一種鋰離子電池及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池作為新型綠色能源，因其高容量、高電壓、小型輕質(zhì)、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作 范圍寬、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，近幾年來迅速發(fā)展應(yīng)用于3C/3G手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、 攝像機(jī)、電動(dòng)汽車、國(guó)防軍事裝備的電源系統(tǒng)、發(fā)電站的儲(chǔ)能系統(tǒng)上。鋰離子電池在充放電 過程中，尤其是高溫充放電和大倍率充放電時(shí)，會(huì)因副反應(yīng)的進(jìn)行而產(chǎn)生氣體，當(dāng)氣體積累 到一定程度時(shí)就會(huì)有爆炸危險(xiǎn)。安全性是鋰離子電池重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，所以解決電池 內(nèi)部產(chǎn)氣帶來的安全問題是每個(gè)鋰離子電池公司都要考慮的問題。目前解決這一問題的主 要方法是在鋰離子電池內(nèi)部安裝防爆閥結(jié)構(gòu)，這可以起到安全泄壓的作用。但安裝防爆閥 又存在以下技術(shù)問題：防爆閥內(nèi)壓敏感性差、容易拉斷造成漏液，而且因防爆閥本身體積的 存在使電池內(nèi)部有效空間減少，造成電池容量降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鋰離子電池，包括一正極片、一負(fù)極片、一隔膜、蓋帽、 上墊片和中心管，所述蓋帽內(nèi)表面、上墊片表面和中心管表面至少一處涂有可吸收鋰離子 電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體的漿料層。
[0005] 進(jìn)一步地，所述漿料的制備原料包括乙烯吸收劑、PVDF(聚偏氟乙烯）、NMP(N-甲 基吡咯烷酮）；所述乙烯吸收劑用于吸收電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體；所述NMP為溶劑。
[0006] 進(jìn)一步地，所述乙烯吸收劑、PVDF、NMP的質(zhì)量比為：47~54:1~3:43~52。 [0007] 進(jìn)一步地，所述衆(zhòng)料層厚度為5-10μm。
[0008] 作為優(yōu)選，所述乙烯吸收劑包括改性金屬型乙烯吸收劑、物理吸收型乙烯吸收劑 或高錳酸鉀氧化型乙烯吸收劑中的一種。
[0009] 進(jìn)一步地，所述改性金屬型乙烯吸收劑包括改性鐵乙烯吸收劑、改性銅乙烯吸收 劑、改性鈀乙烯吸收劑等，物理型乙烯吸收劑包括具有細(xì)微多孔結(jié)構(gòu)的活性炭、礦物粉末、 分子篩和合成樹脂等乙烯吸收劑。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池的制造方法，包括以下步驟：
[0011] (1)配料：分別稱取乙烯吸收劑、PVDF、NMP，配成漿料；
[0012] (2)涂布：采用噴涂技術(shù)，將漿料噴涂到蓋帽內(nèi)表面、上墊片表面和中心管表面至 少一處，然后將漿料烘干，得到涂有漿料層的涂布器件；
[0013] (3)裝配：采用上述涂布器件裝配電池；
[0014] 所述漿料層可吸收鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。
[0015] 進(jìn)一步地，所述漿料層的制備原料包括乙烯吸收劑、PVDF、NMP;所述NMP為溶劑。
[0016] 進(jìn)一步地，所述乙烯吸收劑、PVDF、NMP的質(zhì)量比為：47~54:1~3:43~52。
[0017] 進(jìn)一步地，所述衆(zhòng)料層厚度為5-10μm。
[0018] 作為優(yōu)選，所述乙烯吸收劑包括改性金屬型乙烯吸收劑、物理吸收型乙烯吸收劑 或高錳酸鉀氧化型乙烯吸收劑中的一種。
[0019] 進(jìn)一步地，所述改性金屬型乙烯吸收劑包括改性鐵乙烯吸收劑、改性銅乙烯吸收 劑、改性鈀乙烯吸收劑等，物理型乙烯吸收劑包括具有細(xì)微多孔結(jié)構(gòu)的活性炭、礦物粉末、 分子篩和合成樹脂等乙烯吸收劑。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明提供的一種鋰離子電池，在電池蓋 帽內(nèi)表面、上墊片表面或中心管表面涂有漿料，可有效的吸收電池充放電過程中所產(chǎn)生的 有機(jī)氣體，減小電池內(nèi)部壓力，降低電池拉斷開啟的幾率，提高了電池的循環(huán)性能、安全性 能和倍率性能；漿料噴涂在蓋帽內(nèi)表面、上墊片表面或者中心表面，不需涂于極片表面，不 影響電池的充放電性能。本發(fā)明提供的一種制備上述鋰離子電池的制造方法，該方法簡(jiǎn)便 易行，易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0021] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的鋰離子電池結(jié)構(gòu)截面圖。
[0022] 圖2示出了蓋帽、上墊片或中心管的位置。
[0023] 圖3示出了漿料噴涂位置。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。附圖1和2中，1-蓋帽，2-上墊片，3-中心管。
[0025] 鋰離子電池經(jīng)過高倍率充放電、高溫下充放電或者長(zhǎng)循環(huán)后會(huì)發(fā)生一系列副反應(yīng) 產(chǎn)生氣體，這些氣體主要為乙烯、丙烯、乙炔、乙醇等有機(jī)氣體。市場(chǎng)上銷售的乙烯吸收劑具 有很好的吸收乙烯、丙烯、乙炔、乙醇等作用。PVDF具有獨(dú)特的熱釋電效應(yīng)和壓電效應(yīng)，是一 種新型的功能高分子材料，它是由偏氟乙烯單體均聚或共聚而成的含氟多功能材料，具有 很好的粘接性能。將含有乙烯吸收劑和PVDF的漿料涂覆在鋰離子電池蓋帽內(nèi)表面、上墊片 表面或中心管表面，經(jīng)烘干操作后漿料粘接在其表面，可吸收鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生的乙烯、 丙稀、乙炔、乙醇等有機(jī)氣體，以減小電池內(nèi)部氣體壓力，提高電池的循環(huán)性能、安全性能和 倍率性能。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 1、配料：按照質(zhì)量比為47:1~3:43~52分別稱取乙烯吸收劑、PVDF、NMP，配成 漿料；
