CN105762404B - 一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105762404B
CN105762404B CN201610313433.1A CN201610313433A CN105762404B CN 105762404 B CN105762404 B CN 105762404B CN 201610313433 A CN201610313433 A CN 201610313433A CN 105762404 B CN105762404 B CN 105762404B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium ion
ion battery
mixed material
diaphragm
preparing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610313433.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105762404A (zh
Inventor
王守军
肖仕明
刘新华
梁德声
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN EPT BATTERY CO Ltd
Original Assignee
SHENZHEN EPT BATTERY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN EPT BATTERY CO Ltd filed Critical SHENZHEN EPT BATTERY CO Ltd
Priority to CN201610313433.1A priority Critical patent/CN105762404B/zh
Publication of CN105762404A publication Critical patent/CN105762404A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105762404B publication Critical patent/CN105762404B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法，该混合材料包括钛酸锶钡‑钛酸镁、聚‑3己基噻吩和聚3‑癸基噻吩。该动力锂离子电池包括正极片、负极片、设于正极片和负极片之间的隔膜，以及电解液，其中所述正极片、所述负极片和所述隔膜包括所述的混合材料，本发明具有更加适合锂离子电池安全工作的温度区间，具有超高温度敏感性，避免了电池在超过100℃后快速恶化，隔膜收缩的问题，充分保证了电池的安全性能，同时本发明的锂离子电池不需要另外添加导电炭黑和CNT导电剂，正常使用时的内阻比现有添加了导电炭黑和CNT的电池还低，具有超高的常温导电率，并且又保障了锂电池的动力性能。

