一体化锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，为解决传统锂离子电池在充放电过程中因为体积变化导致的界面松弛和结构失效的问题，提供了一种一体化锂离子电池及其制备方法，所述一体化锂离子电池由Janus隔膜与正、负电极片组合而成，所述Janus隔膜由耐高温支撑层和负载于耐高温支撑层两侧的极性功能层和非极性功能层组成，所述极性功能层与负极片固定，所述非极性功能层与正极片固定。本发明专利技术将Janus隔膜的A面设计为极性表面有利于在负极表面形成稳定、均一的SEI膜；Janus隔膜的B面设计为非极性表面，保证正极的电化学性能发挥，利于正极材料发挥更高的容量和倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一体化锂离子电池及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种基于Janus隔膜的一体化锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池包括正极、负极、电解液以及隔膜，其中，隔膜是电池正极和负极之间的隔离材料，是关键的内层组件之一，对电池的界面特性、内阻、安全性等性能有显著的影响。隔膜可保证电解质中离子的通过，用于防止电池的自放电和两极短路等问题。锂离子电池石墨负极材料在嵌锂和脱锂状态存在约20％的体积变化，容易导致电池在长期循环过程中出现界面松弛和结构失效，不利于电池性能的稳定发挥。聚烯烃基材的多孔膜是当前锂离子电池隔膜市场的主流产品。由于聚烯烃分子结构结构中缺乏极性基团，聚烯烃隔膜与极片之间不存在粘合作用，不能有效抑制电池在充放电过程中因为体积变化导致的界面松弛和结构失效。在现有技术中，隔膜的上下表面均为PVDF-HFP胶层，而正极材料多为强极性的金属氧化物颗粒，涂层表面能高、粗糙度大，容易被粘接；负极材料多为非极性的层状石墨，涂层表面能低、粗糙度小，难以被粘接。根据材料的表面化学性质可以判断，相同的热压条件下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一体化锂离子电池，其特征在于，所述一体化锂离子电池由Janus隔膜与正、负电极片组合而成，所述Janus隔膜由耐高温支撑层和负载于耐高温支撑层两侧的极性功能层和非极性功能层组成，所述极性功能层与负极片固定，所述非极性功能层与正极片固定。/n

【技术特征摘要】
1.一体化锂离子电池，其特征在于，所述一体化锂离子电池由Janus隔膜与正、负电极片组合而成，所述Janus隔膜由耐高温支撑层和负载于耐高温支撑层两侧的极性功能层和非极性功能层组成，所述极性功能层与负极片固定，所述非极性功能层与正极片固定。


2.根据权利要求1所述的一体化锂离子电池，其特征在于，所述极性功能层的表面能不低于35.3mN/m，所述非极性功能层的表面能不高于20.5mN/m。


3.根据权利要求1所述的一体化锂离子电池，其特征在于，所述Janus隔膜的孔隙率为25～65％，厚度为5～50μm，热收缩率<2.5％。


4.如权利要求1-3任一所述的一体化锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在第一介质中对Janus隔膜的极性功能层进行活化处理；
(2)在第二介质中对Janus隔膜的非极性功能层进行活化处理；
(3)将经步骤(1)和(2)处理后的Janus隔膜与正、负电极片按照以下方式热压组合得到结构单元：负极片-极性功能层-非极性功能层-正极片-非极性功能层-极性功能层；
(4)将至少两个结构单元进行热压组合，得到一体化锂离子电池。


5.根据权利要求4所述的一体化锂离子电池的制备方法，其特征在于，步骤(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋有志，刘涛，宋明，饶绍建，李凡群，
申请(专利权)人：万向一二三股份公司，万向集团公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33