锂离子电芯体以及其制成的锂离子电池以及制备方法_2

文档序号:9329073阅读:来源:国知局
全性能,进一步详细见下文的实验数据分析。
[0067] 另外,本实施例还可以在锂离子电池化成后,对化成后的锂离子电池进行热压以 及冷压处理,使隔膜一边的粘合材料层30分别与其正对接触的极片粘合结合,该极片表面 的活性物质层被粘合包裹在粘合材料层30内,此时还可以防止极片上的活性物质散落,且 有利于进一步避免隔膜受热收缩而导致正负极短路而导致安全隐患,故采用该技术方案, 有利于进一步降低锂离子电池的短路率,提高电池的应用安全性。
【附图说明】
[0068] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不 构成对本发明的不当限定。
[0069] 图1为本发明【具体实施方式】中提供的一种锂离子电芯体用极片的结构示意图。
[0070] 附图标记:
[0071] 10 :隔膜基材层;20 :三氧化二铝(Al2O3)层;30 :粘合材料层。
【具体实施方式】
[0072] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例 以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0073] 参见图1所示,本实施例提供了一种适用于锂离子电池用的隔膜,本实施例隔膜 主要包括隔膜基材层10、在隔膜基材层10的一表面粘结涂覆有三氧化二铝(Al 2O3)层20, 在隔膜基材层10的另一表面还涂覆有粘合材料层30。
[0074] 作为本实施例的示意,本实施例隔膜上的Al2O3层20上采用的纳米级粒度的Al 203 粉料,作为本实施例的示意,譬如但不限于选取粒度范围为:l〇nm~IOOnm的Al2O3粉料作 为本实施例的原材料混合粘合剂等材料制成Al 2O3浆料,将该Al 203浆料涂覆在隔膜的一面, 然后干燥辊压即得粘结有Al2O 3层20的隔膜。
[0075] 作为本实施例的示意,本实施例优选粒度范围为IOnm~30nm的Al2O 3粉料作为原 材料。
[0076] 本发明人在进行本发明实施例研究过程中发现采用纳米级粒度范围为IOnm~ 30nm粉料,由于Al 2O3粉末的比表面大,有利于提高锂离子电池的吸液量,提高电池的容量。
[0077] 作为本实施例的示意,本实施的粘合材料可以但不限于选用聚偏氟乙烯 (Polyvinylidene fluoride,简称PVDF)、或者聚丙稀酸(Poly acrylic acid,简称PAA),或 者由PVDF混合PAA制成的粘合材料。
[0078] 作为本实施例的示意,本实施例优选选用一下分子量为50万道尔顿~200万道尔 顿的粘合材料作为原料,譬如但不限于选用分子量为80万道尔顿的粘合材料作为粘合材 料层30的原料。
[0079] 本实施中的隔膜基材层10可以为现有技术中的各种隔膜,譬如可以为单层聚乙 稀(Poly ethylene,简称PE)层制成的微孔薄膜;或者为聚丙稀(Polypropylene,简称PP) 层制成的微孔薄膜;或者由PE微孔薄膜、以PP微孔薄膜复合而成,其中PE微孔薄膜位于中 间层,PP微孔薄膜位于PE微孔薄膜的两表面。
[0080] 本实施例中的隔膜基材层10的厚度范围为9~40um,譬如9um、10um、12um、40um, 具体根据实际选用。
[0081] 作为本实施例的示意,本实施例的隔膜基材层10的厚度可以但不限于为9 μπι~ 40 μ m。譬如本实施例优选10 μ m。
[0082] 作为本实施例的示意,本实施例的Al2O3层20、以及粘合材料层30的厚度可以设 置为0. 1 μ m~5 μ m。譬如本实施例优选Al2O3层20的厚度为4 μ m,粘合材料层30的厚度 优选为3 μ m。
[0083] 采用上述一面涂覆有Al2O3层20另一面涂覆有粘合材料层30的隔膜与第一极片、 第二极片结合制成锂离子电芯体,使隔膜的Al 2O3层20与第一极片相正对接触,隔膜的粘合 材料层30与第二极片相正对接触。
[0084] 其中第一极片为正极片、或者负极片的任一,第二极片为正极片、或者负极片的另 一。作为本实施例的优选,其中第一极片为负极片的任一,第二极片为正极片。
[0085] 作为本实施例的示意,本实施例的锂离子电芯体可以为卷绕电芯体、也可以为叠 片电芯体。