Description

一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池制造领域，特别是涉及一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法。
背景技术
随着社会经济的不断发展，能源和环保已经成为全人类面临的两大难题，近年来，国家对新能源汽车的应用出台了一系列的鼓励政策，国内的动力锂离子电池，特别是动力汽车电池，出现了狂飙猛进的发展。
但是，锂离子电池,特别是动力锂电池的技术水平尤其是安全性方面，依然存在很大的隐患，近年来发生的多起笔记本电脑、手机、电动滑板车因电池爆炸原因被召回，以及近年来发生的多起电动汽车自燃起火的安全事故，让大家对锂离子电池的安全问题越来越重视。
现有的锂电池当出现过充、过放或短路异常时,内部温度会快速升高,当温度升高到110℃时,内部隔膜开始发生收缩,正负极片会发生接触短路,进而引起电池起火、爆炸,危及人身和财产安全。为了提升锂离子电池的安全性，目前常规的做法，是对于电池内部的隔膜涂覆氧化铝或PVDF(聚偏氟乙烯)进行改性处理,或采用隔膜的多层复合技术,如PP-PE-PP三层复合，主要是提高隔膜收缩温度,降低了隔膜收缩率,但随着内部温度的继续上升,依然无法真正解决电池内部过热引起的安全性问题。
为了进一步改善锂离子电池的安全性,在申请号201210032319.3的专利中,研究者提到了将钛酸锶钡(BaSrTiO3)和钛酸铅钡(BaPbTiO3)作为PTC(正温度系数热敏电阻)材料涂到正极片表面,在申请号201310176246.X的专利中,研究者也提到了将钛酸钡和聚乙烯添加到正负极材料和涂覆到隔膜上,起到内部温度PTC的作用,但是这两份专利所用的材料都对温度的敏感性不够高,都必须要到120℃以上,该类材料才会快速膨胀,电阻急剧增加,起到阻断内部电流的作用,但是锂离子电池在超过100℃时,电性能会快速恶化,内部隔膜在超过110℃已经开始逐步收缩,超过120℃时已经很容易导致起火、爆炸,因此上述专利,并没有真正解决锂电池的安全问题。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明目的在于提出一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法，以解决上述现有技术存在的由于其温度敏感系数低导致无法满足现有锂电池使用安全性的技术问题。
为此，本发明提出一种锂离子电池用混合材料，用于制作锂电池电极片和隔膜，包括钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩，所述钛酸锶钡-钛酸镁、所述聚-3己基噻吩和所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比分别为10～60wt％、1-30wt％和10～50wt％。
优选地，本发明的混合材料还可以具有如下技术特征：
所述钛酸锶钡-钛酸镁、所述聚-3己基噻吩和所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比分别为30～50wt％、20-30wt％和30～40wt％。
所述钛酸锶钡-钛酸镁、所述聚-3己基噻吩和所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比依次为50wt％、20wt％和30wt％，或依次为35wt％、25wt％和40wt％。
另外，本发明还提出一种动力锂离子电池，包括正极片、负极片、设于所述正极片和负极片之间的隔膜，以及电解液，所述正极片、所述负极片和所述隔膜中至少一者的制作材料中包括上述任一项所述的混合材料。
优选地，本发明的动力锂离子电池还可以具有如下技术特征：
所述正极片和/或所述负极片中的所述混合材料的重量比为1～6wt％，所述隔膜中的所述混合材料设置成涂覆在所述隔膜外表面的涂层，所述涂层的厚度为1-3μm。
所述正极片和/或所述负极片中的所述混合材料的重量比为1～3wt％，所述涂层的厚度为1-2μm。
所述正极片中的所述混合材料的重量比为2wt％或3wt％，所述负极片中的所述混合材料的重量比为2.5wt％或3wt％，所述涂层的厚度为2μm。
本发明还提出一种动力锂离子电池制备方法，用于制备上述任一项所述的动力锂离子电池，包括以下步骤：
混合材料制备：将预定比例的钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩通过高速搅拌均匀混合；
正极片制备：将所述混合材料按预定重量比与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到正极片；
负极片制备：将所述混合材料按预定重量比与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到负极片；
隔膜制备及涂覆：先制备隔膜，并将所述混合材料与增稠剂CMC、溶剂一起通过高速搅拌，得到浆料；然后将所述浆料涂覆在所述隔膜外表面上，再经烘烤形成带有涂层的隔膜；
电池制备：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、一次分装、注液、化成、二次分装和分容，得到所述动力锂离子电池。
本发明还提出另一种动力锂离子电池制备方法中，将上述电池制备步骤替换为：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、分装、注液、化成和分容，得到所述锂离子电池。
本发明还提出又一种动力锂离子电池制备方法中，将上述电池制备步骤替换为：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、分装、注液和化成，得到所述锂离子电池。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：本发明中，将钛酸锶钡-钛酸镁的混合材料与聚-3己基噻吩、聚3-癸基噻吩按照预设重量百分比均匀混合，可制备出具备高安全性的用于锂离子电池的混合材料，不同于现有技术中采用在电池内部的隔膜涂覆氧化铝、PVDF(聚偏氟乙烯)进行改性处理或采用隔膜的多层复合技术，由于本发明是通过特定的正温度系数材料的PTC温度敏感特性，来保证电池的安全性，使得本发明的混合材料可随着电池内部温度升高而自动激发，快速膨胀，使得电池内阻迅速升高，阻断内部电流，具有最为合适的阻变温度(75～110℃)，而现有的阻变温度在120℃以上，相对而言，本发明具有更加适合锂离子电池安全工作的温度区间，具有超高温度敏感性，避免了电池在超过100℃时快速恶化及隔膜收缩等的问题，充分保证了电池的安全性能，同时本发明的锂离子电池不需要另外添加导电炭黑和CNT(碳纳米管)导电剂，正常使用时的内阻比现有添加了导电炭黑和CNT(碳纳米管)的电池还低，具有超高的常温导电率，保障了锂电池的动力性能。
