发明内容
本发明实施例的目的之一在于提供一种锂离子电芯体以及其制成的锂离子电池以及制备方法。应用本实施例技术方案有利于提高锂离子电池的耐热性能,降低电池的温度,提高电池的安全性。
本发明实施例提供的一种锂离子电芯体,包括第一极片、隔膜、第二极片,所述隔膜间隔在所述第一极片、第二极片之间,
所述隔膜包括隔膜基材层,在所述隔膜基材层的顶面还涂覆粘结有纳米级的氧化锆层,所述氧化锆层与所述第一极片正对接触,
在所述隔膜基材层的底面涂覆有粘合材料层,所述粘合材料层与所述第二极片正对接触。
可选地,所述第一极片为负极片,所述第二极片为正极片。
可选地,所述氧化锆层的厚度为0.1μm~5μm。
可选地,所述氧化锆层的厚度为4μm。
可选地,所述粘合材料层的厚度为0.1μm~5μm。
可选地,所述粘合材料层的厚度为3μm。
可选地,所述隔膜基材层的厚度为9μm~40μm。
可选地,所述隔膜基材层的厚度为10μm。
可选地,所述氧化锆的粒度为10nm~100nm。
可选地,所述氧化锆的粒度为10nm~30nm。
可选地,所述粘合材料层的分子量为50万~200万。
可选地,所述粘合材料层为:聚偏氟乙烯层、或者聚丙烯酸层。
可选地,所述锂离子电芯体为:卷绕电芯体、或者叠片电芯体。
可选地,所述氧化锆层由氧化锆与溶剂N-甲基吡咯烷酮混合制成,其中氧化锆与所述N-甲基吡咯烷酮的质量百分比为:30%:70%。
可选地,所述粘合材料层由聚偏氟乙烯与溶剂N-甲基吡咯烷酮混合制成,其中聚偏氟乙烯与所述N-甲基吡咯烷酮的质量百分比为:15%:70%。
可选地,所述粘合材料层由聚丙烯酸与溶剂N-甲基吡咯烷酮混合制成,其中聚丙烯酸与所述N-甲基吡咯烷酮的质量百分比为:15%:70%。
可选地,所述粘合材料层与所述第二极片粘合结合在一起。
本发明实施例提供的一种锂离子电池,包上述之任一所述的锂离子电芯体、以及铝塑膜壳体,
在所述铝塑膜壳体内还灌注有电解液,所述电解液渗透在所述电芯体内。
本发明实施例提供的一种锂离子电池的制备方法,其特征是,
制成上述之任一所述结构的锂离子电芯体,
将所述锂离子电池电芯体封装在铝塑膜壳体中,往所述铝塑膜壳体内灌注电解液,密封铝塑膜壳体,得到锂离子电池,化成所述锂离子电池。
可选地,在化成所述锂离子电池之后,还包括:
热压所述锂离子电池,使所述锂离子电池中的隔膜上的粘合材料层与所述第二极片粘合结合在一起;
然后立即冷压所述锂离子电池,使所述锂离子电池中的隔膜上的所述粘合材料层与所述第二极片粘合定型结合在一起。
可选地,热压温度为:在50℃~100℃,热压压力为0.05kg/mm2~0.90kg/mm2,热压时间为2min~60min;
冷压温度为18℃~20℃,冷压压力为0.05kg/mm2~0.90kg/mm2,冷压时间为2min~60min。
可选地,所述热压温度为:60℃,所述热压压力为:0.20kg/mm2,所述热压时间为:10min。
可选地,所述冷压温度为20℃,所述冷压压力为:0.5kg/mm2,所述冷压时间为:5min。
11、根据权利要求1所述的锂离子电芯体,其特征是,
所述粘合材料层的分子量为50万~200万。
12、根据权利要求1至12之任一所述的锂离子电芯体,其特征是,
所述粘合材料层为:聚偏氟乙烯层、或者聚丙烯酸层。
13、根据权利要求1至12之任一所述的锂离子电芯体,其特征是,
所述锂离子电芯体为:卷绕电芯体、或者叠片电芯体。
14、根据权利要求1至12所述的锂离子电芯体,其特征是,
所述氧化锆层由氧化锆与溶剂N-甲基吡咯烷酮混合制成,其中氧化锆与所述N-甲基吡咯烷酮的质量百分比为:30%:70%。
15、根据权利要求1至12所述的锂离子电芯体,其特征是,
所述粘合材料层由聚偏氟乙烯与溶剂N-甲基吡咯烷酮混合制成,其中聚偏氟乙烯与所述N-甲基吡咯烷酮的质量百分比为:15%:70%。
16、根据权利要求1至12所述的锂离子电芯体,其特征是,
所述粘合材料层由聚丙烯酸与溶剂N-甲基吡咯烷酮混合制成,其中聚丙烯酸与所述N-甲基吡咯烷酮的质量百分比为:15%:70%。
17、根据权利要求1至12所述的锂离子电芯体,其特征是,
所述粘合材料层与所述第二极片粘合结合在一起。
18、一种锂离子电池,其特征是,包括权利要求1至17之任一所述的锂离子电芯体、以及铝塑膜壳体,
在所述铝塑膜壳体内还灌注有电解液,所述电解液渗透在所述电芯体内。
19、一种权利要求18所述的锂离子电池的制备方法,其特征是,
