CN105355969A - 一种锂离子电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池，电池的盖帽内表面、上垫片表面和中心管表面至少一处涂有浆料；所述浆料由乙烯吸收剂、PVDF、NMP按比例配制而成；所述乙烯吸收剂用于吸收电池内部产生的有机气体。本发明还提供了一种锂离子电池的制造方法，步骤为：分别称取乙烯吸收剂、PVDF、NMP，配成浆料；采用喷涂技术，将浆料喷涂到盖帽内表面、上垫片表面和中心管表面至少一处，然后将浆料烘干；装配电池。本发明提供的锂离子电池，可有效吸收电池充放电过程中产生的有机气体，减小电池内部压力，降低电池拉断开启的几率，提高电池的循环性能、安全性能和倍率性能。本发明提供的一种制备上述锂离子电池的制造方法，该方法简便易行，易于实现。

Description

一种锂离子电池及其制造方法
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池及其制造方法。
背景技术
锂离子电池作为新型绿色能源，因其高容量、高电压、小型轻质、循环寿命长、工作范围宽、无记忆效应等优点，近几年来迅速发展应用于3C/3G手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机、电动汽车、国防军事装备的电源系统、发电站的储能系统上。锂离子电池在充放电过程中，尤其是高温充放电和大倍率充放电时，会因副反应的进行而产生气体，当气体积累到一定程度时就会有爆炸危险。安全性是锂离子电池重要的技术标准之一，所以解决电池内部产气带来的安全问题是每个锂离子电池公司都要考虑的问题。目前解决这一问题的主要方法是在锂离子电池内部安装防爆阀结构，这可以起到安全泄压的作用。但安装防爆阀又存在以下技术问题：防爆阀内压敏感性差、容易拉断造成漏液，而且因防爆阀本身体积的存在使电池内部有效空间减少，造成电池容量降低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池。
本发明是这样实现的，一种锂离子电池，包括一正极片、一负极片、一隔膜、盖帽、上垫片和中心管，所述盖帽内表面、上垫片表面和中心管表面至少一处涂有可吸收锂离子电池内部产生的气体的浆料层。
进一步地，所述浆料的制备原料包括乙烯吸收剂、PVDF(聚偏氟乙烯)、NMP(N-甲基吡咯烷酮)；所述乙烯吸收剂用于吸收电池内部产生的气体；所述NMP为溶剂。
进一步地，所述乙烯吸收剂、PVDF、NMP的质量比为：47～54:1～3:43～52。
进一步地，所述浆料层厚度为5-10μm。
作为优选，所述乙烯吸收剂包括改性金属型乙烯吸收剂、物理吸收型乙烯吸收剂或高锰酸钾氧化型乙烯吸收剂中的一种。
进一步地，所述改性金属型乙烯吸收剂包括改性铁乙烯吸收剂、改性铜乙烯吸收剂、改性钯乙烯吸收剂等，物理型乙烯吸收剂包括具有细微多孔结构的活性炭、矿物粉末、分子筛和合成树脂等乙烯吸收剂。
本发明还提供了一种锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：
(1)配料：分别称取乙烯吸收剂、PVDF、NMP，配成浆料；
(2)涂布：采用喷涂技术，将浆料喷涂到盖帽内表面、上垫片表面和中心管表面至少一处，然后将浆料烘干，得到涂有浆料层的涂布器件；
(3)装配：采用上述涂布器件装配电池；
所述浆料层可吸收锂离子电池内部产生的气体。
进一步地，所述浆料层的制备原料包括乙烯吸收剂、PVDF、NMP；所述NMP为溶剂。
进一步地，所述乙烯吸收剂、PVDF、NMP的质量比为：47～54:1～3:43～52。
进一步地，所述浆料层厚度为5-10μm。
作为优选，所述乙烯吸收剂包括改性金属型乙烯吸收剂、物理吸收型乙烯吸收剂或高锰酸钾氧化型乙烯吸收剂中的一种。
进一步地，所述改性金属型乙烯吸收剂包括改性铁乙烯吸收剂、改性铜乙烯吸收剂、改性钯乙烯吸收剂等，物理型乙烯吸收剂包括具有细微多孔结构的活性炭、矿物粉末、分子筛和合成树脂等乙烯吸收剂。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提供的一种锂离子电池，在电池盖帽内表面、上垫片表面或中心管表面涂有浆料，可有效的吸收电池充放电过程中所产生的有机气体，减小电池内部压力，降低电池拉断开启的几率，提高了电池的循环性能、安全性能和倍率性能；浆料喷涂在盖帽内表面、上垫片表面或者中心表面，不需涂于极片表面，不影响电池的充放电性能。本发明提供的一种制备上述锂离子电池的制造方法，该方法简便易行，易于实现。
附图说明
图1是现有技术提供的锂离子电池结构截面图。
图2示出了盖帽、上垫片或中心管的位置。
图3示出了浆料喷涂位置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。附图1和2中，1-盖帽，2-上垫片，3-中心管。
