一种锂离子二次电池及用电装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于二次电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池，包括正极片，正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一表面的正极活性涂层，所述正极活性涂层包括正极活性材料和导热陶瓷材料，所述导热陶瓷材料的导热系数为200～320W/m

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子二次电池及用电装置


[0001]本专利技术属于二次电池
，尤其涉及一种锂离子二次电池及用电装置。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的推广，其充电速度慢，等待时间长的缺点受到越来越多的诟病，为了弥补这个缺陷，整车厂相继推出了具备快充能力的车型。然而，快充下锂电池产热严重，动力电池在厚度方向(Y轴)导热能力差，严重限制了动力电池的散热性能，热量积累后非常容易发生热失控。因此改善动力电池在Y轴方向的散热性能尤为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子二次电池，正极活性涂层添加有导热陶瓷材料，导热陶瓷材料具有较高的导热系数，能够提高电池在厚度方向的导热系数，从而提高电池整体的散热性能，提高电池的热安全性。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种锂离子二次电池，包括正极片，正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一表面的正极活性涂层，所述正极活性涂层包括正极活性材料和导热陶瓷材料，所述导热陶瓷材料的导热系数为200～320W/m
·
K。
[0006]其中，所述导热陶瓷材料占正极活性涂层重量份数的0.1～20％。
[0007]其中，所述导热陶瓷材料包括碳化硅、氮化硅、氮化铝中的一种或几种。
[0008]其中，所述导热陶瓷材料占正极活性涂层中的质量百分比为R，正极活性涂层的面密度为W，二者满足以下关系式：0.5≤100*R/W≤500，R的单位为wt％，W的单位为mg/1540.25mm2。
[0009]其中，所述正极活性材料包括包覆或未包覆的层状锂镍钴锰过渡金属氧化物或者包覆或未包覆的锂镍钴铝过渡金属氧化物的一种或几种，其中，包覆或未包覆的层状锂镍钴锰过渡金属氧化物的化学式为Li
x1
Ni
(1
‑
y1
‑
z1
‑
a1)
Co
y1
Mn
z1
M1
a1
O2，0.90≤x1≤1.05，0＜y1≤0.2，0＜z1≤0.2，0≤a1≤0.05，M1选自Ti、Al、Zr、Mg、Zn、Ba、Mo、B中的一种或几种；包覆或未包覆的锂镍钴铝过渡金属氧化物的化学式为Li
x2
Ni
(1
‑
y2
‑
z2
‑
a2)
Co
y2
Al
z2
M2
a2
O2，0.90≤x2≤1.05，0＜y2≤0.1，0＜z2≤0.1，0≤a2≤0.05，M2选自Ti、Mn、Zr、Mg、Zn、Ba、Mo、B中的一种或几种。
[0010]其中，所述正极活性材料还包括橄榄石型锂磷酸盐为LiFe1‑
x3
‑
y3
Mn
x3
M3
y3
PO4，其中，0≤x3≤1，0≤y3≤0.1，0≤x3+y3≤1，M3选自除Fe、Mn外的过渡金属元素以及非过渡金属元素中的一种或几种。
[0011]其中，所述锂离子二次电池还包括负极片，所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料包括石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料中的一种或几种。
[0012]其中，所述锂离子二次电池还包括隔离膜，所述隔离膜为聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯
‑
聚乙烯
‑
聚丙烯多孔复合膜中的一种。
[0013]其中，所述锂离子二次电池还包括壳体，所述壳体的材质为不锈钢或铝塑膜。
[0014]本专利技术的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种用电装置，具有良好的耐热性能和热安全性能。
[0015]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0016]一种用电装置，包括上述的锂离子二次电池。
[0017]本专利技术的用电装置包括笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池中的任意一种。
[0018]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种锂离子二次电池，正极活性涂层添加有导热陶瓷材料，导热陶瓷材料具有较高的导热系数，能够提高电池在厚度方向的导热系数，从而提高电池整体的散热性能，提高电池的热安全性。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施方式，对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。
[0020]一种锂离子二次电池，包括正极片，正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一表面的正极活性涂层，所述正极活性涂层包括正极活性材料和导热陶瓷材料，所述导热陶瓷材料的导热系数为200～320W/m
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K。
[0021]传统的锂离子二次电池在高度方向由于有金属极片，金属极片具有良好的导热性能，能够在高度方向较快的将热量导出，而在厚度方向由于具有多层极片和隔膜，极片和隔膜表面也涂覆有涂层，多层设置导致电池在厚度方向的散热速率较慢，从而影响电池的整体散热效果，而本专利技术的一种锂离子二次电池在正极活性涂层中添加导热陶瓷材料，增加在厚度方向的导热系数，使电池内的热量能够穿过一层一层的极片以及隔膜进行传导散热，从而提高电池的整体散热性能，提高电池的热安全性。
[0022]在一些实施例中，所述导热陶瓷材料占正极活性涂层重量份数的0.1～20％。优选地，所述导热陶瓷材料占正极活性涂层重量份数的0.1～5％、6～10％、11～15％、16～20％。具体地，导热陶瓷材料占正极活性涂层重量份数的0.1％、0.5％、6％、12％、16％、20％。优选地，导热陶瓷材料占有正极活性涂层重量份数的8％。
[0023]在一些实施例中，所述导热陶瓷材料包括碳化硅、氮化硅、氮化铝中的一种或几种。碳化硅，是一种无机物，化学式为SiC，是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。氮化硅是一种无机物，化学式为Si3N4。它是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。氮化铝，共价键化合物，化学式为AIN，是原子晶体，属类金刚石氮化物、六方晶系，纤锌矿型的晶体结构，无毒，呈白色或灰白色。AlN最高可稳定到2200℃。室温强度高，且强度随温度的升高下降较慢。导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池，其特征在于，包括正极片，正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一表面的正极活性涂层，所述正极活性涂层包括正极活性材料和导热陶瓷材料，所述导热陶瓷材料的导热系数为200～320W/m
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K。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述导热陶瓷材料占正极活性涂层重量份数的0.1～20％。3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述导热陶瓷材料包括碳化硅、氮化硅、氮化铝中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述导热陶瓷材料占正极活性涂层中的质量百分比为R，正极活性涂层的面密度为W，二者满足以下关系式：0.5≤100*R/W≤500，R的单位为wt％，W的单位为mg/1540.25mm2。5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包括包覆或未包覆的层状锂镍钴锰过渡金属氧化物或者包覆或未包覆的锂镍钴铝过渡金属氧化物的一种或几种，包覆或未包覆的层状锂镍钴锰过渡金属氧化物的化学式为Li
x1
Ni
(1
‑
y1
‑
z1
‑
a1)
Co
y1
Mn
z1
M1
a1
O2，0.90≤x1≤1.05，0＜y1≤0.2，0＜z1≤0.2，0≤a1≤0.05，M1选自Ti、Al、Zr、Mg、Zn、Ba、Mo、B中的一种或几种；包覆或未包覆的锂镍钴铝过渡金属氧化物的化学式为Li
x2
Ni
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨从强，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：