[实用新型]原位锂离子电池薄膜以及锂离子电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种原位锂离子电池薄膜以及电池，更具体地说，本实用新型涉及一种在锂离子电池正极或负极基材表面连续同时镀覆纳米纤维隔膜的方法制备得到的原位锂离子电池薄膜以及锂离子电池。 

背景技术

锂离子电池以其具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小，无记忆效应对环境污染小等优点，已被广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、MP3等领域，成为各种现代通讯设备和电子设备不可缺少的部件。 

随着技术的更新和发展，各种用电设备的发展对电池的性能提出了更高的要求，要求电池具有更薄、更轻、更高的能量密度和功率密度以及更高的安全性。特别是近年来能源的紧张及各种电动车、混合动力车的发展，其厂商一直寻找一种重量轻、体积小、对环境友好、能大电流放电且具有较高的安全性能的产品。 

在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，可隔离电池正负极，以防正负极出现短路，但其允许离子流快速通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。目前商品化的锂电池隔膜均是通过叠片或卷绕的工艺将隔膜置于正极和负极之间来进行隔离，导致叠片或卷绕过程中隔膜与电极片正极或负极附着不牢固，容易发生错位，从而可能引发短路或者遭撞击等导致电池起火或爆炸，从而导致电池在使用时存在安全隐患。 

最新研究的方法是以静电纺丝技术制备的非织造布膜作为锂离子电池隔膜。静电纺丝所得纤维最主要的特点是纤维直径很细，具有高的比表面积，且所得亚微米级纤维堆积而成的层状膜具有较高的孔隙率和优异的离子电导率。例如， 专利权人韩国科学技术研究院在专利文件CN1284888C记载了一种采用电荷感应纺丝工艺制备高分子纤维网的制备方法，可以制备包括聚偏氟乙烯(PVDF)在内的多种高分子聚合物材料。专利申请人江西先材纳米纤维科技有限公司在专利申请公开文本CN101974828A中记载了一种采用静电纺丝工艺制备共聚酰亚胺纳米纤维非织造布的制备方法，所述的非织造布主要用于电池隔膜。然而上述专利或专利申请文件所公开的制备方法制备的隔膜同样需要叠片或卷绕的工艺将隔膜置于正极和负极之间，但是静电纺丝法制出纳米纤维膜横向、纵向拉伸强度较小，穿刺强度也低，静电大，给锂离子电池制造商在叠片及卷绕时带来很大困难，也限制了静电纺丝法制取纳米纤维隔膜在锂离子电池行业中的发展。 

实用新型内容

为了克服现有技术中锂离子电池由于隔膜与电极片附着力差导致的安全隐患的技术问题，本公司的科研人员经过数年的刻苦钻研和富有创造性的设计开发，提供一种原位锂离子电池薄膜，该薄膜通过在涂覆有正极或负极薄膜材料的锂离子电池基材上原位制备隔膜材料制备得到，彻底解决了隔膜与正极或负极薄膜材料附着力差的技术问题，大大提高了锂电池的充放电性能和安全性。 

本实用新型的第一方面涉及一种原位锂离子电池薄膜，其包括：金属基材，涂布在金属基材表面的锂离子正极薄膜材料或者涂布负极薄膜材料；和直接镀覆在锂离子正极薄膜材料或者锂离子负极薄膜材料表面的纳米纤维隔膜。 

在本实用新型的原位锂离子电池薄膜中，金属基材的第一表面和/或第二表面涂布有锂离子正极薄膜材料。 

在本实用新型的原位锂离子电池薄膜中，金属基材的第一表面和/或第二表面涂布有锂离子负极薄膜材料。 

在本实用新型的原位锂离子电池薄膜中，金属基材的第一表面涂布有锂离子 正极薄膜材料；而第二表面涂布有锂离子负极薄膜材料。 

在本实用新型的原位锂离子电池薄膜中，所述金属基体选自不锈钢、钛或钛合金、镍或镍合金、铝或铝合金、铜或铜合金以及镁或镁合金中的一种。 

在本实用新型的原位锂离子电池薄膜中，所述金属基体选自不锈钢、钛或钛合金、镍或镍合金、铝或铝合金、铜或铜合金以及镁或镁合金中的一种。 

在本实用新型的原位锂离子电池薄膜中，锂离子正极薄膜材料选自磷酸锂铁盐、锂钴氧化物、锂镍氧化物或锂锰氧化物中的一种。 

在本实用新型的原位锂离子电池薄膜中，所述的锂离子负极薄膜材料选自天然石墨、超级导电石墨、复合石墨或碳纤维中的一种。 

在本实用新型的原位锂离子电池薄膜中，所述的纳米纤维隔膜选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯共六氟丙烯和聚丙烯腈共异丁烯酸酯中的一种。 

本实用新型的第二方面还涉及锂离子电池，其包括上述的原位锂离子电池薄膜。 

本发明的原位锂离子电池薄膜通过以下方法制备得到：该方法包括以下步骤：