備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷，它由基材、膠層和絕緣層組成多層疊合板材。所述基材的集流體單面上均勻涂覆一層膠層，在固化的膠層上涂覆一層陶瓷質(zhì)的絕緣層。此結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了陶瓷的絕緣性能好、熔點(diǎn)高的優(yōu)勢(shì)，這樣替代結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品在極卷疊合層之間不用隔膜，產(chǎn)生的好處有二方面，一方面消除安全隱患，另一方面簡(jiǎn)化鋰離子電池極卷層疊結(jié)構(gòu)，提高組裝效率。更重要的是此結(jié)構(gòu)大大提高極卷層間絕緣等級(jí)，從而提高能量密度，增強(qiáng)鋰離子電池使用的安全性。
【專利說(shuō)明】
備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池配件，具體地講，本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池正負(fù)極極卷，特別是一種備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正極極卷、負(fù)極極卷、隔膜、電解液和外殼組成。結(jié)構(gòu)中，絕緣材質(zhì)的隔膜介于正極極卷和負(fù)極極卷之間主要有二個(gè)方面的作用，一是作層間絕緣，二是便于讓電解液析出的離子通過(guò)。本行業(yè)制作隔膜通常使用聚烯烴材料，該塑料具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的絕緣性能，完全能滿足常態(tài)下運(yùn)行的鋰離子電池配套要求?，F(xiàn)實(shí)中使用的鋰離子電池存在偶發(fā)事故，例如內(nèi)部短路、外部過(guò)充或短路，這些事故都產(chǎn)生高溫。因聚烯烴材料熱收縮大、熔點(diǎn)相對(duì)較低，其中最常用的PE材質(zhì)熔點(diǎn)溫度僅130?140 °C，PP材質(zhì)熔點(diǎn)溫度為130°C。一旦鋰離子電池因故障構(gòu)成內(nèi)部熱失控，首先損壞的是聚烯烴材質(zhì)隔膜，過(guò)熱消融的隔膜易造成層疊的正極極卷接觸負(fù)極極卷而發(fā)生短路，發(fā)生此種事故可能引明火，甚至引起爆炸。本行業(yè)為了克服塑料質(zhì)隔膜熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題，不少制造商有針對(duì)性地開(kāi)展專項(xiàng)研究，目前最具有代表性的技術(shù)方案是在隔膜表面涂覆陶瓷層。陶瓷是公認(rèn)的絕緣性能極好材料之一，在隔膜表面涂覆陶瓷層能夠大大提高層間絕緣等級(jí)。但是，該方案仍然沒(méi)有從根本上解決隔膜基材熱性能差的問(wèn)題，以及隔膜與外涂陶瓷層熱收縮性差距懸殊的問(wèn)題，所以說(shuō)現(xiàn)有技術(shù)仍然不是解決鋰離子電池安全的最佳方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池正、負(fù)極極卷之間，用聚烯烴材質(zhì)隔膜做層間絕緣耐熱性差的問(wèn)題，提出一種層疊復(fù)合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，附著力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，安全性能優(yōu)的備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷。
[0004]本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
[0005]備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷，它以金屬箔為基材和順序復(fù)合的膠層、絕緣層。其改進(jìn)之處在于:所述基材的集流體單面上均勻涂覆一層膠層，在固化的膠層上均勻涂覆一層絕緣層。
[0006]上述結(jié)構(gòu)中的膠層材質(zhì)為PVDF膠，固化后的膠層厚1.0?5.Ομπι。
[0007]上述結(jié)構(gòu)中的絕緣層用陶瓷漿料涂覆而成，固化后絕緣層厚15?50μπι。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果:
[0009]1、制作鋰離子電池正、負(fù)極極卷的基材為金屬箔，在金屬箔上外置的陶瓷層通過(guò)膠層媒介，附著力強(qiáng)，使用可靠；
[0010]2、在鋰離子電池正、負(fù)極極卷集流體單面外置陶瓷層，充分發(fā)揮陶瓷的絕緣特性，大大提升正、負(fù)極極卷層間絕緣等級(jí)；
[0011]3、鋰離子電池正、負(fù)極極卷的金屬箔基材和外置陶瓷層均為固體物，兩者結(jié)合熱穩(wěn)定性好，可比現(xiàn)有技術(shù)所用的聚烯烴熔點(diǎn)溫度至少高30°C，因能量密度高，可顯著提高配套電池的使用安全性；
[0012]4、因鋰離子電池正、負(fù)極極卷集流體單面已分別外置絕緣的陶瓷層，這樣的替代結(jié)構(gòu)可在極卷疊合層之間不用隔膜，此結(jié)構(gòu)既能簡(jiǎn)化電池極卷層疊結(jié)構(gòu)，又能顯著提高電池組裝工效，最重要的是從結(jié)構(gòu)上消除安全隱患。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖面放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1所示的備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷，它以基材I為主體順序復(fù)合膠層2和絕緣層3。本實(shí)用新型所用基材I是一種金屬箔，選用何種材質(zhì)依據(jù)鋰離子電池極性而定，正極用鋁箔，負(fù)極用鋼箔?；腎作為導(dǎo)體材料，考核其性能主要是機(jī)械性能和導(dǎo)電性能。為了提高鋰離子電池的安全性，本實(shí)用新型在基材I的集流體單面上均勻涂覆一層膠層
2。該膠層2取用材質(zhì)為PVDF膠，固化后膠層2的厚度依據(jù)配套規(guī)格大小在1.0?5.Ομπι之間選取，規(guī)格大則厚些，反之則薄些，本實(shí)施例配套鋰離子電池規(guī)格為10Ah，因規(guī)格偏小，固化后的膠層2厚1.5μπι。然后，在固化的膠層2上均勻涂覆一層絕緣層3。本實(shí)用新型中的絕緣層3用陶瓷漿涂覆而成，固化后的絕緣層3厚度同樣依據(jù)配套規(guī)格大小確定，取值范圍在15?50μπι之間選取，規(guī)格大則厚些，反之則薄些，本實(shí)施例僅需25μπι。
[0016]本實(shí)用新型在鋰離子電池正、負(fù)極極卷集流體單面上分別外置陶瓷質(zhì)的絕緣層3，充分發(fā)揮了陶瓷的絕緣性能好、熔點(diǎn)高的優(yōu)勢(shì)，這樣替代結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品在極卷疊合層之間不用隔膜，產(chǎn)生的好處主要有二方面，一方面消除安全隱患，另一方面簡(jiǎn)化鋰離子電池極卷層疊結(jié)構(gòu)，提高組裝效率。更重要的是此結(jié)構(gòu)大大提高極卷層間絕緣等級(jí)，從而提升能量密度，增強(qiáng)鋰離子電池使用的安全性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷，它以金屬箔為基材(I)和順序復(fù)合的膠層(2)、絕緣層(3);其特征在于:所述基材(I)的集流體單面上均勻涂覆一層膠層(2)，在固化的膠層(2)上均勻涂覆一層絕緣層(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷，其特征在于:所述膠層⑵材質(zhì)為PVDF膠，固化后的膠層⑵厚1.0?5.Ομπι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的備有絕緣層的鋰離子電池正負(fù)極極卷，其特征在于:所述絕緣層(3 )用陶瓷漿料涂覆而成，固化后絕緣層(3 )厚15?50μπι。
【文檔編號(hào)】H01M4/66GK205508941SQ201620234890
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】孫全, 司曉影, 程傳捷, 王麗芳, 徐斌
【申請(qǐng)人】江蘇富朗特新能源有限公司, 雙登集團(tuán)股份有限公司