锂离子电池经过高倍率充放电、高温下充放电或者长循环后会发生一系列副反应产生气体，这些气体主要为乙烯、丙烯、乙炔、乙醇等有机气体。市场上销售的乙烯吸收剂具有很好的吸收乙烯、丙烯、乙炔、乙醇等作用。PVDF具有独特的热释电效应和压电效应，是一种新型的功能高分子材料，它是由偏氟乙烯单体均聚或共聚而成的含氟多功能材料，具有很好的粘接性能。将含有乙烯吸收剂和PVDF的浆料涂覆在锂离子电池盖帽内表面、上垫片表面或中心管表面，经烘干操作后浆料粘接在其表面，可吸收锂离子电池内部产生的乙烯、丙烯、乙炔、乙醇等有机气体，以减小电池内部气体压力，提高电池的循环性能、安全性能和倍率性能。
实施例1
1、配料：按照质量比为47:1～3:43～52分别称取乙烯吸收剂、PVDF、NMP，配成浆料；
2、涂布：采用喷涂技术，将浆料喷涂到上垫片2表面，厚度为5μm，然后将浆料烘干；
3、装配：采用上述上垫片进电池装配。
将上述所制备的电池(A组)与常规未喷涂浆料的电池(B组)进行性能测试，测试它们在85℃高温时的存储性能，结果如表1。
表185℃高温时的存储性能
组别 上垫片 试验电池数量 存储24h 存储48h
A组 喷涂浆料的垫片 25个 均未开启漏液 均未开启漏液
B组 常规垫片 25个 10个开启漏液 全部开启漏液
实施例2
1、配料：按照质量比为50:1～3:43～52分别称取乙烯吸收剂、PVDF、NMP，配成浆料；
2、涂布：采用喷涂技术，将浆料喷涂到盖帽1内表面，厚度为8μm，然后将浆料烘干；
3、装配：采用上述盖帽进电池装配。
将上述所制备的电池(C组)与常规未喷涂浆料的电池(D组)进行性能测试，测试它们高倍率性能，结果如表2。
表2高倍率性能对比
组别 盖帽 试验电池数量 6C放电 10C放电
C组 喷涂浆料的盖帽 10个 全未开启漏液 全未开启漏液
D组 常规盖帽 10个 5个开启 全部开启
实施例3
1、配料：按照质量比为54:1～3:43～52分别称取乙烯吸收剂、PVDF、NMP，配成浆料；
2、涂布：采用喷涂技术，将浆料喷涂到中心管3表面，厚度为10μm，然后将浆料烘干；
3、装配：采用上述中心管进电池装配。
将上述所制备的电池(E组)与常规未喷涂浆料的电池(F组)进行性能测试，进行性能测试，测试它们在85℃高温时的存储性能，结果如表3。
表385℃高温时的存储性能
组别 中心管 试验电池数量 存储24h 存储48h
E组 喷涂浆料的中心管 25个 均未开启漏液 均未开启漏液
F组 常规中心管 25个 10个开启漏液 全部开启漏液
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，包括一正极片、一负极片、一隔膜、盖帽、上垫片和中心管，其特征在于，所述盖帽内表面、上垫片表面和中心管表面至少一处涂有可吸收锂离子电池内部产生的气体的浆料层。
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述浆料层的制备原料包括乙烯吸收剂、PVDF、NMP。
3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述乙烯吸收剂、PVDF、NMP的质量比为：47～54:1～3:43～52。
4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述浆料层的厚度为5-10μm。
5.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述乙烯吸收剂包括改性金属型乙烯吸收剂、物理吸收型乙烯吸收剂或高锰酸钾氧化型乙烯吸收剂中的一种。
6.如权利要求1至5任意一项所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配料：分别称取乙烯吸收剂、PVDF、NMP，配成浆料；
(2)涂布：采用喷涂技术，将浆料喷涂到盖帽内表面、上垫片表面和中心管表面至少一处，然后将浆料烘干，得到涂有浆料层的涂布器件；
(3)装配：采用上述涂布器件装配电池；
所述浆料层可吸收锂离子电池内部产生的气体。
7.如权利要求6所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述浆料层的制备原料包括乙烯吸收剂、PVDF、NMP。
8.如权利要求6所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述乙烯吸收剂、PVDF、NMP的质量比为：47～54:1～3:43～52。
9.如权利要求6所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述浆料层的厚度为5-10μm。
10.如权利要求6所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述乙烯吸收剂包括改性金属型乙烯吸收剂、物理吸收型乙烯吸收剂或高锰酸钾氧化型乙烯吸收剂中的一种。
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