[发明专利]一种含涂层极片的制备方法及锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种含涂层极片的制备方法及锂离子电池。在正极、负极活性物质层表面设置一层安全涂层，制备得安全涂层极片，安全涂层材料由绝缘体颗粒、锂盐、粘结剂等组成。在本发明中，在绝缘体颗粒和锂盐的协同作用下，含安全涂层极片可有效防止所有类型正负极之间短路，极大提高锂离子电池的针刺、过充、热箱等安全性，同时锂盐可提升锂离子传导能力，改善绝缘体颗粒带来的影响，保证锂离子电池电性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种含涂层极片的制备方法及锂离子电池。

背景技术

近年来，由于便携式电子产品、电动汽车、储能电站等领域的快速发展，电化学储电装置受到高度重视，特别是锂离子电池，由于其高的能量密度而成为电化学领域的首要选择，并且其能量密度也越来越高。伴随着锂离子电池能量密度越来越高，它面临的安全问题越来越严峻，已经严重限制了高能量密度锂离子电池的终端使用。锂离子电池的安全问题主要是由于电池热失控产生的。电池内部因为异常产热反应，导致电池内部温度持续升高，继而引发更多产热副反应，导致电池起火甚至爆炸，从而严重威胁使用者的生命财产安全。

为了改善这一问题，人们采用各种策略来提高锂离子电池的安全特性。目前常采用的有常规PP、PE、无纺布、陶瓷涂层隔膜或多材料复合膜、负极单一安全涂层、正极单一安全涂层等，但均不能真正改善锂离子电池的安全性能，比如专利CN 1086666525A在负极活性材料表面涂布单一绝缘耐热材料，只能避免二次电池内部短路时瞬间大功率放电；专利CN 105742566A在正负极集流体与活性材料层之间涂布隔热材料，有效防止热量从集流体扩散至正极或负极活性物质层，但是不能真正改善强制破坏时的短路。专利CN 105098139A在正极集流体表面涂布磷酸锰锂，增加短路时正负极膜片电阻，但是对电芯电性能影响较大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种在正极膜片活性材料、负极膜片活性材料或正负极膜片活性材料表面进行安全涂层处理制备安全涂层极片的方法，以及利用该安全涂层极片制备的一种锂离子电池。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种在正极膜片、负极膜片或正负极膜片活性材料表面进行安全涂层处理制备安全涂层极片的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：安全主材M的制备；

步骤S2：安全主材M与粘结剂组成浆料涂覆在正极膜片活性材料或负极膜片活性材料或同时正负极膜片活性材料表面，得到安全涂层极片。

作为优选，步骤S1中安全涂层M的制备主要由绝缘体颗粒、难溶锂盐和粘结剂混合后，经过砂磨喷雾制粒得到。

作为优选，步骤S1中安全涂层M的制备中绝缘体颗粒选自金属氧化物、金属氟化物、氢氧化物、磷酸盐等中的一种或多种。

作为优选，步骤S1中安全涂层M的制备中难溶锂盐选自磷酸锂、氟化锂、碳酸锂的一种。

作为优选，步骤S1中安全涂层M的制备中粘结剂选自酚醛树脂、葡萄糖、可溶纤维素等残碳材料的一种。

作为优选，步骤S2中正极膜片的活性材料选自镍钴锰三元、镍钴铝三元、磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂、镍锰酸锂中的一个或几个。

作为优选，步骤S2中负极膜片活性材料选自碳基负极、硅基负极、碳硅负极一个或几个。

作为优选，步骤S2中涂层面密度选自0.3-5mg/cm²。

作为优选，步骤S2中涂层面密度优选择0.3-1.6mg/cm²。

一种锂电池包括正极、负极、隔膜等构成，其中正极及负极膜片使用上述方法制备的安全涂层极片，隔膜使用锂离子电池专用隔膜。