一种锂离子电池正极极片制造技术

本实用新型专利技术属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池正极极片，包括集流体及涂覆在所述集流体表面的电极活性材料涂层，其特征在于，在所述电极活性材料涂层表面涂覆有双酚‑S环氧树脂涂层；本实用新型专利技术的锂离子电池正极极片，通过在电极活性材料层上涂覆双酚‑S环氧树脂（BPSER）层，在高温下能形成有效的绝缘层，阻断电池反应并终止热量的产生，防止事故的进一步恶化，从而减少电池起火或爆炸等安全事故的发生，提高电池的高温安全性能。

A positive electrode of lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极极片
本技术涉及一种锂离子电池用正极极片，具体地说是一种具有较好的高温安全性能的锂离子电池正极极片，属于锂离子电池

技术介绍
随着人类对能源的需求越来越高，具有能量密度高，循环寿命长，可靠性强等优势的锂离子二次电池在移动设备、电动汽车、大型机械等领域中取得了迅猛的发展，然而随着锂离子电池使用的国际化，其由于电池过热而引发的起火和爆炸等安全问题也越来越受到人们的重视，人们不得不通过添加高温安全性材料等方式来减少其弊端给人们带来的危害。如图1所示，为现如今常见的锂离子电池极片结构剖视示意图，采用该电极极片的锂离子电池发生热失控的主要原因是电池内部发生短路。锂离子电池在非正常操作下可能会遭受热冲击、针刺、挤压和剧烈碰撞等情况，导致电池内部短路并释放大量热量，使得隔膜发生体积收缩等失效行为，从而进一步导致热失控的恶化，引发起火和爆炸等安全问题。针对这一问题，中国专利技术专利CN203242700U《一种锂离子电池及其极片》提供了一种耐高温性能良好并可有效控制热失控现象发生的安全的锂离子电池及其极片，通过在集流体表面的活性物质涂层上覆盖聚偏氟乙烯PVDF，形成有机高分子聚合物涂层，该涂层一方面提高电解液润湿极片的效果，另一方面减少极片表面与气体的接触，进而减少控制热失控的发生。但其存在如下不稳定因素：一旦电池发生剧烈的热失控现象，简单的PVDF涂层并不能有效的阻断电池内部的电化学反应，随着热量的迅速聚集，马上会引起起火安全事故。因此，急需进一步的改进，针对有效解决锂离子电池高温安全性问题研发出新型电极极片。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有较好的高温安全性能的锂离子电池正极极片及其制作方法，通过在电极活性材料层上涂覆双酚-S环氧树脂（BPSER）层，在高温下能形成有效的绝缘层，阻断电池反应并终止热量的产生，防止事故的进一步恶化，从而减少电池起火或爆炸等安全事故的发生，提高电池的高温安全性能。为实现以上技术目的，本技术的技术方案是：一种锂离子电池正极极片，包括集流体及涂覆在所述集流体表面的电极活性材料涂层，其特征在于，在所述电极活性材料涂层表面涂覆有双酚-S环氧树脂涂层。进一步地，所述集流体包括铝箔或铝网或涂炭铝箔，其厚度为10μm~20μm。进一步地，所述双酚-S环氧树脂涂层的厚度为5μm~15μm，其固含量为电极活性材料涂层固含量总质量的1%~5%。进一步地，所述双酚-S环氧树脂涂层所用溶剂为N-甲基吡咯烷酮或丁内酯。与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术的锂离子电池用正极极片增设了双酚-S环氧树脂（BPSER）层，其具有显著的电化学惰性且不溶于电解液，将其微量的涂覆于电极活性材料层之上，在正常工作状态下，不会对电池性能产生明显影响；在锂离子电池出现热失控的情况下，涂覆在电极活性材料层上的双酚-S环氧树脂（BPSER）层会发生大面积的交联，形成有效的绝缘层，阻断电池反应并终止热量的产生，防止事故的进一步恶化，从而减少电池起火或爆炸等安全事故的发生，提高电池的高温安全性能。附图说明图1是现有常见的锂离子电池极片结构剖视示意图。图2是本技术实施例的锂离子电池用极片结构剖视示意图。图3是实施例1中电极极片的阻抗图谱。图4是实施例2中电极极片的阻抗图谱。图5是实施例1中电极极片的放电循环性能图谱。图6是实施例2中电极极片的放电循环性能图谱。附图标记说明：1-电极活性材料涂层，2-集流体，3-双酚-S环氧树脂涂层。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。