[0028] 2、涂布：采用噴涂技術(shù)，將漿料噴涂到上墊片2表面，厚度為5μm，然后將漿料烘 干；
[0029] 3、裝配：采用上述上墊片進(jìn)電池裝配。
[0030] 將上述所制備的電池（A組）與常規(guī)未噴涂漿料的電池（B組）進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè) 試它們?cè)?5°C高溫時(shí)的存儲(chǔ)性能，結(jié)果如表1。
[0031] 表185°C高溫時(shí)的存儲(chǔ)性能
[0032]
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 1、配料：按照質(zhì)量比為50:1~3:43~52分別稱取乙烯吸收劑、PVDF、NMP，配成 漿料；
[0035] 2、涂布：采用噴涂技術(shù)，將漿料噴涂到蓋帽1內(nèi)表面，厚度為8μm，然后將漿料烘 干；
[0036] 3、裝配：采用上述蓋帽進(jìn)電池裝配。
[0037] 將上述所制備的電池（C組）與常規(guī)未噴涂漿料的電池（D組）進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè) 試它們高倍率性能，結(jié)果如表2。
[0038] 表2高倍率性能對(duì)比
[0039]
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 1、配料：按照質(zhì)量比為54:1~3:43~52分別稱取乙烯吸收劑、PVDF、NMP，配成 漿料；
[0042] 2、涂布：采用噴涂技術(shù)，將漿料噴涂到中心管3表面，厚度為ΙΟμπι，然后將漿料烘 干；
[0043] 3、裝配：采用上述中心管進(jìn)電池裝配。
[0044] 將上述所制備的電池（Ε組）與常規(guī)未噴涂漿料的電池（F組）進(jìn)行性能測(cè)試，進(jìn) 行性能測(cè)試，測(cè)試它們?cè)?5°C高溫時(shí)的存儲(chǔ)性能，結(jié)果如表3。
[0045] 表385°C高溫時(shí)的存儲(chǔ)性能
[0046]
[0047] 以上所述僅為本發(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)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋰離子電池，包括一正極片、一負(fù)極片、一隔膜、蓋帽、上墊片和中心管，其特征 在于，所述蓋帽內(nèi)表面、上墊片表面和中心管表面至少一處涂有可吸收鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn) 生的氣體的漿料層。2. 如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述漿料層的制備原料包括乙烯吸 收劑、PVDF、NMP。3. 如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池，其特征在于，所述乙烯吸收劑、PVDF、NMP的質(zhì)量比 為：47 ~54:1 ~3:43 ~52。4. 如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述漿料層的厚度為5-10μm。5. 如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池，其特征在于，所述乙烯吸收劑包括改性金屬型乙 烯吸收劑、物理吸收型乙烯吸收劑或高錳酸鉀氧化型乙烯吸收劑中的一種。6. 如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的一種鋰離子電池的制造方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 配料：分別稱取乙烯吸收劑、PVDF、NMP，配成漿料； (2) 涂布：采用噴涂技術(shù)，將漿料噴涂到蓋帽內(nèi)表面、上墊片表面和中心管表面至少一 處，然后將漿料烘干，得到涂有漿料層的涂布器件； (3) 裝配：采用上述涂布器件裝配電池； 所述漿料層可吸收鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。7. 如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于，所述漿料層的制備原料 包括乙烯吸收劑、PVDF、NMP。8. 如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于，所述乙烯吸收劑、PVDF、 NMP的質(zhì)量比為：47~54:1~3:43~52。9. 如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于，所述漿料層的厚度為 5-10μm〇10. 如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于，所述乙烯吸收劑包括改 性金屬型乙烯吸收劑、物理吸收型乙烯吸收劑或高錳酸鉀氧化型乙烯吸收劑中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，電池的蓋帽內(nèi)表面、上墊片表面和中心管表面至少一處涂有漿料；所述漿料由乙烯吸收劑、PVDF、NMP按比例配制而成；所述乙烯吸收劑用于吸收電池內(nèi)部產(chǎn)生的有機(jī)氣體。本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池的制造方法，步驟為：分別稱取乙烯吸收劑、PVDF、NMP，配成漿料；采用噴涂技術(shù)，將漿料噴涂到蓋帽內(nèi)表面、上墊片表面和中心管表面至少一處，然后將漿料烘干；裝配電池。本發(fā)明提供的鋰離子電池，可有效吸收電池充放電過程中產(chǎn)生的有機(jī)氣體，減小電池內(nèi)部壓力，降低電池拉斷開啟的幾率，提高電池的循環(huán)性能、安全性能和倍率性能。本發(fā)明提供的一種制備上述鋰離子電池的制造方法，該方法簡(jiǎn)便易行，易于實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M10/058, H01M10/52
【公開號(hào)】CN105355969
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510883284
【發(fā)明人】楊國(guó)龍, 彭海林, 李瑤
【申請(qǐng)人】深圳市沃特瑪電池有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日