專(zhuān)利名稱(chēng)：：鋰離子電池極片及其電池以及鋰離子電池極片制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，具體地說(shuō)，涉及一種鋰離子電池極片的制造方法及用此方法制造的鋰離子電池極片和具有該極片的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
：在鋰離子電池中，為了使在充電過(guò)程中由正極材料釋放的鋰離子有足夠的負(fù)極材料接收，在鋰離子電池電極的頭部或尾部都會(huì)預(yù)留部分未涂覆漿料的部分以保證上述條件的實(shí)現(xiàn)。目前電極片的涂覆工藝主要有拉漿和涂布兩種工藝。其中拉漿工藝主要是集流體由料槽中通過(guò)，再經(jīng)過(guò)逗號(hào)形的刀口，使涂層能夠均勻連續(xù)性地涂覆在集流體的表面，然后裁切為達(dá)到工藝要求長(zhǎng)度的極片，將其多余位置的漿料刮除以達(dá)到所要求的形狀；涂布工藝主要是通過(guò)背輥粘料的方法，同時(shí)采用間斷式控制的方法實(shí)現(xiàn)一次性間斷涂布并達(dá)到工藝的要求。由于拉漿工藝較為復(fù)雜，工作效率低，故目前主要采用第二種涂布工藝。在上述兩種工藝制片后，在涂覆層與集流體交接的位置會(huì)存在拖尾或犬牙交錯(cuò)的情況。這樣會(huì)造成鋰離子由該位置脫嵌而到達(dá)對(duì)面的銅箔上從而形成短路。目前對(duì)極片涂層頭尾端的拖尾或犬牙交錯(cuò)位置主要是通過(guò)粘貼膠紙以起到保護(hù)的作用，但是集流體很薄，一般只有8-16pm，在集流體上采用機(jī)械方法粘貼膠紙，很容易產(chǎn)生褶皺；另外，一般情況下膠紙的厚度在30-50pm左右，這樣的厚度不利于高容量電芯的制造，容易產(chǎn)生局部偏厚。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高極片絕緣性能的鋰離子電池極片制造方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供依據(jù)上述方法制造的鋰離子電池極片和具有該極片的鋰離子電池。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的3一種鋰離子電池極片，包括集流體和極性材料涂覆層，該極性材料涂覆層涂覆于該集流體上，于所述集流體上形成空白帶和涂覆帶，在所述空白帶與涂覆帶交接處覆蓋有絕緣涂布層。一種鋰離子電池，包括鋰離子電池極片，所述鋰離子電池極片包括集流體和極性材料涂覆層，該極性材料涂覆層涂覆于該集流體上，于所述集流體上形成空白帶和涂覆帶，在所述空白帶與涂覆帶交接處覆蓋有絕緣涂布層。一種鋰離子電池極片制造方法，包括極性材料涂覆工序，其特征在于:還包括在空白帶與極性材料涂覆帶交接處涂覆絕緣層的工序。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案進(jìn)一步予以解決所述的所述絕緣涂布層為硅膠涂布層或丙烯酸甲酯涂布層。所述絕緣涂布層厚度為10—30)im中的任一值。所述絕緣層為硅膠或丙烯酸甲酯。所述涂覆絕緣層工序依次包括制膠、涂覆和烘干的步驟。所述制膠步驟包括加入溶劑油進(jìn)行溶解的過(guò)程和攪拌成熔融狀膠體的過(guò)程。所述溶劑油是丙酮、NMP和碳酸酯類(lèi)中的至少一種。所述加入溶劑油進(jìn)行溶解的的過(guò)程中，溫度控制為40。C一8(TC。所述絕緣層的厚度為10—30)im中的任一值。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比較的有益效果是(1)在集流體空白帶和涂覆帶交接處涂覆均勻致密的絕緣層，提高了絕緣性能；(2)絕緣層采用耐高溫的硅膠涂布層，可以在集流體位置出現(xiàn)過(guò)熱時(shí)，有效防止該位置產(chǎn)生短路。(3)絕緣層薄，易于提高電池的容量。圖1現(xiàn)有鋰離子正極尾部涂覆Si02涂層的SEM微觀圖像；圖2現(xiàn)有鋰離子正極尾部涂覆PVDF涂層的SEM微觀圖像；圖3現(xiàn)有鋰離子正極尾部貼三層隔膜紙的SEM微觀圖像；圖4現(xiàn)有鋰離子正極尾部貼單層隔膜紙的的SEM微觀圖像；圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式鋰離子正極尾部涂覆硅膠涂層的SEM微觀圖像；圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式鋰離子正極尾部涂覆硅膠涂層的DSC測(cè)試示意圖7未涂覆本發(fā)明涂層的電池拆解示意圖8涂覆本發(fā)明具體實(shí)施方式硅膠涂層的電池拆解示意圖。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本具體實(shí)施方式的鋰離子電池包括鋰離子電池極片，鋰離子電池極片包括集流體和極性材料涂覆層，該極性材料涂覆層涂覆于該集流體上，于集流體上形成空白帶和涂覆帶，在空白帶與涂覆帶交接處覆蓋有絕緣涂布層。