制成权利要求1至16之任一所述结构的锂离子电芯体,
将所述锂离子电池电芯体封装在铝塑膜壳体中,往所述铝塑膜壳体内灌注电解液,密封铝塑膜壳体,得到锂离子电池,化成所述锂离子电池。
20、根据权利要求19所述的锂离子电池的制备方法,其特征是,
在化成所述锂离子电池之后,还包括:
热压所述锂离子电池,使所述锂离子电池中的隔膜上的粘合材料层与所述第二极片粘合结合在一起;
然后立即冷压所述锂离子电池,使所述锂离子电池中的隔膜上的所述粘合材料层与所述第二极片粘合定型结合在一起。
21、根据权利要求20所述的锂离子电池的制备方法,其特征是,
热压温度为:在50℃~100℃,热压压力为0.05kg/mm2~0.90kg/mm2,热压时间为2min~60min;
冷压温度为18℃~20℃,冷压压力为0.05kg/mm2~0.90kg/mm2,冷压时间为2min~60min。
22、根据权利要求21所述的锂离子电池的制备方法,其特征是,
所述热压温度为:60℃,所述热压压力为:0.20kg/mm2,所述热压时间为:10min。
23、根据权利要求21或22所述的锂离子电池的制备方法,其特征是,
所述冷压温度为20℃,所述冷压压力为:0.5kg/mm2,所述冷压时间为:5min。
由上可见,采用本实施例技术方案,由于本实施例的隔膜的两面分别面涂覆有氧化锆层20、粘合材料层30,隔膜间隔在任意两极片之间,可以防止极片的高温传递到隔膜基材层10而导致隔膜受热收缩而导致隔膜两边的正负极片接触而导致短路,且采用本实施例技术方案还有利于提高隔膜的耐刺穿性能,抗重物冲击性能,有利于提高本实施例的锂离子电池的安全性能。
另外,实验证明,本实施例使氧化锆层20与负极片相正对接触,能取得更优的意向不到的效果,能更有利于防止高温传递到隔膜基材层10而影响隔膜性能,壁面隔膜温度过高,更有利于提高本实施例的锂离子电池的安全性能,进一步详细见下文的实验数据分析。
另外,本实施例还可以在锂离子电池化成后,对化成后的锂离子电池进行热压以及冷压处理,使隔膜一边的粘合材料层30分别与其正对接触的极片粘合结合,该极片表面的活性物质层被粘合包裹在粘合材料层30内,此时还可以防止极片上的活性物质散落,且有利于进一步避免隔膜受热收缩而导致正负极短路而导致安全隐患,故采用该技术方案,有利于进一步降低锂离子电池的短路率,提高电池的应用安全性。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
参见图1所示,本实施例提供了一种适用于锂离子电池用的隔膜,本实施例隔膜主要包括隔膜基材层10、在隔膜基材层10的一表面粘结涂覆有氧化锆(化学式:ZrO2)层20,在隔膜基材层10的另一表面还涂覆有粘合材料层30。
作为本实施例的示意,本实施例隔膜上的氧化锆层20上采用的纳米级粒度的氧化锆粉料,作为本实施例的示意,譬如但不限于选取粒度范围为:10nm~100nm的氧化锆粉料作为本实施例的原材料混合粘合剂等材料制成氧化锆浆料,将该氧化锆浆料涂覆在隔膜的一面,然后干燥辊压即得粘结有氧化锆层20的隔膜。
作为本实施例的示意,本实施例优选粒度范围为10nm~30nm的氧化锆粉料作为原材料。
本发明人在进行本发明实施例研究过程中发现采用纳米级粒度范围为10nm~30nm粉料,由于氧化锆粉末的比表面大,有利于提高锂离子电池的吸液量,提高电池的容量。
作为本实施例的示意,本实施的粘合材料可以但不限于选用聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,简称PVDF)、或者聚丙烯酸(Poly acrylic acid,简称PAA),或者由PVDF混合PAA制成的粘合材料。
作为本实施例的示意,本实施例优选选用一下分子量为50万道尔顿~200万道尔顿的粘合材料作为原料,譬如但不限于选用分子量为80万道尔顿的粘合材料作为粘合材料层30的原料。
本实施中的隔膜基材层10可以为现有技术中的各种隔膜,譬如可以为单层聚乙烯(Poly ethylene,简称PE)层制成的微孔薄膜;或者为聚丙烯(Polypropylene,简称PP)层制成的微孔薄膜;或者由PE微孔薄膜、以PP微孔薄膜复合而成,其中PE微孔薄膜位于中间层,PP微孔薄膜位于PE微孔薄膜的两表面。
本实施例中的隔膜基材层10的厚度范围为9~40um,譬如9um、10um、12um、40um,具体根据实际选用。
