[发明专利]一种含有PTC涂层极片的制备方法及锂离子电池

说明书

本发明提供一种含有PTC涂层极片的制备方法及含有该极片的锂离子电池，属于锂离子电池技术领域，包括以下步骤，步骤一：按重量份数计，将400～1000份溶剂、50～100份高分子聚合物、0.5～3份导电剂，搅拌均匀后加入0.1～5份的耐高电压交联剂和引发剂的混合试剂，其中引发剂占耐高电压交联剂的质量分数为0.1～2％，搅拌2～8h，得到涂层浆料；步骤二：将所述涂层浆料涂布在集流体上，80～120℃烘干2～6h，得到涂布PTC涂层的集流体；步骤三：将极片浆料均匀涂布在所述集流体上，干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池极片，本发明采用分子设计方法，引入耐高电压交联结构体系，有效改善PTC涂层与极片相容性及其加工性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种含有PTC涂层极片的制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有使用寿命长、能量密度高等特点，目前已得到广泛应用。当前限制锂离子电池应用的主要是安全性差的问题，由于当前主流锂离子电池产品采用有机液态电解质，在使用过程中存在电解液泄露、着火、爆炸等安全问题，各类安全事故频发。为改善锂离子电池的安全性能，主要采用特殊隔膜和正温度系数材料(Positive TemperatureCoefficient，PTC)等技术，其中特殊隔膜不能阻断热副反应，随着能量密度增加，其作用效果有限，采用PTC材料成为提升安全性的主要措施。

PTC材料是指正温度系数热敏电阻，超过一定的温度时，热敏电阻电阻值随着温度的升高而阶跃性增高。PTC材料作为极片的底部涂层运用在锂离子电池中，在锂离子电池热失控时，能有效降低锂离子电池起火、爆炸所引起的安全问题。

为改善锂离子电池的安全性能，申请号为CN201410661206.9的中国发明专利申请公开了一种以含粘结剂、正温度型材料以及导电剂为材料，制备多层PTC涂层改善锂离子电池的安全性能，但是该专利申请中PTC涂层需要特殊的加工工艺，应用于现有锂离子电池制备工艺中，存在成本较高等问题。申请号为CN201610446371.1的中国发明专利申请公开了一种以多孔陶瓷热敏材料、导电剂、粘结剂为原料制备PTC涂层，该PTC涂层采用水系材料能有效减少能耗和加工成本，但是该专利申请中采用多孔陶瓷热敏材料存在不连续情况，影响其作用效果。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种含有PTC涂层极片的制备方法，所述锂离子电池极片上涂布有含硅PTC材料涂层，具有正温度系数精准、耐溶剂、易加工的特性。

本发明的第二个目的是提供一种含有所述极片的锂离子电池，具有电化学性能优异、高安全性的特点。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按重量份数计，将400～1000份溶剂、50～100份高分子聚合物、0.5～3份导电剂，搅拌均匀后加入0.1～5份的耐高电压交联剂和引发剂的混合试剂，其中引发剂占耐高电压交联剂的质量分数为0.1％～2％，搅拌分散均匀得到涂层浆料；

步骤二：将所述涂层浆料涂布在集流体上，并80～120℃烘干2～6h，得到涂布PTC涂层的集流体，其中PTC涂层的厚度为0.1um～10um；

步骤三：将极片浆料均匀涂布在所述涂布PTC涂层的集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池极片。

进一步的，步骤一中所述耐高电压交联剂的结构式为其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6均为耐高电压有机基团，其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6中的至少一个含有硅原子和氟原子中的至少一种。

进一步的，所述耐高电压有机基团为含氟交联结构、硅氧烷交联结构或含氟硅氧烷交联结构。