附图说明
图1是本发明具体实施方式一与对比例的电池内阻对温度变化曲线图。
图2是本发明具体实施方式二与对比例的电池内阻对温度变化曲线图。
图3是本发明具体实施方式三与对比例的电池内阻对温度变化曲线图。
具体实施方式
为便于准确理解，以下是后文中将出现的技术术语的准确定义：
“重量比”是指：一种物质占混合物的比重，wt％-重量百分比例。
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参照以下附图，将描述非限制性和非排他性的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。
对比例：本发明采用尺寸为6.0*82*115mm，容量为7000mAh的动力型电池进行对比，正极采用钴酸锂活性物质，导电剂使用重量比2wt％的CNT(碳纳米管),负极使用动力型石墨，负极导电剂采用重量比2.5wt％的导电炭黑，隔膜使用16μm厚度的PP-PE-PP复合隔膜，然后通过正常的配料、涂膜、辊压、分切、制片、卷绕、铝塑膜封装、注液、化成、二次封装、分容等工序，制造成需要的动力型锂离子电池。
实施例一：
本实施例提出一种锂离子电池用混合材料，包括钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩。本实施例中，所述钛酸锶钡-钛酸镁占所述混合材料的重量百分比为50wt％，所述聚-3己基噻吩占所述混合材料的重量百分比为20wt％，所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比为30wt％，当然本领域技术人员还可根据实际的情况选择其他重量百分比，此时所述钛酸锶钡-钛酸镁、所述聚-3己基噻吩和所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比分别在10～60wt％之间、1-30wt％之间和10～50wt％之间即可。
另外，本实施例还提出一种动力锂离子电池，包括正极片、负极片、设于正极片和正极片之间的隔膜，以及电解液，所述正极片、所述负极片和所述隔膜包括上述的混合材料。本实施例中，所述正极片和负极片的主材料采用对比例中的钴酸锂活性物质，再与所述混合材料复合而成，其中所述正极片中的所述混合材料的重量比为2wt％，所述负极片中的所述混合材料的重量比2.5wt％，隔膜使用16μm厚度的PP-PE-PP复合隔膜，所述混合材料设置成涂覆在所述隔膜上的涂层，所述涂层的厚度为2μm。当然本领域的技术人员还可根据实际情况选择其他重量比，此时所述正极片、所述负极片中的所述混合材料的重量比均在1～6wt％之间即可，所述混合材料设置成涂覆在所述隔膜上的涂层，所述涂层的厚度在1-3μm之间即可。
本实施例还提出一种动力锂离子电池制备方法，用于制备前述的动力锂离子电池，包括以下步骤：
混合材料制备：将重量百分比例50wt％的钛酸锶钡-钛酸镁、20wt％的聚-3己基噻吩和30wt％的聚3-癸基噻吩通过高速搅拌均匀混合。
正极片制备：将所述混合材料按重量比2wt％与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到正极片。
负极片制备：将所述混合材料按重量比2.5wt％与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到负极片。
隔膜制备及涂覆：先制备隔膜，并将所述混合材料与增稠剂CMC(羧甲基纤维素钠)、溶剂一起通过高速搅拌，得到浆料；然后将所述浆料涂覆在所述隔膜外表面上，再经烘烤形成带有涂层的隔膜，所述涂层厚度在1-3μm之间，可优选为2μm。
电池制备：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、一次分装、注液、化成、二次分装和分容，得到所述动力锂离子电池。
先将重量比50wt％的钛酸锶钡-钛酸镁复合材料与重量比20wt％的聚-3己基噻吩、重量比30wt％的聚3-癸基噻吩通过高速搅拌进行均匀混合。
本实施例中，在制作正极片中，所述正极片和负极片的主材料采用对比例中的钴酸锂活性物质，再与所述混合材料复合而成，相比于对比例，本实施例的正极片中不需要添加CNT导电剂，便能在使用时做到其内阻比添加了CNT导电剂的电池还要低，所以具有超高的常温导电率。同时，在制作负极片时，也不需要添加导电炭黑，同样也能保证其内阻比添加了导电炭黑的电池还要低，所以也具备超高的常温导电率。
本实施例的电池内阻随温度变化曲线图如图1所示，对应的曲线为实施例1，相关数据可以查看列表，为了更好的印证其特性，改变组成混合材料中钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩的组分重量比，提出了实施例二；改变所述混合材料在所述正极片、负极片和隔膜的重量比，提出了实施例三。
实施例二：
本实施例提出一种锂电池用混合材料，包括钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩。本实施例中，所述钛酸锶钡-钛酸镁占所述混合材料的重量百分比为35wt％，所述聚-3己基噻吩占所述混合材料的重量百分比为25wt％，所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比为40wt％。当然，本领域技术人员还可根据实际情况选择其他重量比例，此时所述钛酸锶钡-钛酸镁、所述聚-3己基噻吩和所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比分别在30～50wt％、20-30wt％和30～40wt％之间即可。
另外，本实施例还提出一种动力锂离子电池，包括正极片、负极片、设于正极片和正极片之间的隔膜，以及电解液，所述正极片、所述负极片和所述隔膜包括上述混合材料。本实施例中，所述正极片和负极片的主材料采用对比例中的钴酸锂活性物质，再与所述混合材料复合而成，其中所述正极片中的所述混合材料的重量比为2wt％，所述负极片中的所述混合材料的重量比2.5wt％，隔膜使用16μm厚度的PP-PE-PP复合隔膜，所述混合材料设置成涂覆在所述隔膜上的涂层，所述涂层的厚度为2μm。当然本领域的技术人员还可根据实际情况选择其他重量比，此时所述正极片、所述负极片中的所述混合材料的重量比均为1～3wt％，所述涂层的厚度为1-2μm。
最后，本实施例还提出一种动力锂离子电池制备方法，用于制备上述任一项所述的动力锂离子电池，包括以下步骤：
混合材料制备：将重量百分比例35wt％的钛酸锶钡-钛酸镁、25wt％的聚-3己基噻吩和40wt％的聚3-癸基噻吩通过高速搅拌均匀混合。
正极片制备：将所述混合材料按重量比2wt％与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到正极片。