絕緣涂布層為硅膠涂布層或丙烯酸甲酯涂布層。絕緣涂布層厚度為10一30pm中的任一值。實(shí)施例1工藝流程包括如下歩驟步驟101:硅膠制膠。將硅膠溶解在溶劑油丙酮中，溫度控制在6(TC，硅膠在丙酮中溶解稀釋?zhuān)粚⒐枘z和丙酮在高速攪拌器中進(jìn)行攪拌使之形成熔融狀態(tài)的膠體備用。步驟102:膠體涂覆。采用常規(guī)涂膠設(shè)備或分段式涂布設(shè)備將膠體涂布在電極要求的位置上達(dá)到工藝的要求，可以控制厚度使其在20pm。步驟103:烘干。將極片在烘箱或分段涂布設(shè)備的烘道中烘干形成致密無(wú)孔的薄膜涂層。將本發(fā)明中實(shí)施例的薄膜涂層同目前常用的PVDF涂層、Si02涂層、單層隔膜紙及三層隔膜紙由SEM、紅外、DSC、透氣性等方面進(jìn)行對(duì)比(1)SEM微觀圖像對(duì)比如圖1至圖5所示，Si02涂層、PVDF涂層、三層隔膜紙及單層隔膜紙有明顯的孔隙，可以使鋰離子通過(guò)；而本發(fā)明的涂層較薄，涂層底部的正極材料可以透過(guò)薄膜明顯顯現(xiàn)出來(lái)，且該薄膜較為細(xì)致，微觀狀態(tài)下未發(fā)現(xiàn)明顯的孔隙，可有效防止鋰離子從其中穿梭，避免多余的正極材料釋放的鋰離子達(dá)到銅箔形成鋰枝晶而造成短路。(2)紅外測(cè)試通過(guò)紅外測(cè)試可知，該薄膜涂層為硅膠。(3)DSC測(cè)試如圖6所示，本發(fā)明涂層在300°C以前無(wú)明顯熱吸收峰，故該涂層具有較高的耐高溫性能。(4)透氣性測(cè)試將各種涂層由極片上剝離下來(lái)，按照ASTMD726StandardTestMethodforResistanceofNonporousPapertoPassageofAir(即美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)D726無(wú)孔紙氣體通過(guò)阻力標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法)進(jìn)行透氣性測(cè)試(因?yàn)镾i02涂層為無(wú)機(jī)礦物鹽組分，無(wú)法形成機(jī)械性能較好的薄膜，無(wú)法由正極上剝離下來(lái)，所以未對(duì)Si02涂層進(jìn)行透氣性測(cè)試)，測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l由表1可以看出，采用20pm厚的硅膠的薄膜涂層可有效的防止氣體通過(guò)，證明了該薄膜涂層致密無(wú)孔隙，可有效的阻止鋰離子的通過(guò)。將本發(fā)明實(shí)施例1的硅膠涂層涂覆于正極尾部的脫尾或犬牙交錯(cuò)的位置，同未涂覆的極片做成的電池經(jīng)多次充放電后拆解，如圖7、圖8所示，對(duì)比負(fù)極銅箔位置，由圖7中可明顯看出，未經(jīng)過(guò)涂覆電極的電池，其負(fù)極銅箔上存在白色的鋰枝晶；由圖8可明顯看出，采用涂層電極的電池，其銅箔上未出現(xiàn)異常。所以該涂層可以起到有效的保護(hù)作用。實(shí)施例2將硅膠溶解在溶劑油NMP中，溫度控制在40。C，硅膠在NMP中溶解稀釋。將膠體涂布在電極要求的位置上，厚度為10pm。本實(shí)施例的硅膠薄膜涂層，(l)SEM微觀狀態(tài)下未發(fā)現(xiàn)明顯的孔隙，可有效防止鋰離子從其中穿梭。(2)涂層在300。C以前無(wú)明顯熱吸收峰，具有較高的耐高溫性能。(3)透氣性測(cè)試將各種涂層由極片上剝離下來(lái)，按照ASTMD726StandardTestMethodforResistanceofNonporousPapertoPassageofAir進(jìn)行透氣性測(cè)試，10|im厚的硅膠涂層可有效防止氣體通過(guò)，證明了該薄膜可有效的阻止鋰離子的通過(guò)。實(shí)施例3將硅膠溶解在溶劑油碳酸酯中，溫度控制在8(TC，硅膠在碳酸酯中溶解稀釋?zhuān)粚⒛z體涂布在電極要求的位置上，厚度為30prn。本實(shí)施例的硅膠薄膜涂層，(l)SEM微觀狀態(tài)下未發(fā)現(xiàn)明顯的孔隙，可有效防止鋰離子從其中穿梭。(2)涂層在30(TC以前無(wú)明顯熱吸收峰，具有較高的耐高溫性能。(3)透氣性測(cè)試將各種涂層由極片上剝離下來(lái)，按照ASTMD726StandardTestMethodforResistanceofNonporousPapertoPassageofAir進(jìn)行透氣性測(cè)試，30|im厚的硅膠涂層可有效防止氣體通過(guò)，證明了該薄膜可有效的阻止鋰離子的通過(guò)。實(shí)施例4將丙烯酸甲酯溶解在溶劑油丙酮中，溫度控制在5(TC。將丙烯酸甲酯涂布在電極要求的位置上，厚度為20pm,制得的極片。本實(shí)施例的丙烯酸甲酯薄膜涂層，(l)SEM微觀狀態(tài)下未發(fā)現(xiàn)明顯的孔隙，可有效防止鋰離子從其中穿梭。