CN110048079A - 一种热敏半导体涂层极片的制造方法及半导体涂层极片 - Google Patents

一种热敏半导体涂层极片的制造方法及半导体涂层极片 Download PDF

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尚随军
郑荣鹏
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Abstract

本发明提供了一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其包括以下步骤：1)在锂离子电池集流体的表面涂覆半导体涂层，半导体涂层为PTC涂层；2)在半导体涂层的表面涂覆活性物质浆料。本发明还提供了一种热敏半导体涂层极片。本发明相较于现有技术可以有效地解决电池短路情况下正负极仍联通导致持续发热的问题，进而解决内部或外部短路时电池易产生爆炸的问题。

Description

一种热敏半导体涂层极片的制造方法及半导体涂层极片
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种热敏半导体涂层极片的制造方法及半导体涂层极片。
背景技术
锂离子电池的生产之中，正负极活性物质搅拌后形成浆料，将浆料涂布于集流体铝箔或铜箔上，经辊压、分切、卷绕、组装、烘烤、注液、化成等工序制成。
传统的正负极极片加工方式为正负极活性物质与粘结剂、导电剂、溶剂混匀的浆料涂覆于铝箔或铜箔上。但是，使用传统的加工方式制成的锂离子电池在内部或外部短路的情况下，铜箔和铝箔充当了导线，正负极持续连接，电池温度急剧升高，因而电池易产生爆炸。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种热敏半导体涂层极片的制造方法及半导体涂层极片，可以解决电池短路情况下正负极仍联通导致持续发热的问题，进而解决内部或外部短路时电池易产生爆炸的问题。
为此，一方面，本发明提供了一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其包括以下步骤：
1)在锂离子电池集流体的表面涂覆半导体涂层，半导体涂层为PTC涂层；
2)在半导体涂层的表面涂覆活性物质浆料。
进一步地，上述半导体涂层为有机高分子PTC涂层。
进一步地，上述半导体涂层为无机钛酸钡陶瓷PTC涂层。
进一步地，上述半导体涂层的涂覆厚度为0.5-5μm。
进一步地，上述半导体涂层的涂覆厚度为1-4μm。
进一步地，上述半导体涂层的涂覆厚度为2-3μm。
进一步地，上述锂离子电池集流体为铜箔或者铝箔。
另一方面，本发明提供了一种热敏半导体涂层极片，其包括锂离子电池集流体，锂离子电池集流体的表面涂覆有半导体涂层，半导体涂层为PTC涂层，半导体涂层的表面涂覆有活性物质浆料层。
进一步地，上述半导体涂层为有机高分子PTC涂层或者无机钛酸钡陶瓷PTC涂层。
进一步地，上述半导体涂层的厚度为0.5-5μm。
本发明所提供的一种热敏半导体涂层极片的制造方法及半导体涂层极片中，主要改进在于锂离子电池集流体在涂覆正负极活性物质制成的浆料前，在锂离子电池集流体的表面涂覆一层半导体涂层，该半导体涂层为PTC涂层；根据PTC材料的特性，该半导体是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，温度越高，电阻值越大；因而，该涂层在温度-50℃至(70-80)℃范围为良导体，起导电作用；而在锂电池发生内部或外部短路时，温度升高至(80-100)℃时，半导体涂层由良导体变为绝缘体，使得正负极涂覆的活性物质与集流体断开，有效地阻止电池继续短路，避免温度升高，进而达到防止电池爆炸的目的；
因而，本发明相较于现有技术可以有效地解决电池短路情况下正负极仍联通导致持续发热的问题，进而解决内部或外部短路时电池易产生爆炸的问题。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种热敏半导体涂层极片的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，图中示出了本发明实施例提供的一种热敏半导体涂层极片，其包括锂离子电池集流体1，该锂离子电池集流体1具体为铝箔或者铜箔，锂离子电池集流体1的表面涂覆有半导体涂层2，半导体涂层2为有机高分子PTC涂层或者无机钛酸钡陶瓷PTC涂层，半导体涂层的厚度为0.5-5μm(该厚度可以根据锂离子电池集流体1的制造需要而定，例如根据锂离子电池集流体1的厚度来调整)，半导体涂层2的表面涂覆有活性物质浆料层3。
本发明实施例所提供的一种热敏半导体涂层极片具体通过以下制造方法制造：
1)在锂离子电池集流体的表面通过涂布机涂覆半导体涂层；
2)在半导体涂层的表面涂覆活性物质浆料，该活性物质浆料由正负极活性物质搅拌而成，其属于现有技术中制备的常用材料，在此不再详细介绍；
3)随后将极片经辊压、分切、卷绕、组装、烘烤、注液、化成等锂离子电池极片的常见制造工序后制成最终成品。
本实施例所提供的一种热敏半导体涂层极片的制造方法及半导体涂层极片中，主要改进在于锂离子电池集流体在涂覆正负极活性物质制成的浆料前，在锂离子电池集流体的表面涂覆一层半导体涂层，该半导体涂层为PTC涂层；根据PTC材料的特性，该半导体是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，温度越高，电阻值越大；因而，该涂层在温度-50℃至(70-80)℃范围为良导体，起导电作用；而在锂电池发生内部或外部短路时，温度升高至(80-100)℃时，半导体涂层由良导体变为绝缘体，使得正负极涂覆的活性物质与集流体断开，有效地阻止电池继续短路，避免温度升高，进而达到防止电池爆炸的目的；
因而，本实施例相较于现有技术可以有效地解决电池短路情况下正负极仍联通导致持续发热的问题，进而解决内部或外部短路时电池易产生爆炸的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在锂离子电池集流体的表面涂覆半导体涂层，所述半导体涂层为PTC涂层；
2)在所述半导体涂层的表面涂覆活性物质浆料。
2.根据权利要求1所述的一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其特征在于，所述半导体涂层为有机高分子PTC涂层。
3.根据权利要求1所述的一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其特征在于，所述半导体涂层为无机钛酸钡陶瓷PTC涂层。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其特征在于，所述半导体涂层的涂覆厚度为0.5-5μm。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其特征在于，所述半导体涂层的涂覆厚度为1-4μm。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其特征在于，所述半导体涂层的涂覆厚度为2-3μm。
7.根据权利要求1所述的一种热敏半导体涂层极片的制造方法，其特征在于，所述锂离子电池集流体为铜箔或者铝箔。
8.一种热敏半导体涂层极片，其特征在于，包括锂离子电池集流体(1)，所述锂离子电池集流体(1)的表面涂覆有半导体涂层(2)，所述半导体涂层(2)为PTC涂层，所述半导体涂层(2)的表面涂覆有活性物质浆料层(3)。
9.根据权利要求8所述的一种热敏半导体涂层极片，其特征在于，所述半导体涂层为有机高分子PTC涂层或者无机钛酸钡陶瓷PTC涂层。
10.根据权利要求8或9所述的一种热敏半导体涂层极片，其特征在于，所述半导体涂层的厚度为0.5-5μm。
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