[0086] 作为本实施例的示意,利用上述结构的锂离子电池芯制成锂离子电池时,可以但 不限于按照现有技术将上述结构的锂离子电芯体封装至预定的铝塑膜壳体中,然后进行电 解液灌注,使电解液在铝塑膜壳体内渗透至电芯体内的隔膜以及极片内,进行铝塑膜壳体 密封,即得锂离子电池,将得到的锂离子电池上化成柜,按照现有技术进行小电流充电化 成,即得本实施例的锂离子电池。
[0087] 作为本实施例的示意,在锂离子电池化成后,还进一步对锂离子电池进行热压,在 热压处理后立即进行冷压处理。具体是,热压锂离子电池,其中热压温度为:50°C~100°C, 热压压力为:〇. 05kg/mm2~0. 90kg/mm2,热压时间为:2min~60min,使隔膜上的粘合材料 层30与其正对接触的第二极片粘合结合在一起。
[0088] 作为本实施例的示意,优选采用以下的热压参数:热压温度为:60°C,热压压力 为:0· 20kg/mm2,热压时间为:10min。
[0089] 在热压处理后,立即冷压该锂离子电池,其中冷压温度为:18°C~20°C,冷压压力 为:0. 05kg/mm2~0. 90kg/mm2,冷压时间为:2min~60min,使隔膜一面的粘合材料层30与 第二极片通过范德华力而粘合定型结合在一起。
[0090] 作为本实施例的示意,优选采用以下的冷压参数:冷压温度为20°C,冷压压力为: 0. 5kg/mm2,冷压时间为:5min。
[0091] 作为本实施例的示意,本实施例优选使正极片与隔膜的粘合材料层30相正对粘 合结合,负极片与隔膜的Al 2O3层20相正对接触。
[0092] 由上可见,采用本实施例技术方案,由于本实施例的隔膜的两面分别面涂覆有 Al2O3层20、粘合材料层30,隔膜间隔在任意两极片之间,可以防止极片的高温传递到隔膜 基材层10而导致隔膜受热收缩而导致隔膜两边的正负极片接触而导致短路,且采用本实 施例技术方案还有利于提尚隔I旲的耐刺穿性能,抗重物冲击性能,有利于提尚本实施例的 锂离子电池的安全性能。
[0093] 另外,实验证明,本实施例使Al2O3层20与负极片相正对接触,能取得更优的意向 不到的效果,能更有利于防止高温传递到隔膜基材层10而影响隔膜性能,壁面隔膜温度过 高,更有利于提高本实施例的锂离子电池的安全性能,进一步详细见下文的实验数据分析。
[0094] 另外,本实施例还可以在锂离子电池化成后,对化成后的锂离子电池进行热压以 及冷压处理,使隔膜一边的粘合材料层30分别与其正对接触的极片粘合结合,该极片表面 的活性物质层被粘合包裹在粘合材料层30内,此时还可以防止极片上的活性物质散落,且 有利于进一步避免隔膜受热收缩而导致正负极短路而导致安全隐患,故采用该技术方案, 有利于进一步降低锂离子电池的短路率,提高电池的应用安全性。
[0095] 实验效果分析对照:
[0096] 对照例I :
[0097] 本锂离子电池中的隔膜采用PE层、以及PP层构成的微孔薄膜,其中PP层位于中 间层,PP层位于PE层的两表面,隔膜的厚度为16 μ m。
[0098] 按照现有技术的叠片工艺,采用上述隔膜与极片进行叠片,得到叠片电芯体,将叠 片电芯体进行铝塑膜封装,电解液灌注,化成,得到本对照例的锂离子电池。
[0099] 得到的锂离子电池的规格为:为ASP7042126-S2A。其中,AS表示纯钴水性负极, 7042126表示该聚合物锂离子电池的厚、宽、长尺寸为7mm、42mm、126mm,S表示标称倍率为 20C,2表示电池为高容量型,A表示正极为纯钴酸锂。
[0100] 对照例2 :
[0101] 本对照例锂离子电池与对照例1所不同之处仅仅在于:
[0102] 本实施例采用对照例1中所述的PP+PE+PP三层复合结构的隔膜作为隔膜基材层, 其中隔膜基材层的厚度为10 μ m,在隔膜基材层的两表面还涂覆有一 PVDF层,各PVDF层的 厚度分别为3 μ m,本对照例隔膜的厚度为16 μ m。
[0103] 其中,在涂覆PVDF层时,将PVDF粉料与溶剂进行混合得到浆料,将浆料涂覆至隔 膜表面,干燥辊压即可,其中PVDF与溶剂的质量百分比为:15% :85%,溶剂选取:N-甲基吡 咯烷酮。
[0104] 在锂离子电池化成后,还对锂离子电池进行热压处理,在热压处理后立即进行冷 压定型处理。
[0105] 其中热压参数如下:热压温度为:60°C,热压压力为:0. 20kg/mm2,热压时间为: lOmin。在热压后立即冷压,冷压参数为:冷压温度为20°C,冷压压力为:0. 5kg/mm2,冷压时 间为:5min。使正极片、负极片分别于它们之间的隔膜两边的PVDF层相粘合结合在一起。
[0106] 得到的锂离子
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