(2)涂層在300。C以前無(wú)明顯熱吸收峰，具有較高的耐高溫性能。(3)透氣性測(cè)試將各種涂層由極片上剝離下來(lái)，按照ASTMD726StandardTestMethodforResistanceofNonporousPapertoPassageofAir進(jìn)行透氣性測(cè)試，20pm厚的丙烯酸甲酯涂層可有效防止氣體通過(guò)，證明了該薄膜可有效的阻止鋰離子的通過(guò)。由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，可以看出給硅膠薄膜涂層和丙烯酸甲酯薄膜涂層具有較好的熱穩(wěn)定性，并具有可以防止鋰離子通過(guò)的能力，起到對(duì)電極涂布尾端存在的拖尾與犬牙交錯(cuò)的位置起到保護(hù)的作用，可起到保護(hù)整個(gè)鋰離子電池安全的作用。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若千簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，本發(fā)明的溶劑油即可使用丙酮、NMP和碳酸酯類(lèi)中的任意一種，也可使用其中的一種以上混合使用。權(quán)利要求1.一種鋰離子電池極片，包括集流體和極性材料涂覆層，該極性材料涂覆層涂覆于該集流體上，于所述集流體上形成空白帶和涂覆帶，其特征在于在所述空白帶與涂覆帶交接處覆蓋有絕緣涂布層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片，其特征在于所述絕緣涂布層為硅膠涂布層或丙烯酸甲酯涂布層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池極片，其特征在于所述絕緣涂布層厚度為10—30[im中的任一值。4.-種鋰離子電池，包括鋰離子電池極片，所述鋰離子電池極片包括集流體和極性材料涂覆層，該極性材料涂覆層涂覆于該集流體上，于所述集流體上形成空白帶和涂覆帶，其特征在于在所述空白帶與涂覆帶交接處覆蓋有絕緣涂布層。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池，其特征在于所述絕緣涂布層為硅膠涂布層或丙烯酸甲酯涂布層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池極片，其特征在于所述絕緣涂布層厚度為10—30jam中的任一值。7.—種鋰離子電池極片制造方法，包括極性材料涂覆工序，其特征在于-還包括在空白帶與極性材料涂覆帶交接處涂覆絕緣層的工序。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池極片制造方法，其特征在于所述絕緣層采用硅膠或丙烯酸甲酯。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池極片制造方法，其特征在于所述涂覆絕緣層工序依次包括制膠、涂覆和烘干的歩驟。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池極片制造方法，其特征在于所述制膠步驟包括加入溶劑油進(jìn)行溶解的過(guò)程和攪拌成熔融狀膠體的過(guò)程。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋰離子電池極片制造方法，其特征在于所述溶劑油是丙酮、NMP和碳酸酯類(lèi)中的至少一種。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋰離子電池極片制造方法，其特征在于所述加入溶劑油進(jìn)行溶解的的過(guò)程中，溫度控制為4(TC一8(TC。13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池極片制造方法，其特征在于所述絕緣層的厚度為10—30pm中的任一值。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池極片，包括集流體和極性材料涂覆層，該極性材料涂覆層涂覆于該集流體上，于所述集流體上形成空白帶和涂覆帶，在所述空白帶與涂覆帶交接處覆蓋有絕緣涂布層。本發(fā)明還公開(kāi)了該鋰離子電池極片制造方法，包括極性材料涂覆工序，還包括在空白帶與極性材料涂覆帶交接處涂覆絕緣層的工序。本發(fā)明在鋰離子電池極片集流體空白帶和涂覆帶交接處涂覆均勻致密的絕緣層，對(duì)該位置起到保護(hù)作用，從而保護(hù)了鋰離子電池的安全。文檔編號(hào)H01M4/13GK101685856SQ20081021657公開(kāi)日2010年3月31日申請(qǐng)日期2008年9月27日優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日發(fā)明者張性雙,王偉強(qiáng),王馳偉,鄒曉兵申請(qǐng)人:深圳市比克電池有限公司