[发明专利]具有热关断涂层的锂离子电池负极片

说明书

本发明涉及一种具有热关断涂层的锂离子电池负极片，包括铜箔集流体，所述的铜箔集流体两面分别涂覆有活性材料涂层，所述活性材料涂层外表面涂敷有具有热关断作用机制的热关断涂层。本发明通过在活性材料涂层表面涂覆具有热关断作用机制的热关断涂层制作锂离子电池负极片，利用热关断涂层熔点或软化点为80～140℃，常温下颗粒和颗粒间的孔隙可保证锂离子的顺利往返穿插，而不影响电池内阻和倍率充放电效率，当电池温度升高时，热关断涂层颗粒在短时间内熔融或溶胀，颗粒间的孔隙迅速变小或消失，实现热关断效应，切断锂离子传输通道，防止反应进一步发生，阻止了电池热失控。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是一种具有热关断涂层的锂离子电池负极片。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、环境友好等特点，锂离子电池目前已成为通讯、电动工具、电动车辆、航天航空等设备的最为理想的移动电源。尤其在电动车辆领域的应用快速增长。

动力锂离子电池在应用过程中能量密度越做越高，正极材料从磷酸铁锂逐渐转为NCM，甚至现在的高镍和NCA材料，负极材料从常规石墨转为硅碳材料，能量密度越高意味着电池安全性越差，为了解决电池安全问题，提出了一系列解决方案，例如201310180013.7、201310254436.9和201580005488.X三个专利均采用无机氧化物填料涂覆于正负极片表面，在隔膜高温收缩或熔融的情况下，形成隔绝正负极接触的绝缘层，提高了电池安全性能。然而该方法存在的弊端是高温异常情况下并无法阻止电池的充放电，在电池充放电过程中一旦发生异常，温度升高，在还未达到隔膜的热收缩温度时，充放电会继续进行，电池温度会进一步升高，安全风险同样存在。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种涂覆在负极片表面的热关断涂层能够在电池高温异常情况下进行热关断，阻止充放电进行，有效防止了电池热失控。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有热关断涂层的锂离子电池负极片，包括铜箔集流体，所述的铜箔集流体两面分别涂覆有活性材料涂层，所述活性材料涂层外表面涂敷有具有热关断作用机制的热关断涂层。

所述的热关断涂层厚度为0.2～10μm。

所述的热关断涂层包含热关断材料和粘结剂，其中热关断材料可选用EVA、PMMA、PE、PVDF、PS、聚丙烯酸酯微球颗粒中的一种或一种以上的混合物，粘结剂为聚乙烯醇、聚氨酯、羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液中的一种或几种。

所述的热关断涂层所用热关断材料的微球颗粒大小为：0.1～5μm，熔点或软化点为60～140℃。

所述的热关断涂层所用热关断材料与粘结剂之间的配比为9:1～99:1。

上述具有热关断涂层的锂离子电池负极片制备时，首先采用本领域技术人员公知的负极材料、粘结剂和导电剂，以及合浆和涂布方法，制备活性材料涂层；然后选取上述热关断材料的一种或几种，以及上述粘结剂的一种或几种，按照配比和固含量设计进行配料，经过简单混合后再采用高速分散方式对浆料进行均质处理，制备热关断涂层浆料；最后采用凹版印刷、喷涂、转移涂布或丝网印刷等方式将制备的热关断浆料均匀涂覆于活性材料涂层表面，经过烘干处理，得到具有热关断涂层的锂离子电池负极片。

本发明的有益效果是：本发明通过在活性材料涂层表面涂覆具有热关断作用机制的热关断涂层制作锂离子电池负极片，利用热关断涂层熔点或软化点为80～140℃，常温下颗粒和颗粒间的孔隙可保证锂离子的顺利往返穿插，而不影响电池内阻和倍率充放电效率，当电池温度升高时，热关断涂层颗粒在短时间内熔融或溶胀，颗粒间的孔隙迅速变小或消失，实现热关断效应，切断锂离子传输通道，防止反应进一步发生，阻止了电池热失控。

附图说明