作为本实施例的示意,本实施例的隔膜基材层10的厚度可以但不限于为9μm~40μm。譬如本实施例优选10μm。
作为本实施例的示意,本实施例的氧化锆层20、以及粘合材料层30的厚度可以设置为0.1μm~5μm。譬如本实施例优选氧化锆层20的厚度为4μm,粘合材料层30的厚度优选为3μm。
采用上述一面涂覆有氧化锆层20另一面涂覆有粘合材料层30的隔膜与第一极片、第二极片结合制成锂离子电芯体,使隔膜的氧化锆层20与第一极片相正对接触,隔膜的粘合材料层30与第二极片相正对接触。
其中第一极片为正极片、或者负极片的任一,第二极片为正极片、或者负极片的另一。作为本实施例的优选,其中第一极片为负极片的任一,第二极片为正极片。
作为本实施例的示意,本实施例的锂离子电芯体可以为卷绕电芯体、也可以为叠片电芯体。
作为本实施例的示意,利用上述结构的锂离子电池芯制成锂离子电池时,可以但不限于按照现有技术将上述结构的锂离子电芯体封装至预定的铝塑膜壳体中,然后进行电解液灌注,使电解液在铝塑膜壳体内渗透至电芯体内的隔膜以及极片内,进行铝塑膜壳体密封,即得锂离子电池,将得到的锂离子电池上化成柜,按照现有技术进行小电流充电化成,即得本实施例的锂离子电池。
作为本实施例的示意,在锂离子电池化成后,还进一步对锂离子电池进行热压,在热压处理后立即进行冷压处理。具体是,热压锂离子电池,其中热压温度为:50℃~100℃,热压压力为:0.05kg/mm2~0.90kg/mm2,热压时间为:2min~60min,使隔膜上的粘合材料层30与其正对接触的第二极片粘合结合在一起。
作为本实施例的示意,优选采用以下的热压参数:热压温度为:60℃,热压压力为:0.20kg/mm2,热压时间为:10min。
在热压处理后,立即冷压该锂离子电池,其中冷压温度为:18℃~20℃,冷压压力为:0.05kg/mm2~0.90kg/mm2,冷压时间为:2min~60min,使隔膜一面的粘合材料层30与第二极片通过范德华力而粘合定型结合在一起。
作为本实施例的示意,优选采用以下的冷压参数:冷压温度为20℃,冷压压力为:0.5kg/mm2,冷压时间为:5min。
作为本实施例的示意,本实施例优选使正极片与隔膜的粘合材料层30相正对粘合结合,负极片与隔膜的氧化锆层20相正对接触。
由上可见,采用本实施例技术方案,由于本实施例的隔膜的两面分别面涂覆有氧化锆层20、粘合材料层30,隔膜间隔在任意两极片之间,可以防止极片的高温传递到隔膜基材层10而导致隔膜受热收缩而导致隔膜两边的正负极片接触而导致短路,且采用本实施例技术方案还有利于提高隔膜的耐刺穿性能,抗重物冲击性能,有利于提高本实施例的锂离子电池的安全性能。
另外,实验证明,本实施例使氧化锆层20与负极片相正对接触,能取得更优的意向不到的效果,能更有利于防止高温传递到隔膜基材层10而影响隔膜性能,壁面隔膜温度过高,更有利于提高本实施例的锂离子电池的安全性能,进一步详细见下文的实验数据分析。
另外,本实施例还可以在锂离子电池化成后,对化成后的锂离子电池进行热压以及冷压处理,使隔膜一边的粘合材料层30分别与其正对接触的极片粘合结合,该极片表面的活性物质层被粘合包裹在粘合材料层30内,此时还可以防止极片上的活性物质散落,且有利于进一步避免隔膜受热收缩而导致正负极短路而导致安全隐患,故采用该技术方案,有利于进一步降低锂离子电池的短路率,提高电池的应用安全性。
实验效果分析对照:
对照例1:
本锂离子电池中的隔膜采用PE层、以及PP层构成的微孔薄膜,其中PP层位于中间层,PP层位于PE层的两表面,隔膜的厚度为16μm。
按照现有技术的叠片工艺,采用上述隔膜与极片进行叠片,得到叠片电芯体,将叠片电芯体进行铝塑膜封装,电解液灌注,化成,得到本对照例的锂离子电池。
得到的锂离子电池的规格为:为ASP7042126-S2A。其中,AS表示纯钴水性负极,7042126表示该聚合物锂离子电池的厚、宽、长尺寸为7mm、42mm、126mm,S表示标称倍率为20C,2表示电池为高容量型,A表示正极为纯钴酸锂。
对照例2:
本对照例锂离子电池与对照例1所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1中所述的PP+PE+PP三层复合结构的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,在隔膜基材层的两表面还涂覆有一PVDF层,各PVDF层的厚度分别为3μm,本对照例隔膜的厚度为16μm。
