一种高安全性的锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种高安全性的锂离子电池，包括正极片、负极片和隔离膜，正极片和负极片通过隔离膜进行隔离，其特征在于：隔离膜为双面陶瓷隔膜，隔离膜包括基膜，基膜的两面同时涂覆有陶瓷层，陶瓷层单面的厚度为5μm以上。本发明专利技术的高安全性的锂离子电池具有安全性高、可顺利通过针刺试验的特点。可顺利通过针刺试验的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种高安全性的锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体是指一种高安全性的锂离子电池。

技术介绍

[0002]安全性能为锂离子电池的关键性能，电池针刺试验主要是模拟锂离子电池在内短路情况下的安全性，如果电池内短路没有造成爆炸、着火等剧烈反应，而只是简单地冒烟等情况，就表明电池是安全的。
[0003]根据GB/T 31485
‑
2015标准第6.2.8章节针刺试验的要求，其测试方法为：用Φ5mm～Φ8mm的耐高温钢针，以(25
±
5)mm/s的速度，从垂直于蓄电池极板的方向贯穿，贯穿位置宜靠近所刺面的几何中心，钢针停留在蓄电池中；观察1h。
[0004]目前为有效使锂离子电池顺利通过针刺试验，一般通过在隔离膜上进行膜层结构的改进实现。常用的方式在制作过程中使用“9μ基膜+2μ陶瓷+2μ凝胶PVDF”凝胶隔膜。然而当电池内部有金属异物时，很容易刺破隔膜层使得正负极接触导致内部短路，电池温度迅速升高，导致常规隔膜融化，短路面积扩大，导致起火或爆炸，安全性能隐患还是客观存在。
[0005]该安全隐患出现的客观原因在于：目前的使用的隔膜热稳定性差、透气率低，当电池内部有金属异物时，容易刺穿隔膜层使得正负极接触时内部短路，电压瞬间下降，电流超过正常值，内阻消耗能量产生的热量，使电池温度迅速升高，导致隔膜融化，短路面积扩大，最终起火爆炸。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种高安全性的锂离子电池，具有安全性高、可顺利通过针刺试验的特点。
[0007]本专利技术可以通过以下技术方案来实现：
[0008]本专利技术公开了一种高安全性的锂离子电池，包括正极片、负极片和隔离膜，正极片和负极片通过隔离膜进行隔离，隔离膜为双面陶瓷隔膜，隔离膜包括基膜，基膜的两面同时涂覆有陶瓷层，陶瓷层单面的厚度为5μm以上。
[0009]进一步地，基膜为PE膜或PP膜，PE膜或PP膜的厚度为9μm以上。
[0010]进一步地，双面陶瓷层的厚度之和大于基膜的厚度。
[0011]进一步地，基膜为湿法隔膜或干法隔膜，基膜为单层膜或复合膜。
[0012]进一步地，锂离子电池为软包锂离子电池、圆柱锂离子电池或铝壳锂离子电池。
[0013]进一步地，正极片为磷酸铁锂正极片、锰酸锂正极片、钴酸锂正极片或三元材料正极片。
[0014]进一步地，负极片为人造石墨负极片、天然石墨负极片或合金负极片。
[0015]进一步地，隔离膜的尺寸大于负极片，负极片的尺寸大于正极片。
[0016]进一步地，陶瓷层涂覆的材料为纳米氧化铝粉末和/或氧化锆粉末。
[0017]进一步地，基膜的厚度为8
‑
10μm，所述陶瓷层的单层厚度为5
‑
7μm。
[0018]本专利技术一种高安全性的锂离子电池，具有如下的有益效果：
[0019]本专利技术的厚度设计主要是基于以下出发点：增大隔膜的厚度、提高隔膜热稳定性和透气率、以及电解液浸润性，可有效防止因电池内部短路，局部温度升高隔膜受热融化使短路面积扩大，而引发的安全隐患，从而提高锂离子电池的安全性能以及循环性能；另一方面是：改变原来正极与负极极片、负极极片与隔膜之间的落差，将常规设计落差为0.75mm改为高安全电池设计的1.5mm，以提高隔膜对正、负极极片的包覆率。
[0020]在本专利技术中，通过选择总厚度大于基膜的双面陶瓷层设计，如选择“9μ基膜+5μ陶瓷+5μ陶瓷”双面陶瓷隔膜，该陶瓷涂层由于双面都涂有陶瓷，大大提高了隔膜的热稳定性，当电池内部有金属异物时通常不会刺破陶瓷层，即使刺破陶瓷层，由于陶瓷层的热稳定性和透气性较好，也不会引起短路面积的扩大，避免了热失控引起的安全隐患，即可顺利通过针刺测试。
