ⅲ，使用凹版涂布机将浆料Ⅲ均匀涂覆在隔膜的单面或双面，在真空干燥箱中50～80℃干燥12～24h，得到耐过充隔膜。进一步的，所述正极活性材料为三元材料、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂中的一种或者多种的组合。进一步的，所述正极粘结剂为油系粘结剂，所述油系粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲脂的一种或者多种复配。进一步的，所述正极溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)或者N,N-二甲基甲酰胺。进一步的，所述正极导电剂为导电的碳材料。进一步的，所述正极集流体为铝箔。进一步的，所述负极活性材料为碳材料、硅材料、钛酸锂、锡材料的一种或者多种的组合。进一步的，所述负极粘结剂为水系粘结剂，所述水系粘结剂为丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素钠(CMC)、环糊精、明胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、丙烯腈多元共聚物的一种或者多种复配。进一步的，所述负极溶剂为水或乙醇与水的混合溶剂。进一步的，所述负极增稠剂为羧甲基纤维素钠。进一步的，所述负极导电剂为导电的碳材料。进一步的，所述负极集流体为铜箔。优选的，制备耐过充隔膜所用的粘结剂为所述油系粘结剂，制备耐过充隔膜所用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)或者N,N-二甲基甲酰胺。进一步的，所述耐过充锂离子电池的电芯为软包电芯、铝壳电芯或圆柱电芯。具体实施方式二一种耐过充锂离子电池，包括耐过充正极片、耐过充负极片和耐过充隔膜中的至少一种，所述耐过充正极片包括正极片和氧化亚硅涂层Ⅰ，所述氧化亚硅涂层Ⅰ设置在正极片的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐过充锂离子电池，其特征在于：包括耐过充正极片、耐过充负极片和耐过充隔膜中的至少一种，所述耐过充正极片包括正极片和氧化亚硅涂层Ⅰ，所述氧化亚硅涂层Ⅰ设置在正极片的两个表面，所述耐过充负极片包括负极片和氧化亚硅涂层Ⅱ，所述氧化亚硅涂层Ⅱ设置在负极片的两个表面，所述耐过充隔膜包括隔膜和氧化亚硅涂层Ⅲ，所述氧化亚硅涂层Ⅲ设置在隔膜的一个或两个表面。

【技术特征摘要】
1.一种耐过充锂离子电池，其特征在于：包括耐过充正极片、耐过充负极片和耐过充隔膜中的至少一种，所述耐过充正极片包括正极片和氧化亚硅涂层Ⅰ，所述氧化亚硅涂层Ⅰ设置在正极片的两个表面，所述耐过充负极片包括负极片和氧化亚硅涂层Ⅱ，所述氧化亚硅涂层Ⅱ设置在负极片的两个表面，所述耐过充隔膜包括隔膜和氧化亚硅涂层Ⅲ，所述氧化亚硅涂层Ⅲ设置在隔膜的一个或两个表面。2.根据权利要求1所述的一种耐过充锂离子电池，其特征在于：所述氧化亚硅涂层Ⅰ的厚度为1～50μm。3.根据权利要求1所述的一种耐过充锂离子电池，其特征在于：所述氧化亚硅涂层Ⅱ的厚度为1～50μm。4.根据权利要求1所述的一种耐过充锂离子电池，其特征在于：所述氧化亚硅涂层Ⅲ的厚度为0.5～5μm。5.根据权利要求1所述的一种耐过充锂离子电池，其特征在于：所述氧化亚硅涂层Ⅰ、氧化亚硅涂层Ⅱ、氧化亚硅涂层Ⅲ中氧化亚硅颗粒的粒径为0.1～10μm。6.根据权利要求1所述的一种耐过充锂离子电池，其特征在于：所述隔膜为多孔隔膜，所述多孔隔膜的厚度为5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶璐，申红光，刘城，何江龙，田义军，赖冠全，李俊义，徐延铭，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44