[发明专利]一种高安全性能锂离子动力电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种高安全性能锂离子动力电池。所述锂离子动力电池包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子和外壳，所述正极极片包括双面涂覆有PTC涂层的PTC涂覆铝箔集流体和涂覆在该集流体表面的高镍正极材料，所述正极极片的制作方法包括以下步骤：首先将PTC图层原料的各组分PTC材料、导电剂、粘结剂和溶剂混合后制作成浆料，然后将浆料在铝箔双面上进行涂覆并烘干，得到PTC涂覆铝箔集流体；将高镍正极材料浆料均匀涂覆在PTC涂覆铝箔集流体上，然后经过烘烤、碾压、分切和烘烤，得到正极极片；所述隔膜为双面陶瓷涂层隔膜。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种高安全性能锂离子动力电池。

背景技术

随着市场需求，电动汽车对单体电池的安全性能提出更高的要求。目前改善电池安全性能的方法，主要采用向电解液中添加阻燃添加剂，或者采用PP、PE、PP-PE-PP陶瓷单面涂层隔膜。电解液中添加阻燃添加剂，安全性能得到提高，但是电解液电导率下降，影响电池的放电性能。采用PP、PE、PP-PE-PP涂层隔膜，虽然有效地增加电池的安全使用性，但是常规PP、PE、PP-PE-PP隔膜的熔点为130℃~160℃左右，经过涂层处理后熔点上升至180℃左右，安全性能改善有限。

PTC 材料具有正温度响应特征，它在居里温度附近其电阻会急剧增大。基于以上因素，现阶段一些商业电池组一般在外部附带上PTC 元件或者在电池头部附带上PTC 元件，但是这些元件远离电极、电解液界面，对热失控不能起到及时的监控和抑制作用。

普通电池使用的PP、PE、PP-PE-PP或聚烯烃单面涂层隔膜，当温度大于130℃时，隔膜闭孔，电池内阻增大。但是动力电池能量大，隔膜闭孔后电池温度会持续上升超过隔膜熔点，隔膜出现收缩，正极和负极极片接触短路，加剧热量产生，电池发生起火或爆炸现象。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提供了一种高安全性能锂离子动力电池。本发明制作的动力电池使用双面陶瓷涂层陶瓷隔膜，当电池温度过高隔膜收缩时，双面陶瓷涂层起到骨架支撑作用，防止正极和负极接触，提高电池安全性能。正极铝箔集流体进行PTC双面涂层处理，电池正常使用时，PTC涂层中的导电炭黑提高电池电化学性能；当电池发生异常温度大于100℃时，PTC材料发生膨胀，极片内阻上升，电池内阻急剧增大，降低电池发热量，提高电池安全性能。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种高安全性能锂离子动力电池，所述锂离子动力电池包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子和外壳，所述正极极片包括双面涂覆有PTC涂层的PTC涂覆铝箔集流体和涂覆在该集流体表面的高镍正极材料，所述正极极片的制作方法包括以下步骤：首先将PTC图层原料的各组分PTC材料、导电剂、粘结剂和溶剂混合后制作成浆料，然后将浆料在铝箔双面上进行涂覆并烘干，得到PTC涂覆铝箔集流体；将高镍正极材料浆料均匀涂覆在PTC涂覆铝箔集流体上，然后经过烘烤、碾压、分切和烘烤，得到正极极片；所述隔膜为双面陶瓷涂层隔膜。

作为优选，所述PTC涂层由以下质量百分比的组分组成：65-92%的PTC材料、3-20%的导电炭黑和5-15%的聚偏氟乙烯粘结剂。

作为优选，铝箔厚度为10-20微米；PTC图层的厚度为0.5-2微米。

作为优选，所述隔膜的基体为聚乙烯或聚丙烯，厚度为9-25μm，孔隙率为40-50%，透气率为150-310cm³/sec。

作为优选，所述陶瓷为三氧化二铝或氧化硅，单面涂层厚度为2.5-5微米。

所述双面陶瓷涂层隔膜：采用具有微孔结构的16-35微米厚度的氧化铝或二氧化硅陶瓷涂层隔膜，隔膜孔隙率为40-50%。