[0021]高安全电池设计以提升厚度为设计出发点，如选用“9μ基膜+5μ陶瓷+5μ陶瓷”双面陶瓷隔膜，该陶瓷涂层由于具有拉伸强度高，穿刺强度高以及较好的热稳定性。当电池内部有金属异物时通常不会刺破陶瓷层，即使刺破陶瓷层，由于陶瓷层的热稳定性较好，也不会引起短路面积的扩大。同时，该隔膜的电解液浸润性好，吸液及保液率高，可有效提高电池的循环寿命。另外，在电池的尺寸设计方面进行了调整，将常规设计正极与负极极片、负极极片与隔膜之间的落差由0.75mm改为1.5mm，以提高隔膜对正、负极极片的包覆率，尽可能避免隔膜因高温导致热收缩使正极与负极极片接触导致电池短路，从而有效提高电池安全性。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术产品作进一步详细的说明。
[0023]本专利技术公开了一种高安全性的锂离子电池，包括正极片、负极片和隔离膜，正极片和负极片通过隔离膜进行隔离，隔离膜为双面陶瓷隔膜，隔离膜包括基膜，基膜的两面同时涂覆有陶瓷层，陶瓷层单面的厚度为5μm以上。
[0024]进一步地，基膜为PE膜或PP膜，PE膜或PP膜的厚度为9μm以上。
[0025]进一步地，双面陶瓷层的厚度之和大于基膜的厚度。
[0026]进一步地，基膜为湿法隔膜或干法隔膜，基膜为单层膜或复合膜。
[0027]进一步地，锂离子电池为软包锂离子电池、圆柱锂离子电池或铝壳锂离子电池。
[0028]进一步地，正极片为磷酸铁锂正极片、锰酸锂正极片、钴酸锂正极片或三元材料正极片。
[0029]进一步地，负极片为人造石墨负极片、天然石墨负极片或合金负极片。
[0030]进一步地，隔离膜的尺寸大于负极片，负极片的尺寸大于正极片。
[0031]进一步地，陶瓷层涂覆的材料为纳米氧化铝粉末和/或氧化锆粉末。
[0032]进一步地，基膜的厚度为8
‑
10μm，所述陶瓷层的单层厚度为5
‑
7μm。
[0033]实施例1
[0034]本专利技术公开了一种高安全性的锂离子电池，包括正极片、负极片和隔离膜，正极片和负极片通过隔离膜进行隔离，隔离膜的尺寸大于负极片，负极片的尺寸大于正极片。隔离
膜为双面陶瓷隔膜，隔离膜包括基膜，基膜的两面同时涂覆有陶瓷层，陶瓷层单面的厚度为6μm，基膜的厚度为10μm。
[0035]具体地，基膜为PE膜；基膜为湿法隔膜，基膜为单层膜；锂离子电池为软包锂离子电池；正极片为磷酸铁锂正极片；负极片为人造石墨负极片；陶瓷层涂覆的材料为纳米氧化铝粉末。
[0036]实施例2
[0037]本专利技术公开了一种高安全性的锂离子电池，包括正极片、负极片和隔离膜，正极片和负极片通过隔离膜进行隔离，隔离膜的尺寸大于负极片，负极片的尺寸大于正极片。隔离膜为双面陶瓷隔膜，隔离膜包括基膜，基膜的两面同时涂覆有陶瓷层，陶瓷层单面的厚度为5μm，基膜的厚度为9μm。
[0038]具体地，基膜为PP膜；，基膜为干法隔膜，基膜为复合膜；锂离子电池为圆柱锂离子电池；正极片为锰酸锂正极片；负极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高安全性的锂离子电池，包括正极片、负极片和隔离膜，所述正极片和负极片通过隔离膜进行隔离，其特征在于：所述隔离膜为双面陶瓷隔膜，所述隔离膜包括基膜，所述基膜的两面同时涂覆有陶瓷层，所述陶瓷层单面的厚度为5μm以上。2.根据权利要求1所述的高安全性的锂离子电池，其特征在于：所述基膜为PE膜或PP膜，所述PE膜或PP膜的厚度为9μm以上。3.根据权利要求2所述的高安全性的锂离子电池，其特征在于：所述双面陶瓷层的厚度之和大于所述基膜的厚度。4.根据权利要求3所述的高安全性的锂离子电池，其特征在于：所述基膜为湿法隔膜或干法隔膜，所述基膜为单层膜或复合膜。5.根据权利要求4所述的高安全性的锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池为软包锂离子电池、圆柱锂离子电池或铝壳锂离子电...

【专利技术属性】
技术研发人员：师贵荣，杨凯鑫，肖利隆，吴银华，李栋，房佳期，陈斑斑，罗雅金，
申请(专利权)人：深圳赛骄阳能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：