其中,在涂覆PVDF层时,将PVDF粉料与溶剂进行混合得到浆料,将浆料涂覆至隔膜表面,干燥辊压即可,其中PVDF与溶剂的质量百分比为:15%:85%,溶剂选取:N-甲基吡咯烷酮。
在锂离子电池化成后,还对锂离子电池进行热压处理,在热压处理后立即进行冷压定型处理。
其中热压参数如下:热压温度为:60℃,热压压力为:0.20kg/mm2,热压时间为:10min。在热压后立即冷压,冷压参数为:冷压温度为20℃,冷压压力为:0.5kg/mm2,冷压时间为:5min。使正极片、负极片分别于它们之间的隔膜两边的PVDF层相粘合结合在一起。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
对照例3:
本对照例锂离子电池与对照例2所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例2的区别仅仅在于:
在隔膜基材层两表面的粘合材料层为PAA层,各PAA层的厚度同对照例2。
其中,在涂覆PAA层时,将PAA粉料与溶剂进行混合得到浆料,将浆料涂覆至隔膜表面,干燥辊压即可,其中PAA与溶剂的质量百分比为:15%:85%,溶剂选取:N-甲基吡咯烷酮。
与对照例2同理,在锂离子电池化成后还进行热压处理,在热压后立即进行冷压定型处理,热压以及冷压的参数同对照例2,使正极片、负极片分别于它们之间的隔膜两边的PAA层相粘合结合在一起。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
对照例4:
本对照例锂离子电池与对照例1所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,在隔膜基材层的两表面还涂覆有氧化锆层,各氧化锆层的厚度分别为3μm。
本对照例的锂离子电池的制备工艺同对照例1,得到的锂离子电池的规格同对照例1。
其中,在涂覆氧化锆层时,将氧化锆粉料与溶剂进行混合得到浆料,将浆料涂覆至隔膜表面,干燥辊压即可,其中氧化锆与溶剂的质量百分比为:30%:70%,溶剂选取:N-甲基吡咯烷酮。
实验例1:
本实验例锂离子电池与对照例1所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm;
在隔膜基材层的一表面粘结涂覆氧化锆层,在隔膜基材层的另一表面涂覆有PVDF层,氧化锆层的涂覆厚度为4μm,PVDF层的厚度为3μm。
其中,在涂覆PVDF层时,将PVDF粉料与溶剂进行混合得到浆料,将浆料涂覆至隔膜表面,干燥辊压即可,其中PVDF与溶剂的质量百分比为:15%:85%,溶剂选取:N-甲基吡咯烷酮。
在涂覆氧化锆层时,将氧化锆粉料与溶剂进行混合得到浆料,将浆料涂覆至隔膜表面,干燥辊压即可,其中氧化锆与溶剂的质量百分比为:30%:70%,溶剂选取:N-甲基吡咯烷酮。
按照现有技术的叠片工艺,采用上述隔膜以及极片进行叠片,使隔膜的PVDF层与正极片相正对,使隔膜的氧化锆层与负极片相正对接触,得到叠片电芯体,将叠片电芯体进行铝塑膜封装,电解液灌注,化成,得到锂离子电池。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例2:
本实验例锂离子电池与实验例1所不同之处仅仅在于:
本实验例在锂离子电池化成后,还对锂离子电池进行热压处理,在热压处理后立即进行冷压定型处理,使正极片与其正对接触的PVDF层相粘合定型结合在一起。
其中热压参数如下:热压温度为:60℃,热压压力为:0.20kg/mm2,热压时间为:10min。在热压后立即冷压,冷压参数为:冷压温度为20℃,冷压压力为:0.5kg/mm2,冷压时间为:5min。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例3:
本实验例锂离子电池与对照例2所不同之处仅仅在于:
本实验例在锂离子电池化成后,还对锂离子电池进行热压的热压参数、在热压后立即进行冷压定型处理的参数不同:
本实验采用的热压参数如下:热压温度为:50℃,热压压力为:0.90kg/mm2,热压时间为:60min;
本实验例的冷压参数为:冷压温度为18℃,冷压压力为:0.05kg/mm2,冷压时间为:60min。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例4:
