锂离子二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池。
【背景技术】
[0002] 锂离子二次电池自商业化以来，由于其具有能量密度高、工作电压高、无记忆效 应、循环寿命长、对环境无污染等诸多优点而被广泛用作各种移动设备的电源，从而迅速进 入了大规模的实用阶段。
[0003] 随着各种便携式电子设备的多功能化和精细化，对锂离子二次电池的能量密度提 出了更高的要求，而锂离子二次电池的能量密度的提高对其安全性能提出了更高的要求。 锂离子二次电池在使用过程中，会出现过充持续放热，尤其是在锂离子二次电池到达高电 压时，正极活性材料、负极活性材料以及电解液会发生副反应从而大量放热，当热量积累到 一定程度后，锂离子二次电池就存在燃烧爆炸的风险。而锂离子二次电池在使用过程中受 到撞击、针刺等滥用时，正极片和负极片会发生短路从而大量放热，当热量积累到一定程度 后，锂离子二次电池也会存在燃烧爆炸的风险。
[0004] 有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能的锂离子二次电池。
【发明内容】
[0005] 鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子二次电池，所述 锂离子二次电池具有较低的变形量，其能有效提高锂离子二次电池在过充、撞击、穿刺后的 通过率，进而增加锂离子二次电池的安全性能，且尤其适用于高容量电池和高能量密度电 池中。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子二次电池，其包括：正极片，包 括正极集流体和选择性地涂布于正极集流体上的正极膜片；负极片，包括负极集流体和选 择性地涂布于负极集流体上的负极膜片；隔离膜，间隔于正极片和负极片之间；以及电解 液。在相对的未涂布有正极膜片的正极集流体和未涂布有负极膜片的负极集流体之间的至 少一个面上的部分/全部区域涂布有低熔点涂层；所述低熔点涂层包括核壳聚合物微球； 所述核壳聚合物微球包括选自绝缘聚合物的壳层以及具有导电性的核层；所述隔离膜在与 所述低熔点涂层相对应的位置设有开孔；当锂离子二次电池的内部温度使得低熔点涂层中 的绝缘聚合物的壳层熔化时，相对的该未涂布有正极膜片的正极集流体和该未涂布有负极 膜片的负极集流体经由具有导电性的核层而电连接。
[0007] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0008] 1.本发明采用物理短路的方法来保护锂离子二次电池，当锂离子二次电池因过 充、撞击、针刺等滥用而升温到一定温度后，所述核壳聚合物微球的壳层即被熔化，释放出 具有导电性的核层，这样正极片和负极片在隔离膜的开孔处形成短路点，从而起到分流的 作用；同时，具有导电性的核层还会增加短路点，加速正极集流体和/或负极集流体的散 热，从而避免锂离子二次电池燃烧爆炸，进而保证锂离子二次电池在过充、撞击、针刺条件 下的安全性。
[0009] 2.由于本发明所采用的保护措施不涉及锂离子二次电池的正极片、负极片以及电 解液，因此不会对锂离子二次电池的电化学性能产生大的影响，因此本发明的技术方案尤 其适用于高容量电池和高能量密度电池中。
【附图说明】
[0010] 图1为对比例1的1C倍率的过充曲线；
[0011] 图2为对比例2的1C倍率的过充曲线；
[0012] 图3为实施例1的1C倍率的过充曲线。
【具体实施方式】
[0013] 下面详细说明根据本发明的锂离子二次电池以及实施例、对比例及测试结果。
[0014] 首先说明根据本发明的锂离子二次电池，其包括：正极片，包括正极集流体和选择 性地涂布于正极集流体上的正极膜片；负极片，包括负极集流体和选择性地涂布于负极集 流体上的负极膜片；隔离膜，间隔于正极片和负极片之间；以及电解液。在相对的未涂布 有正极膜片的正极集流体和未涂布有负极膜片的负极集流体之间的至少一个面上的部分/ 全部区域涂布有低熔点涂层；所述低熔点涂层包括核壳聚合物微球；所述核壳聚合物微球 包括选自绝缘聚合物的壳层以及具有导电性的核层；所述隔离膜在与所述低熔点涂层相对 应的位置设有开孔；当锂离子二次电池的内部温度使得低熔点涂层中的绝缘聚合物的壳层 熔化时，相对的该未涂布有正极膜片的正极集流体和该未涂布有负极膜片的负极集流体经 由具有导电性的核层而电连接。
