[发明专利]锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开了锂离子电池及其制备方法。该锂离子电池包括：集流体、活性物质层、陶瓷层和高分子微球颗粒层。活性物质层形成在集流体的至少部分表面，陶瓷层形成在活性物质层远离集流体的至少部分表面，高分子微球颗粒层形成在陶瓷层远离活性物质层的至少部分表面。该锂离子电池通过采用陶瓷层和高分子微球颗粒层包覆的极片，可以有效提高电解液对极片的浸润性，并在高温下实现热关断，从而有效提高电池的过充、针刺、加热安全性能。

技术领域

本发明涉及电化学储能设备领域，具体而言，本发明涉及锂离子电池及其制备方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益加剧，人类面临着发展绿色可再生能源的严峻挑战。锂离子电池由于其拥有能量密度高、无记忆效应、自放电率低、循环寿命长、洁净无污染等优势而备受关注。以锂离子电池作为动力源的电动汽车的开发成为全球关注的焦点。

动力电池性能是决定电动汽车发展的限制性因素，虽然目前动力电池在某些性能方面取得了快速的发展，但安全性能仍不能得到有效保障，市场上的传统液态锂离子电池在遇到穿刺、短路等极端情况下，会由于热失控出现起火、爆炸等事故，提高动力电池的安全性能已是个艰巨的任务。

中国专利CN107768710A公开了一种无隔膜高安全锂离子电池，该发明通过在正负极片表面涂覆一层有机聚合物颗粒实现无隔膜锂离子电池制备，该发明在提高锂离子电池过充、加热等安全性能方面具有一定的优势，但由于有机物涂层电解液吸收能力较弱，影响锂离子电池的浸润性、电化学性能，且有机物涂层强度比陶瓷涂层差，电芯制备冷热压的过程中易导致压破短路等缺陷。

综上所述，现有的锂离子电池仍有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出锂离子电池及其制备方法。该锂离子电池通过采用陶瓷层和高分子微球颗粒层包覆的极片，可以有效提高电解液对极片的浸润性，并在高温下实现热关断，从而有效提高电池的过充、针刺、加热安全性能。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种锂离子电池。根据本发明的实施例，该锂离子电池包括：正极极片和负极极片；其中：

所述正极极片包括：正极集流体；正极活性物质层，所述正极活性物质层形成在所述正极集流体的至少部分表面；第一陶瓷层，所述第一陶瓷层形成在所述正极活性物质层远离所述正极集流体的至少部分表面；第一高分子微球颗粒层，所述第一高分子微球颗粒层形成在所述第一陶瓷层远离所述正极活性物质层的至少部分表面；

所述负极极片包括：负极集流体；负极活性物质层，所述负极活性物质层形成在所述负极集流体的至少部分表面；第二陶瓷层，所述第二陶瓷层形成在所述负极活性物质层远离所述负极集流体的至少部分表面；第二高分子微球颗粒层，所述第二高分子微球颗粒层形成在所述第二陶瓷层远离所述负极活性物质层的至少部分表面。

根据本发明上述实施例的锂离子电池，其正极极片表面和负极极片表面均包括陶瓷层和高分子微球颗粒层。其中，陶瓷层为绝缘材质，由此该锂离子电池中正负极极片可直接贴合，而无需使用隔膜，有利于提高电池的体积能量密度。高分子微球颗粒层的主要作用是提高电池过充性能。随着温度升高，该层会受热熔融形成绝缘隔断，切断电极接触，保证安全性能；另外，高分子微球颗粒层具备一定的孔隙率，有利于电解液浸润，可以有效保障离子电导率，不会大幅度劣化电池电性能。综上可知，该锂离子电池通过采用陶瓷层和高分子微球颗粒层包覆的极片，可以有效提高电解液对极片的浸润性，并在高温下实现热关断，从而有效提高电池的过充、针刺、加热安全性能。

另外，根据本发明上述实施例的锂离子电池还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述第一陶瓷层和第二陶瓷涂层分别独立地包括陶瓷材料和粘结剂，所述陶瓷材料选自磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂、锂镧锆氧、锂镧锆钽氧、锂镧锆铝氧中的至少之一形成