本技术提供的锂离子电池用正极极片包括集流体2及涂覆在所述集流体2表面的电极活性材料涂层1，在所述电极活性材料涂层1表面涂覆有双酚-S环氧树脂涂层3；本实施例中，集流体1为铝箔，其厚度约为15μm；电极活性材料涂层1为磷酸铁锂正极材料；双酚-S环氧树脂涂层3的厚度约为10μm；电化学性能测试操作如下：选取锂片作为负极，电解液为1mol/LLiPF6的EC+DMC+EMC（体积比为1：1：1）溶液，隔膜为celgard2400膜，在氩气保护的手套箱内装配成2032扣式电池。在室温下用LAND电池测试系统进行充放电循环性能测试，充放电电压范围为2.5~3.8V，充放电倍率为1C。通过电化学工作站进行交流阻抗测试。实施例1：步骤1：以N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为溶剂，将正极材料LiFePO4、导电助剂VGCF、粘结剂PVDF按质量比8：1：1均匀混合获得浆料，均匀涂覆后置于120℃真空干燥12小时，形成电极活性材料涂层1；步骤2：将双酚-S环氧树脂（BPSER）按电极活性材料固含量总质量的1%溶于适量NMP中，而后均匀涂覆在正极极片上，再次置于120℃真空烘箱干燥12小时，在电极活性材料涂层1表面形成双酚-S环氧树脂涂层3；步骤3：将干燥后的正极极片取出分为两组，一组标记为“1%涂覆极片-常温”，利用上述电化学性能测试操作步骤进行测试；另一组置于180℃真空烘箱中加热2小时，标记为“1%涂覆极片-180℃加热后”，利用上述电化学性能测试操作步骤进行测试，测试结果如图3和图5；由图中可以看到，常温下，正极极片组装的扣式电池的交流阻抗很小，放电容量和循环稳定性都较好，没有受到双酚-S环氧树脂涂层3的影响，但是当电极极片经过180℃加热处理后，其组装的扣式电池的交流阻抗明显增大，且初始放电容量已经为0，失去电池性能，在多次的充放电循环激活后，电池性能才逐渐恢复，说明涂覆适量的双酚-S环氧树脂涂层3，在正常工作状态下，不会对电池性能产生明显影响；在锂离子电池出现热失控的情况下，涂覆在电极活性材料层上的双酚-S环氧树脂涂层3会发生大面积的交联，形成有效的绝缘层，阻断电池反应并终止热量的产生。实施例2：步骤1：以N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为溶剂，将正极材料LiFePO4、导电助剂VGCF、粘结剂PVDF按质量比8：1：1均匀混合获得浆料，均匀涂覆后置于120℃真空干燥12小时，形成电极活性材料涂层1；步骤2：将双酚-S环氧树脂（BPSER）按电极活性材料固含量总质量的5%溶于适量NMP中，而后均匀涂覆在正极极片上，再次置于120℃真空烘箱干燥12小时，在电极活性材料涂层1表面形成双酚-S环氧树脂涂层3；步骤3：将干燥后的正极极片取出分为两组，一组标记为“5%涂覆极片-常温”利用上述电化学性能测试操作步骤进行测试；另一组置于180℃真空烘箱中加热2小时，标记为“5%涂覆极片-180℃加热后”，利用上述电化学性能测试操作步骤进行测试，测试结果如图4和图6；由图中可以看到，常温下，正极极片组装的扣式电池的交流阻抗很小，放电容量和循环稳定性都较好，没有受到双酚-S环氧树脂涂层3的影响，但是当电极极片经过180℃加热处理后，其组装的扣式电池的交流阻抗明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极极片，包括集流体（2）及涂覆在所述集流体（2）表面的电极活性材料涂层（1），其特征在于，在所述电极活性材料涂层（1）表面涂覆有双酚-S环氧树脂涂层（3）。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极极片，包括集流体（2）及涂覆在所述集流体（2）表面的电极活性材料涂层（1），其特征在于，在所述电极活性材料涂层（1）表面涂覆有双酚-S环氧树脂涂层（3）。


2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极极片，其特征在于：所述集流体（2）包括铝箔或铝网或涂炭铝箔，其厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔新然，张克金，米新艳，杨帅，刘国军，王茁，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22