[0015] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，隔离膜在与低熔点涂层相对应的位置开 设有开孔，因此可使低熔点涂层与正极集流体或负极集流体直接接触，便于形成短路点。具 体地，当低熔点涂层涂布在未涂布有负极膜片的负极集流体表面时，隔离膜上的开孔可使 低熔点涂层与未涂布有正极膜片的正极集流体直接接触；当低熔点涂层涂布在未涂布有正 极膜片的正极集流体表面时，隔离膜上的开孔可使低熔点涂层与未涂布有负极膜片的负极 集流体直接接触；当低熔点涂层同时涂布在未涂布有正极膜片的正极集流体和未涂布有负 极膜片的负极集流体表面时，隔离膜上的开孔可使未涂布有正极膜片的正极集流体表面的 低熔点涂层与未涂布有负极膜片的负极集流体表面的低熔点涂层直接接触。
[0016] 由于本发明所采用的保护措施不涉及锂离子二次电池的正极片、负极片以及电解 液，因此不会对锂离子二次电池的电化学性能产生大的影响，因此本发明的技术方案尤其 适用于高容量电池和高能量密度电池中。
[0017] 当本发明的锂离子二次电池正常使用时，所述核壳聚合物微球的选自绝缘聚合物 的壳层能很好地与正极集流体和/或负极集流体粘接，形成良好的粘接界面；而当本发明 的锂离子二次电池因过充、撞击、针刺等滥用而升温到一定温度后，所述核壳聚合物微球的 壳层即被熔化，释放出具有导电性的核层，这样正极片和负极片在隔离膜的开孔处形成短 路点，从而起到分流的作用；同时，具有导电性的核层还会增加短路点，加速正极集流体和 /或负极集流体的散热，从而避免锂离子二次电池燃烧爆炸，进而保证锂离子二次电池在过 充、撞击、针刺条件下的安全性。
[0018] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述隔离膜表面的开孔的大小可为开 孔所在平面的横截面积的5%~100%，S卩开孔的大小为低熔点涂层的涂布面积的5%~ 100%，从而避免隔离膜开孔太小而无法形成短路点，进而无法降低正负空白集流体内短 路。
[0019] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述核壳聚合物微球在电解液中的溶胀 度可小于10%。若核壳聚合物微球在电解液中的溶胀度过大，则锂离子二次电池在加工过 程中即可能会发生涨破短路进而导致失效。
[0020] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述低熔点涂层的厚度可为5μπι~ 100μm。若低熔点涂层的厚度太小，锂离子二次电池在正常使用下会有短路的风险；若低熔 点涂层的厚度太大，则会影响锂离子二次电池的能量密度，同时会影响高温下低熔点涂层 的作用发挥。
[0021] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述核壳聚合物微球的核层的直径可为 0· 1μm~5μm〇
[0022] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述绝缘聚合物可选自乙烯-醋酸乙烯 共聚物（EVA)、马来酸酐共聚物、线性饱和聚酯、聚酰胺、聚氨酯一种或几种。
[0023] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述核壳聚合物微球的壳层的厚度可为 50nm~lOOOnm。
[0024] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述核壳聚合物微球的壳层的熔点可为 95°C~180°C。若核壳聚合物微球的壳层的熔点太高，则无法在锂离子二次电池燃烧之前熔 化，进而无法起到增加短路点的作用；若核壳聚合物微球的壳层的熔点太低，则会导致锂离 子二次电池在制作过程中或在高温环境使用中即发生短路而失效。
[0025] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述核壳聚合物微球的核层可包括导电 聚合物或导电无机物。
[0026] 在根据本发明所述的锂离子二次电池中，所述导电聚合物可选