[发明专利]一种阴极集流体油基保护涂层

说明书

本发明涉及一种用于锂离子电池的阴极集流体油基保护涂层，属于锂电技术领域。本发明的一种阴极集流体油基保护涂层，所述保护涂层涂覆于阴极集流体表面，包括以下重量份数的组分：9～12份碳纳米管、8～10份聚酰亚胺酯。本发明通过保护涂层的设置，在保证锂离子电池电芯高能量密度的同时，提高了锂离子电池电芯的安全性能。

技术领域

本发明属于锂电技术领域，涉及一种用于锂离子电池的阴极集流体油基保护涂层。

背景技术

随着化石能源的枯竭和环境污染的日益严重，寻找清洁可持续发展的能源成为人们迫切的需求。目前，锂离子电池作为一种清洁能源，具有能量密度高、循环性能好、绿色环保等优点，已广泛应用于生活的各个领域，如手机、电脑、汽车等。锂离子电池在是一种二次电池(充电电池)，随着社会的发展，锂离子电池的应用愈加广泛，对锂离子电池性能的要求也越来越高。随着锂离子电池能量密度的不断提升，其安全性能有所恶化，导致使用过程中可能会出现电芯爆炸燃烧的现象，严重威胁到使用者的人身安全，因此需要在保持电芯高能量密度的同时，提高电芯的安全性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种阴极集流体油基保护涂层，在保证锂离子电池电芯高能量密度的同时，提高了锂离子电池电芯的安全性能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种阴极集流体油基保护涂层，所述保护涂层涂覆于阴极集流体表面，包括以下重量份数的组分：

碳纳米管9～12份

聚酰亚胺酯8～10份。

本发明通过在锂离子电池阴极集流体上设置一层油基保护涂层，然后在该保护涂层上涂覆阴极活性物质，在保证锂离子电池能量密度的同时有效提高了锂离子电池的安全性能。该保护涂层粘结性能良好，不易脱落，能够牢牢覆盖在阴极集流体表面，大大降低了阴阳极集流体发生直接接触的几率。同时提高了阴极极片的膜片电阻值，阻碍了电芯发生短路时产生大量的焦耳热，降低了电芯发生热失控的风险。该保护涂层也提高了针刺、撞击等安全性能测试的通过能力。

其中，binder体系采用聚酰亚胺酯(PI)具有良好的粘结效果、优异的耐高温、耐电解液腐蚀性能，经过135℃Baking后能够牢牢的与铝箔贴合，避免了聚酰亚胺酯在涂布的时候被阴极浆料中的NMP再次溶解。

碳纳米管与活性材料层、集流体层均形成线接触，能利用较少的使用量在保护涂层中能形成有效的导电网络，具有良好的导电性能。

作为优选，所述碳纳米管的直径为8～20nm，长径比为(300～700):1。

本发明通过控制碳纳米管的直径和长径比，在保证导电性的同时，还能保证制得的保护涂层浆液均一稳定、具有较好的涂覆性能，从而能够形成使均匀光滑的保护涂层表面，并且与阴极活性物质的结合性能好，不容易因各层物质的差异而造成脱层、起泡等现象。

作为优选，所述保护涂层厚度为1～2μm。

本发明将保护涂层的厚度设置为1～2μm，其厚度较薄，能够减少电子传递的路径，降低阴极集流体铝箔与阴极活性物质之间的接触电阻，降低电芯的直流内阻(DCR)。该保护涂层厚度不能过厚(＞2μm)，因为该保护涂层无阴极活性物质，不能提供能量，涂层过厚容易造成较大的能量密度的降低(ED Loss)，并且保护涂层过厚会降低保护涂层与铝箔的粘结能力，起不到保护铝箔的作用。涂层过厚还会大幅增加阴极极片的膜片阻值，并进一步影响电芯的交流电阻值(IMP值)，影响锂离子电池的最终电性能。

本发明的另一目的在于提供一种阴极集流体油基保护涂层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1、按照权利要求1中所述组分的配方准备原料，将聚酰亚胺酯加入到NMP中，搅拌均匀形成聚酰亚胺酯溶液，再加入碳纳米管，搅拌均匀，形成均一、稳定的混合浆料；