本实验例锂离子电池与对照例2、3所不同之处仅仅在于:
本实验采用的热压参数如下:热压温度为:80℃,热压压力为:0.50kg/mm2,热压时间为:20min;
本实验例的冷压参数为:冷压温度为23℃,冷压压力为:0.50kg/mm2,冷压时间为:20min。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例5:
本实验例锂离子电池与对照例2、3、4所不同之处仅仅在于:
本实验采用的热压参数如下:热压温度为:100℃,热压压力为:0.90kg/mm2,热压时间为:60min;
本实验例的冷压参数为:冷压温度为18℃,冷压压力为:0.90kg/mm2,冷压时间为:60min。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例6:
本实验例锂离子电池与实验例2所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,粘结涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为1μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PVDF层的厚度为2μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例7:
本实验例锂离子电池与实验例2所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为3μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PVDF层厚度为3μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例8:
本实验例锂离子电池与实验例2所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为5μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PVDF层厚度为4μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例9:
本实验例锂离子电池与实验例2所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为5μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PVDF层厚度为5μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例10:
本实验例锂离子电池与实验例2所不同之处仅仅在于:
本实验例的隔膜上的氧化锆层正对正极片,与正极片接触,隔膜上的PVDF层与负极片相粘结结合在一起。
本实施例的工艺同实验例2,得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例11:
本实验例锂离子电池与对照例2所不同之处仅仅在于:
本实验例在隔膜基材层的一表面涂覆有氧化锆层,在隔膜基材层的另一表面涂覆有PAA层非PVDF层,氧化锆层的涂覆厚度为4μm,PAA层的厚度为3μm。
其中,在涂覆PAA层时,将PAA粉料与溶剂进行混合得到浆料,将浆料涂覆至隔膜表面,干燥辊压即可,其中PAA与溶剂的质量百分比为:15%:85%,溶剂选取:N-甲基吡咯烷酮。
在涂覆氧化锆层时,将氧化锆粉料与溶剂进行混合得到浆料,将浆料涂覆至隔膜表面,干燥辊压即可,其中氧化锆与溶剂的质量百分比为:30%:70%,溶剂选取:N-甲基吡咯烷酮。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
本实验例的工艺同实验例2。
实验例12:
本实验例锂离子电池与实验例11所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为1μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PAA层的厚度为2μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例13:
本实验例锂离子电池与实验例11所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为3μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PAA层厚度为3μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例14:
本实验例锂离子电池与实验例11所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为5μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PAA层厚度为4μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例15:
本实验例锂离子电池与实验例11所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为5μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PAA层厚度为5μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例16:
本实验例锂离子电池与实验例11所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为5μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PAA层厚度为5μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例17:
本实验例锂离子电池与实验例11所不同之处仅仅在于:
本实施例采用对照例1的隔膜作为隔膜基材层,其中隔膜基材层的厚度为10μm,涂覆在隔膜基材层的一表面的氧化锆层的厚度为1μm,涂覆在隔膜基材层的另一表面的PAA层厚度为2μm。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例18:
本实验例锂离子电池与实验例10所不同之处仅仅在于:
本实验例的隔膜上的氧化锆层正对正极片,与正极片接触,隔膜上的PAA层与负极片相粘结结合在一起。
本实施例的工艺同实验例10,得到的锂离子电池的规格同对照例1。
实验例19:
本实验例锂离子电池与实验例1-18所不同之处仅仅在于:
本实验例在得到叠片锂离子电芯体后,对锂离子电芯体进行热压处理,在热压处理后立即进行冷压定型处理,在冷压定型处理后才进行铝塑膜封装以及电解液灌注以及锂离子电池化成工艺。
热压以及冷压定型处理的参数同实验例2,使电芯体中的正极片与其正对接触的聚偏氟乙烯层相粘合结合在一起。
得到的锂离子电池的规格同对照例1。
分别随机取上述对照例1-4以及实验例1-19的锂离子电池样品10个作为一组试验的样品,分别国标GB18287-2013的规定,进行以下各组实验:容量测试、循环寿命、短路最高温度、过充温度、抗重物冲击以及热滥用,在得到实验结果后,对实验结果取平均值,得到下表所示的实验对比数据:
表一:实验对比数据表
项目 |
平均容量,/mah |
循环寿命,/次 |
短路最高温度/℃ |
过充温度/℃ |
重物冲击/℃ |
热滥用 |
对照例1 |
2060 |
543 |
217 |
194 |
起火 |
起火 |
对照例2 |
2045 |
558 |
198 |
起火 |
起火 |
起火 |
对照例3 |
2053 |
571 |
203 |
起火 |
起火 |
起火 |
对照例4 |
2066 |
502 |
124 |
138 |
123 |
通过 |
实验例1 |
2078 |
432 |
108 |
114 |
148 |
通过 |
实验例2 |
2098 |
847 |
81 |
78 |
114 |
通过 |
实验例3 |
2063 |
628 |
111 |
126 |
131 |
通过 |
实验例4 |
2043 |
425 |
157 |
148 |
184 |
通过 |
实验例5 |
1993 |
406 |
起火 |
125 |
