[发明专利]安全锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是一种阳极膜片具有较大电阻的安全锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种具有较高的能量密度和良好的环保性能的电池，其被广泛的应用于各类的便携式电子设备中。通常锂离子电池包括相互卷绕的阴极片、隔离膜和阳极片，其中阴极片包括阴极集流体和附着在其上的、具有阴极活性物质的膜片；阳极片包括阳极集流体和附着在其上的、具有阳极活性物质的膜片。其中阴极集流体一般采用铝箔制作，阳极集流体一般采用铜箔制作，隔离膜片一般采用聚丙烯与聚乙烯复合薄膜。制作时，将阴极片、隔离膜和阳极片叠加后卷绕制得电池芯，并将电池芯装入电池包装壳中，然后，向包装壳内注入电解液，密封后制成电池。

然而，现有的锂离子电池由于其使用的有机电解液易燃，且其阳极膜片一般使用石墨材料，其电阻相对较小且也已易于燃烧，在电池内部发生短路时，很容易引起电池燃烧而造成安全隐患。

表一为一组现有锂离子电池的安全测试结果，其测试方法为：分别将阴极集流体、阴极膜片与阳极片中阳极集流体、阳极膜片直接接触，然后分别将测试结果记录下来。

表一

根据上述测试的结果，当阴极片中阴极集流体(铝箔)与阳极膜片之间短路时，电池的温度会快速升高，开始冒烟，产生明火。之所以产生这种现象是因为：普通的锂离子电池中阳极膜片的电阻一般在0.1～0.2Ω/cm²之间，而阴极膜片电阻在1.6Ω/cm²左右，而且阳极材料本身也易于燃烧，这样，当阴极集流体与阳极膜片直接接触时，由于电阻较小，其电流密度相对较大，导致大量热量产生，此时电流产生的大量的热集中于短路处，再加上阳极材料本身也易于燃烧的特点，就十分容易引起燃烧，造成电池无法通过上述短路测试，给电池的安全使用造成隐患。

发明内容：

本发明的发明目的是：提供一种安全锂离子电池，特别是一种具有较大电阻的阳极膜片的安全锂离子电池以克服上述问题。

为达到上述发明目的，本发明提供一种安全锂离子电池，该锂离子电池的阳极片具有较高的电阻，其电阻一般在0.5Ω/cm²～8Ω/cm²。这样，若遇到意外情况，如因电池内部存在的金属颗粒刺穿隔离膜而导致阴极集流体-铝箔与阳极膜片相接触造成内部短路时，由于阳极片电阻较高，短路时接触电阻相对较小，短路电流密度亦相对较小，这样便不会造成锂离子电池出现温度骤然升高导致起火，从而达到提高锂离子电池的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的具体方案：

1，在电池的阳极片中混合一种或一种以上绝缘材料，如氧化钛(TiO₂)，氧化硅(SiO₂)，氧化铝(Al₂O₃)或氧化锌(ZnO₂)等绝缘材料。

2，在阳极膜片中不添加导电碳粉，并同时增加粘结剂的用量。

3，采用低导电率的石墨材料，并用金属氧化物如氧化铝(Al2O3)或氧化镁(MgO2)对石墨材料进行表面处理以降低其导电率。

上述措施，可单独使用，亦可几种方案结合使用。采用上述方案后，锂离子电池的阳极片具有较高的电阻，其电阻一般在0.5Ω/cm²～8Ω/cm²，优选1.4Ω/cm²，这样，既能保证电池在短路时不起火，又能令电池的容量，循环性能等基本不受影响。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明中锂离子电池阳极片的结构示意图。

具体实施方式：

实施方式一：