正极膜片及应用该正极膜片的锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种正极膜片、含有该正极膜片的正极片以及应用该正极膜片的锂离 子电池，属于锂离子电池技术领域。
【背景技术】
[0002] 由于锂离子电池具有能量密度大、电压高的特点，安全问题一直是锂离子电池研 宄领域的重点问题和难点问题。
[0003] 锂离子电池遭遇滥用，尤其遭到针刺、挤压、撞击等机械破坏时，内部会形成局部 短路点。由于锂离子电池低阻抗和大电流放电的特点，短路点会瞬时通过超大电流并产生 大量的热，短路点温度可达1500°C以上。局部高温会导致短路点周围电池材料的热分解， 释放出大量的热，当短路产生的热量和电池材料热分解放出的热量超过电池极片的热耗散 时，热失控就会从短路点迅速蔓延，导致整个电池的烧毁甚至爆炸。
[0004] 为提高锂离子电池的安全性能，目前常用的方法是在电解液或电极膜片中添加有 机阻燃剂。但是，有机阻燃剂的加入，通常会对锂离子电池的电学性能产生不利影响。如常 用的有机阻燃剂烷基磷酸酯类化合物（如TMP、TEP等），虽然能够提高锂离子电池的安全 性，但是由于其粘度大、电化学稳定性差，用于锂离子电池中时，会降低电解液离子导电性 和电池循环性能。
[0005] 鉴于上述问题，有必要开发一种在提高电池安全性能的同时，不影响电池电学性 能的方法。
【发明内容】
[0006] 根据本申请的一个方面，提供一种正极膜片，该正极膜片用于锂离子电池，可在大 幅提高安全性的同时，保持锂离子电池良好的电学性能。
[0007] 所述正极膜片，其特征在于，含有有机磷插层可膨胀石墨。
[0008] 优选地，所述有机磷插层可膨胀石墨中，位于石墨层间的有机磷化合物选自有机 磷阻燃剂中的至少一种。
[0009] 锂离子电池遭受滥用，导致内部短路时，短路点的高温使正极膜片中的可膨胀石 墨迅速膨胀至原有体积的百倍以上，形成热稳定性强并具有隔热作用的多孔碳化层。可膨 胀石墨层间释放出具有阻燃作用的化合物，与多孔碳化层协同作用，提高阻燃能力，阻断短 路点周围热失控的蔓延，有效提高锂离子电池安全性。由于可膨胀石墨在锂离子电池的正 极内可稳定存在，不参与电池电化学反应。插入可膨胀石墨层间的阻燃剂不与电解液、正极 活性材料和负极活性材料接触，因此不影响锂离子电池的电学性能。
[0010] 优选地，所述有机磷插层可膨胀石墨中，位于石墨层间的有机磷化合物选自具有 式I所示化学式的化合物中的至少一种：
[0011]
【主权项】
1. 一种正极膜片，其特征在于，含有有机磷插层可膨胀石墨。
2. 根据权利要求1所述的正极膜片，其特征在于，所述有机磷插层可膨胀石墨中，位于 石墨层间的有机磷化合物选自具有式I所示化学式的化合物中的至少一种：
其中，R1选自碳原子数1~10的烃基、碳原子数1~10且含有卤素的基团；R2选自碳 原子数1~10的烃基、碳原子数1~10且含有卤素的基团；R3选自碳原子数1~10的烃 基、碳原子数1~10且含有卤素的基团。
3. 根据权利要求1所述的正极膜片，其特征在于，所述有机磷插层可膨胀石墨中，位于 石墨层间的有机磷化合物选自磷酸三（2-氯丙基）酯、磷酸三氯乙酯、磷酸三乙脂、磷酸三 苯酯中的至少一种。
4. 根据权利要求1所述的正极膜片，其特征在于，所述有机磷插层可膨胀石墨在正极 膜片中的质量百分含量为〇. 5%~5%。
5. 根据权利要求1所述的正极膜片，其特征在于，所述有机磷插层可膨胀石墨的中位 粒径为15 μ m~150 μ m。
6. 根据权利要求1所述的正极膜片，其特征在于，所述有机磷插层可膨胀石墨的膨胀 温度为120°C~400°C。
7. 根据权利要求1所述的正极膜片，其特征在于，所述有机磷插层可膨胀石墨的膨胀 容积不低于l〇〇mL/g。
8. 根据权利要求1所述的正极膜片，其特征在于，正极膜片中含有质量百分含量 89%~98%的正极活性材料、质量百分含量0~3%的导电剂和质量百分含量1 %~3%的 粘结剂。
9. 一种正极片，包括集流体和正极膜片，其特征在于，所述正极膜片选自权利要求1至 8任一项所述的正极膜片。
10. -种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述正极膜片中的至少 一种。
【专利摘要】本申请公开了一种正极膜片，其特征在于，含有有机磷插层可膨胀石墨。该正极膜片用于锂离子电池，可在大幅提高安全性的同时，保持锂离子电池良好的电学性能。
【IPC分类】H01M4-62, H01M4-13, H01M10-0525
【公开号】CN104659370
【申请号】CN201510124228
【发明人】卢永强
【申请人】宁德新能源科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月20日