负极片制备：将所述混合材料按重量比2.5wt％与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到负极片。
隔膜制备及涂覆：先制备隔膜，并将所述混合材料与增稠剂CMC、溶剂一起通过高速搅拌，得到浆料；然后将所述浆料涂覆在所述隔膜外表面上，再经烘烤形成带有涂层的隔膜，所述涂层厚度为2μm。
电池制备：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、分装、注液、化成和分容，得到所述锂离子电池。
先将重量比35wt％的钛酸锶钡-钛酸镁复合材料与重量比25wt％的聚-3己基噻吩、重量比40wt％的聚3-癸基噻吩通过高速搅拌进行均匀混合。
本实施例中，在制作正极片中，不需要添加CNT导电剂，便能在使用时做到其内阻比添加了CNT导电剂的电池还要低，所以具有超高的常温导电率，同时，在制作负极片时，也不需要添加导电炭黑，同样也能保证其内阻比添加了导电炭黑的电池还要低，所以也具备超高的常温导电率。
本实施例的电池内阻随温度变化曲线图如图2所示，对应的曲线为实施例2，相关数据可以查看列表。
实施例三：
本实施例提出一种锂电池用混合材料，包括钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩。本实施例中，所述钛酸锶钡-钛酸镁占所述混合材料的重量百分比为50wt％，所述聚-3己基噻吩占所述混合材料的重量百分比为20wt％，所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比为30wt％。当然，本领域技术人员还可根据实际情况选择其他重量比例，此时所述钛酸锶钡-钛酸镁、所述聚-3己基噻吩和所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比分别在30～50wt％、20-30wt％和30～40wt％之间即可。
另外，本实施例还提出一种动力锂离子电池，包括正极片、负极片、设于正极片和正极片之间的隔膜，以及电解液，所述正极片、所述负极片和所述隔膜包括上述的混合材料。本实施例中，所述正极片和负极片的主材料采用对比例中的钴酸锂活性物质，再与所述混合材料复合而成，其中所述正极片中的所述混合材料的重量比为3％，所述负极片中的所述混合材料的重量比3％，隔膜使用16μm厚度的PP-PE-PP复合隔膜，所述混合材料设置成涂覆在所述隔膜上的涂层，所述涂层的厚度为2μm。当然本领域的技术人员还可根据实际情况选择其他重量比，此时所述正极片、所述负极片中的所述混合材料的重量比均在1～3wt％之间，所述涂层的厚度在1-2μm之间即可。
本实施例还提出一种动力锂离子电池制备方法，用于制备上述的动力锂离子电池，包括以下步骤：
混合材料制备：将重量百分比例50wt％的钛酸锶钡-钛酸镁、20％的聚-3己基噻吩和30wt％的聚3-癸基噻吩通过高速搅拌均匀混合；
正极片制备：将所述混合材料按重量比3wt％与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到正极片。
负极片制备：将所述混合材料按重量比3wt％与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到负极片。
隔膜制备及涂覆：先制备隔膜，并将所述混合材料与增稠剂CMC、溶剂一起通过高速搅拌，得到浆料；然后将所述浆料涂覆在所述隔膜外表面上，再经烘烤形成带有涂层的隔膜，所述涂层厚度为2μm。
电池制备：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、分装、注液和化成，得到所述锂离子电池。
先将重量比50wt％的钛酸锶钡-钛酸镁复合材料与重量比20wt％的聚-3己基噻吩、重量比30wt％的聚3-癸基噻吩通过高速搅拌进行均匀混合。
本实施例中，在制作正极片中，不需要添加CNT导电剂，便能在使用时做到其内阻比添加了CNT导电剂的电池还要低，所以具有超高的常温导电率，同时，在制作负极片时，也不需要添加导电炭黑，同样也能保证其内阻比添加了导电炭黑的电池还要低，所以也具备超高的常温导电率。
本实施例的电池内阻随温度变化曲线图如图3所示，对应的曲线为实施例3，相关数据可以查看列表。
测试:
取对比例和实施例的电池，在烘箱内加热并在各种温度恒温30分钟后,测试不同温度下的电池内阻变化，进行对比,对比数据曲线图如图1所示：
对比测试数据结果显示:
Figure BDA0000987544460000091
Figure BDA0000987544460000101
对比例中的电池,0～90℃下,内阻在21.4到24.1之间波动,无明显变化,实施例中,温度在70℃以下时,电池内阻和对比例一致,还略低1mΩ,当温度变化到75℃以上,内阻开始显著增加,到80℃时,电池内阻已经超过800mΩ,电池已经无法继续充放电和正常工作。
安全测试方面,我们选择了最具代表性的针刺短路和过充电测试,进行对比,测试结果如下：
Figure BDA0000987544460000102
从上述结果对比来看,实施例中电池针刺短路和过充电测试,不冒烟不起火,过程温升不超过80℃,锂离子的电池安全性得到了有效保障。
综上所述，结合上述三个实施例，以及曲线图、数据列表，可以得出：
上述由于使用了正温度系数材料钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩等导电聚合物进行搭配,利用他们特殊的温度敏感性能、高介电常数和超高的室温导电率性能,组合搭配,形成能够在75℃时就发生阻变的材料,然后添加到电池的正负极材料中和涂覆到隔膜上,当电池温度升高到75℃时,内部材料自动激发,快速膨胀,阻断电流,起到内部PTC的作用,将电池的安全隐患提前给予消除，防止电池继续过热,导致起火、爆炸等安全事故。另外,由于本发明提供的混合材料具有超高的室温电导率(25℃电导率大于100×10-3S cm-1),添加之后可以提升导电性能,从而可以进一步提升锂离子电池的动力性能。
另外,由于该混合材料,具有超高的常温电导率,不需要另外添加导电炭黑和CNT导电剂,正常使用时的内阻比目前添加了导电炭黑和CNT的电池还低,同时又保障了锂电池的动力性能，该混合材料相对介电常数大于80,阻变温度为75～110℃,25℃下的电导率大于100×10-3S cm-1。
综上可知，该混合材料和该动力锂离子电池具备高安全性能，高介电常数性能和超高的室温电导率性能，同时具备良好的动力性能。
本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例仅是用来描述一个或多个特定实施方式。
尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims (4)

