本發(fā)明涉及一種鋰電池，尤其涉及一種安全鋰離子動力電池。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池由于具有高能量密度、體積小、無記憶效應(yīng)、自放電小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，而被作為動力電池部分應(yīng)用于電動車、儲能、軍工等領(lǐng)域。但由于鋰離子電池在制備、使用或者pack過程中，受外力作用時(shí)很容易出現(xiàn)正負(fù)極耳、電芯和殼體、殼體和極耳等相互接觸，引起電池內(nèi)部短路，造成電池發(fā)生起火、爆炸等安全隱患，制約動力型鋰離子電池進(jìn)一步推廣應(yīng)用。當(dāng)前，人們通常采用帶陶瓷涂層的PE隔膜以提高電池安全性能。該類隔膜閉孔溫度低，且陶瓷涂層在一定程度上能避免電池內(nèi)部微短路發(fā)生。不過由于動力電池能量高，電池發(fā)生熱失控時(shí)，瞬間溫度持續(xù)上升超過隔膜熔點(diǎn)，隔膜出現(xiàn)大面積收縮，正負(fù)極片出現(xiàn)短路，加劇熱量產(chǎn)生，電池發(fā)生起火或者爆炸現(xiàn)象。采用陶瓷隔膜雖然能在一定程度上降低極片涂覆區(qū)的接觸短路，但不能有效避免正極耳和負(fù)極耳、極耳和殼體間的接觸短路。因此，需要迫切開發(fā)一種鋰離子電池，它可以在電池遇到外部擠壓、碰撞、刺穿等極端情況時(shí)，能有效減少內(nèi)部接觸電流，避免電池發(fā)生熱失控，進(jìn)而提高電池的安全性能，保證鋰離子電池的正常使用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種安全鋰離子動力電池。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：本發(fā)明包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有正極片、負(fù)極片和隔膜，所述正極片的集流體極耳處涂覆有氧化鋁涂層，所述負(fù)極片的負(fù)極活性物質(zhì)涂覆區(qū)表面涂覆PET層，所述隔膜為雙面高分子微球隔膜，所述正極片、負(fù)極片和隔膜組成電芯，所述電芯最外層包覆PPT層，所述PPT層厚度為1mm，且中間和底部均勻打孔，這樣既有利于電解液滲透到電芯，也能避免電芯主體和殼體接觸造成的短路；具體地，所述氧化鋁涂層涂覆厚度為4-8μm，所述氧化鋁涂層按照質(zhì)量百分比為10-30%粘結(jié)劑L132和70-90%氧化鋁顆粒。進(jìn)一步地，所述PET涂層涂覆厚度為3-5μm，所述PET涂層按照質(zhì)量百分比未65-92%的PTC材料、3-20%的導(dǎo)電炭黑和5-15%的聚偏乙烯粘結(jié)劑，所述PET涂層能有效避免正負(fù)極片在外力作用下的接觸短路。具體地，所述雙面高分子微球隔膜的涂層厚度為4μm；所述雙面高分子微球隔膜按質(zhì)量百分比為10-30%粘結(jié)劑L132和70-90%陶瓷高分子微球顆粒，高分子微球有較低的閉孔溫度和較高的熱收縮性，能避免因高溫引起隔膜收縮造成的短路。進(jìn)一步地，所述電芯為疊片結(jié)構(gòu)或者卷繞結(jié)構(gòu)，在疊片或者卷繞后進(jìn)行Hi-pot測試，Hi-pot測試參數(shù)：電壓（AC）200V、時(shí)間為2S。Hi-pot能有效的將金屬毛刺或者顆粒引起的微短路電芯提前挑出，避免流轉(zhuǎn)到下道工序。具體地，所述集流體極耳上設(shè)置有保持架，有利于避免電芯極耳和蓋板接觸造成短路或者微短路，保持架材質(zhì)為PP。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過采用多涂層的方式避免了正負(fù)極、殼體和電芯之間接觸短路，在不影響電池化學(xué)性能前提情況下，提高了電池的安全性能。附圖說明圖1是本發(fā)明的流程示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：如圖1所示，對比例：制備正極片：將正極材料均勻分散在N-N-二甲基吡咯烷酮中后得正極漿料，將正極漿料涂覆在正集流體上后經(jīng)干燥、碾壓、裁切后得正極極片。正極材料中各組分的質(zhì)量百分比為：正極活性材料95％，正極粘結(jié)劑2％，正極導(dǎo)電劑3％。其中，正極活性材料為三元材料(NCM)，正極粘結(jié)劑由海藻酸鈉與聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比1:5混合而成，正極導(dǎo)電劑由碳納米管、氣相生長碳纖維按質(zhì)量比1:2混合而成；制備負(fù)極片：負(fù)極材料均勻分散在水中后得負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料涂覆在在負(fù)集流體上后經(jīng)干燥、碾壓、裁切后的負(fù)極極片。