起火 |
通过 |
实验例6 |
2034 |
497 |
198 |
起火 |
起火 |
通过 |
实验例7 |
2059 |
527 |
127 |
139 |
122 |
通过 |
实验例8 |
2042 |
514 |
122 |
91 |
124 |
通过 |
实验例9 |
2058 |
506 |
97 |
103 |
124 |
通过 |
对照例10 |
2067 |
579 |
155 |
188 |
194 |
通过 |
实验例11 |
2081 |
719 |
83 |
85 |
116 |
通过 |
实验例12 |
2066 |
497 |
182 |
170 |
起火 |
通过 |
实验例13 |
2065 |
563 |
163 |
158 |
129 |
通过 |
实验例14 |
2057 |
541 |
96 |
129 |
85 |
通过 |
实验例15 |
2061 |
511 |
105 |
136 |
114 |
通过 |
实验例16 |
2035 |
515 |
113 |
128 |
83 |
通过 |
实验例17 |
2034 |
613 |
126 |
117 |
91 |
通过 |
实验例18 |
2037 |
579 |
155 |
188 |
194 |
通过 |
实验例19 |
2015 |
468 |
148 |
134 |
141 |
通过 |
由上表一可见,对照对照例1-4与实验例1-19的实验数据可见,采用本实施例在隔膜的一面涂覆氧化锆层,另一面涂覆粘合材料层的技术方案,能提高电池的耐热性能,譬如避免了热滥用情形下的起火,大大降低了电池在重物冲击时的起火几率,并且大大降低电池的短路最高温度以及过充温度,避免起火,有利于提高电池的安全性能。
对照实验例1、与实验例2可见,采用同样的隔膜结构,在电池化成后还进行热压以及冷压定型处理,还能大大提高电池的容量、耐热性能,譬如避免了热滥用情形下的起火,大大降低了电池在重物冲击时的起火几率,并且大大降低电池的短路最高温度以及过充温度,避免起火,有利于提高电池的安全性能,其相对于现有技术能取得意想不到的效果。
对照实验例2与实验例3-5可见,采用实验例2所述的热压以及冷压工艺,无论是在电池容量、使用寿命、抗重物冲击、耐热性能上均能取得意想不到的效果,并且其在降低过充温度、重物冲击温度、短路温度上亦能取得意想不到的效果。
对照实验例2与实验例6-9可见,采用试验例2所示的氧化锆层以及PDVF层的涂覆厚度无论是在电池容量、使用寿命、抗重物冲击、耐热性能上均能取得意想不到的效果,并且其在降低过充温度、重物冲击温度、短路温度上亦能取得意想不到的效果。
对照实验例2与实验例10可见,在隔膜结构、电池制备工艺完全一样基础上,使PDVF层与正极片正对粘合,氧化锆层与负极片正对接触,无论是在电池容量、使用寿命、抗重物冲击、耐热性能上均能取得意想不到的效果,并且其在降低过充温度、重物冲击温度、短路温度上亦能取得意想不到的效果。
对照实验例11与实验例12-17可见,在制备工艺以及电池结构相同基础上,采用实验例11所示的隔膜厚度,无论是在电池容量、使用寿命、抗重物冲击、耐热性能上均能取得意想不到的效果,并且其在降低过充温度、重物冲击温度、短路温度上亦能取得意想不到的效果。
对照实验例11与实验例18可见,在隔膜结构以及厚度以及制备工艺相同的基础上,如实验例11所示地,使PAA层与正极片正对粘合,氧化锆层与负极片正对接触,无论是在电池容量、使用寿命、抗重物冲击、耐热性能上均能取得意想不到的效果,并且其在降低过充温度、重物冲击温度、短路温度上亦能取得意想不到的效果。
对照实验例11与实验例19可见,在电池化成后还进行热压以及冷压定型处理,还能大大提高电池的容量、耐热性能,譬如避免了热滥用情形下的起火,大大降低了电池在重物冲击时的起火几率,并且大大降低电池的短路最高温度以及过充温度,避免起火,有利于提高电池的安全性能,其相对于现有技术能取得意想不到的效果。
对照实验例2与实验例11可见,采用实验例2所示的隔膜能,无论是在电池容量、使用寿命、抗重物冲击、耐热性能上均能取得意想不到的效果,并且其在降低过充温度、重物冲击温度、短路温度上亦能取得意想不到的效果。
以上所述的实施方式,并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在该技术方案的保护范围之内。