1.一种动力锂离子电池，由正极片、负极片、设于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，以及电解液组成，其特征在于，所述正极片、所述负极片和所述隔膜中的制作材料中包括混合材料；
所述锂离子电池不另外添加导电炭黑和碳纳米管导电剂；
所述混合材料由钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩组成，所述钛酸锶钡-钛酸镁、所述聚-3己基噻吩和所述聚3-癸基噻吩占所述混合材料的重量百分比分别为30～50wt％、20-30wt％和30～40wt％；所述混合材料在80℃时已经能够阻断电池内部电流。
2.一种动力锂离子电池制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1所述的动力锂离子电池，包括以下步骤：
混合材料制备：将预定比例的钛酸锶钡-钛酸镁、聚-3己基噻吩和聚3-癸基噻吩通过高速搅拌均匀混合；
正极片制备：将混合材料按预定重量比与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到正极片；
负极片制备：将混合材料按预定重量比与钴酸锂、粘结剂、溶剂通过高速搅拌设备一起均匀混合，经涂膜、辊压、分切得到负极片；
隔膜制备及涂覆：先制备隔膜，并将所述混合材料与增稠剂CMC、溶剂一起通过高速搅拌，得到浆料；然后将所述浆料涂覆在所述隔膜外表面上；再经烘烤形成带有涂层的隔膜；
电池制备：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、一次分装、注液、化成、二次分装和分容，得到所述动力锂离子电池。
3.如权利要求2所述的动力锂离子电池制备方法，其特征在于，所述电池制备替换为：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、分装、注液、化成和分容，得到所述锂离子电池。
4.如权利要求2所述的动力锂离子电池制备方法，其特征在于，所述电池制备替换为：将所述正极片、所述负极片、所述带有涂层的隔膜和电解液通过制片、卷绕、分装、注液和化成，得到所述锂离子电池。
CN201610313433.1A 2016-05-11 2016-05-11 一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法 Active CN105762404B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610313433.1A CN105762404B (zh) 2016-05-11 2016-05-11 一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610313433.1A CN105762404B (zh) 2016-05-11 2016-05-11 一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105762404A CN105762404A (zh) 2016-07-13
CN105762404B true CN105762404B (zh) 2020-07-03