負(fù)極漿料中各組分的質(zhì)量百分比為：負(fù)極活性材料90％，負(fù)極粘結(jié)劑8％，負(fù)極導(dǎo)電劑2％，其中，負(fù)極活性材料為復(fù)合人造石墨，負(fù)極粘結(jié)劑由羧甲基纖維素鈉與丁苯橡膠按質(zhì)量比1:1.6混合而成，負(fù)極導(dǎo)電劑為碳納米管、氣相生長碳纖維及導(dǎo)電炭黑按質(zhì)量比1:2:1混合而成；準(zhǔn)備隔膜：隔膜采用厚度為25μm的PE膜，透氣率248cm3/sec，孔隙率為47%；制備電芯：按負(fù)極極片、隔膜、正極極片依次疊片制成電芯。電芯兩端最外層均為負(fù)極極片，最外層負(fù)極片采用隔膜包裹一周半；準(zhǔn)備殼體、蓋板：蓋板和殼體采用鋁殼；電芯入殼：制備的電芯采用自動方式放入鋁殼殼體；蓋板和極耳、殼體焊接：蓋板和殼體采用激光焊機(jī)，電芯極耳和蓋板采用超聲波焊接；烘烤注液：通過蓋板的注液孔對烘烤后的電芯進(jìn)行注液。電解液由有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽及添加劑混合而成，有機(jī)溶劑由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯按體積比1:1混合而成，電解質(zhì)鋰鹽為六氟磷酸鋰，添加劑為氟代碳酸乙烯酯，電解液中，電解質(zhì)鋰鹽的濃度為1.3mol/L，氟代碳酸乙烯酯加入量占電解液質(zhì)量的2％；化成分容：將電池進(jìn)行擱置、預(yù)充、抽空、化成、分容。可得到容量為20Ah的鋰離子動力電池，電池充放電的截止電壓為3.0-4.15V。實(shí)施例1制備極耳涂膠的正極片：按照對比例制備的正極極片完成后，在正極極耳處進(jìn)行氧化鋁涂層涂覆，涂覆厚度為4-8μm，涂覆區(qū)域?yàn)檎龢O集流體極耳。所屬的氧化鋁涂層由以下質(zhì)量百分比的組分組成：10-30%粘結(jié)劑L132，70-90%氧化鋁顆粒；制備涂覆PET的負(fù)極片：按照對比例制備的正極極片完成后，在負(fù)極涂覆區(qū)再次涂覆厚度為3μm的PTC涂層，PTC涂層位置和負(fù)極涂覆區(qū)位置完全一致，所屬的PTC涂層由以下質(zhì)量百分比的組分組成：65-92%的PTC材料、3-20%的導(dǎo)電炭黑和5-15%的聚偏乙烯粘結(jié)劑；制備高分子微球隔膜：按照對比例準(zhǔn)備的隔膜，雙面再次涂覆4.5μ的高分子微球隔膜，透氣度為196cm3/sec，孔隙率為47%；電芯Hi-pot測試：按照對比例制備的電芯，采用Hi-pot（日置、HOKIT）對電芯進(jìn)行絕緣測試。測試參數(shù)：電壓200V，測試時(shí)間2S，合格標(biāo)準(zhǔn)為大于100MΩ；電芯最外層包覆PPT：經(jīng)過上述Hi-pot測試的電芯，最外層包覆PPT后入鋁殼。PPT中間和底部均勻打孔，即有助于電解液滲透到電芯，也能避免電芯主體和殼體接觸造成短路；放置保持架：電芯入殼后，在電芯上端面極耳處放置材質(zhì)為PP的保持架，再對蓋板和殼體進(jìn)行焊接；注液、烘烤、化成及其分容等流程同對比例1。通過以上方式制備出得容量為20Ah的鋰離子動力電池。實(shí)施例3：與實(shí)施例2不同之處在于所述的負(fù)極PET涂層厚度為5微米，其它與實(shí)施例2相同，不再贅述。實(shí)施例4：與實(shí)施例2不同之處在于所述的正極極耳涂層厚度為3微米，其它與實(shí)施例2相同，不再贅述。實(shí)施例5：與實(shí)施例2不同之處在于所述隔膜高分子微球涂層厚度為雙面3微米，其它與實(shí)施例2相同，不再贅述。將實(shí)施例2-5與對比例1進(jìn)行穿刺實(shí)驗(yàn)和擠壓實(shí)驗(yàn)：將上述實(shí)施例和對比例1制得的電池各取3只進(jìn)行針刺和擠壓安全試驗(yàn)。針刺測試方法：將單只電池充滿電，然后采用直徑為5mm的鋼針以20-30mm/min的速度將電池刺穿透；擠壓測試方法：將單只電池充滿電，然后采用半徑75mm的半圓柱體，垂直于蓄電池極板方向施壓，直至電壓達(dá)到0V或擠壓力達(dá)到100KN，檢測項(xiàng)目單只電池針刺現(xiàn)象單只電池?cái)D壓現(xiàn)象對比例13只電池均起火，冒濃煙3支電池均起火，冒濃煙實(shí)施例13只電池均不起火、稍微冒煙3只電池均不起火、稍微冒煙實(shí)施例23只電池均不起火、稍微冒煙3只電池均不起火、稍微冒煙實(shí)施例33只電池均不起火、稍微冒煙3只電池均不起火、稍微冒煙實(shí)施例43只電池均不起火、稍微冒煙3只電池均不起火、稍微冒煙實(shí)施例53只電池均不起火、稍微冒煙3只電池均不起火、不冒煙從上述實(shí)驗(yàn)中可以看出，采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)的鋰離子電池，其在擠壓、針刺過程中，3支樣品電池均不著火。而對比例的電池樣品中，均發(fā)生著火現(xiàn)象，并冒濃煙。即本發(fā)明專利提高了鋰離子電池安全性能。以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3