Family

ID=56323932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610313433.1A Active CN105762404B (zh) 2016-05-11 2016-05-11 一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105762404B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108260887A (zh) * 2017-12-30 2018-07-10 东莞市明骏智能科技有限公司 一种碳纳米管电加热组件、电加热鞋垫和电加热鞋
CN109346703B (zh) * 2018-10-30 2022-06-03 肇庆市华师大光电产业研究院 一种锂离子电池用镍镧共掺杂钛酸锶负极材料及其制备方法
CN110048062B (zh) * 2019-03-25 2022-04-15 惠州锂威电子科技有限公司 一种防过充的电池隔膜及使用该隔膜的锂离子电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0851517A1 (en) * 1996-12-26 1998-07-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode having PTC characteristics and battery using the same
CN103259020A (zh) * 2013-05-14 2013-08-21 惠州市赛能电池有限公司 一种锂电池正极材料、锂电池、及锂电池制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0851517A1 (en) * 1996-12-26 1998-07-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode having PTC characteristics and battery using the same
CN103259020A (zh) * 2013-05-14 2013-08-21 惠州市赛能电池有限公司 一种锂电池正极材料、锂电池、及锂电池制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"锂离子电池的自激发热保护机制";夏兰;《中国博士学位论文全书数据库 工程科技II辑》;20150615(第6期);第95-135页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105762404A (zh) 2016-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5093997B2 (ja) 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP4999292B2 (ja) 非水電解質電池
US9225012B2 (en) Electrode of secondary cell including porous insulating layer, and manufacturing method thereof
JP5415609B2 (ja) 多孔性コーティング層を含むセパレータ、その製造方法、及びそれを備える電気化学素子
JP6306168B2 (ja) 電極−分離膜複合体の製造方法、その製造方法によって製造された電極−分離膜複合体及びそれを含むリチウム二次電池
TWI409981B (zh) 安全強化電化學裝置
JP4693373B2 (ja) 非水電解質電池
JPWO2017014245A1 (ja) リチウムイオン二次電池
EP4354629A1 (en) Separator and preparation method therefor, secondary battery, and electrical device
US20070190404A1 (en) Lithium ion secondary battery
KR20200108466A (ko) 마이크로 캡슐을 포함하는 음극 및 이를 구비한 리튬이온 이차전지
JP6987963B2 (ja) 電気化学素子用セパレータ、それを含む電気化学素子及びセパレータの製造方法
CN117613398A (zh) 具有内部熔断器的锂储能装置
JP5359444B2 (ja) リチウムイオン二次電池
US20160276673A1 (en) Current collector, electrode structure, nonaqueous electrolyte battery, and electricity storage component
US20230155165A1 (en) Lithium ion secondary battery
JP2012059404A (ja) 非水電解液電池
CN105762404B (zh) 一种锂离子电池用混合材料、动力锂离子电池及制备方法
KR101455943B1 (ko) 이차 전지용 분리막, 그 제조 방법, 및 이를 이용한 이차 전지
Woo et al. Separator/Electrode Assembly Based on Thermally Stable Polymer for Safe Lithium-Ion Batteries.
JP6241911B2 (ja) 活物質粒子、蓄電デバイス用正極、蓄電デバイスおよび活物質粒子の製造方法
CN109167099A (zh) 一种高安全的电池及其制备方法
JP2016149189A (ja) リチウムイオン二次電池
KR20140015841A (ko) 이중 코팅층이 형성된 전극을 포함하는 리튬이차전지
CN112615107B (zh) 一种微球、含有该微球的隔膜及含有该隔膜的锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Shoujun

Inventor after: Xiao Shiming

Inventor after: Liu Xinhua

Inventor after: Liang Desheng

Inventor before: Xiao Shiming

Inventor before: Liu Xinhua

Inventor before: Liang Desheng

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant