CN110137426A - 一种含有ptc涂层极片的制备方法及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含有PTC涂层极片的制备方法及含有该极片的锂离子电池，属于锂离子电池技术领域，包括以下步骤，步骤一：按重量份数计，将400～1000份溶剂、50～100份高分子聚合物、0.5～3份导电剂，搅拌均匀后加入0.1～5份的耐高电压交联剂和引发剂的混合试剂，其中引发剂占耐高电压交联剂的质量分数为0.1～2％，搅拌2～8h，得到涂层浆料；步骤二：将所述涂层浆料涂布在集流体上，80～120℃烘干2～6h，得到涂布PTC涂层的集流体；步骤三：将极片浆料均匀涂布在所述集流体上，干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池极片，本发明采用分子设计方法，引入耐高电压交联结构体系，有效改善PTC涂层与极片相容性及其加工性能。

Description

一种含有PTC涂层极片的制备方法及锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种含有PTC涂层极片的制备方法及锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有使用寿命长、能量密度高等特点，目前已得到广泛应用。当前限制锂离子电池应用的主要是安全性差的问题，由于当前主流锂离子电池产品采用有机液态电解质，在使用过程中存在电解液泄露、着火、爆炸等安全问题，各类安全事故频发。为改善锂离子电池的安全性能，主要采用特殊隔膜和正温度系数材料(Positive TemperatureCoefficient，PTC)等技术，其中特殊隔膜不能阻断热副反应，随着能量密度增加，其作用效果有限，采用PTC材料成为提升安全性的主要措施。
PTC材料是指正温度系数热敏电阻，超过一定的温度时，热敏电阻电阻值随着温度的升高而阶跃性增高。PTC材料作为极片的底部涂层运用在锂离子电池中，在锂离子电池热失控时，能有效降低锂离子电池起火、爆炸所引起的安全问题。
为改善锂离子电池的安全性能，申请号为CN201410661206.9的中国发明专利申请公开了一种以含粘结剂、正温度型材料以及导电剂为材料，制备多层PTC涂层改善锂离子电池的安全性能，但是该专利申请中PTC涂层需要特殊的加工工艺，应用于现有锂离子电池制备工艺中，存在成本较高等问题。申请号为CN201610446371.1的中国发明专利申请公开了一种以多孔陶瓷热敏材料、导电剂、粘结剂为原料制备PTC涂层，该PTC涂层采用水系材料能有效减少能耗和加工成本，但是该专利申请中采用多孔陶瓷热敏材料存在不连续情况，影响其作用效果。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种含有PTC涂层极片的制备方法，所述锂离子电池极片上涂布有含硅PTC材料涂层，具有正温度系数精准、耐溶剂、易加工的特性。
本发明的第二个目的是提供一种含有所述极片的锂离子电池，具有电化学性能优异、高安全性的特点。
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将400～1000份溶剂、50～100份高分子聚合物、0.5～3份导电剂，搅拌均匀后加入0.1～5份的耐高电压交联剂和引发剂的混合试剂，其中引发剂占耐高电压交联剂的质量分数为0.1％～2％，搅拌分散均匀得到涂层浆料；
步骤二：将所述涂层浆料涂布在集流体上，并80～120℃烘干2～6h，得到涂布PTC涂层的集流体，其中PTC涂层的厚度为0.1um～10um；
步骤三：将极片浆料均匀涂布在所述涂布PTC涂层的集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池极片。
进一步的，步骤一中所述耐高电压交联剂的结构式为其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6均为耐高电压有机基团，其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6中的至少一个含有硅原子和氟原子中的至少一种。
进一步的，所述耐高电压有机基团为含氟交联结构、硅氧烷交联结构或含氟硅氧烷交联结构。
进一步的，所述含氟交联结构为十二氟-1,9-癸二烯或1,4-二乙烯基全氟丁烷；所述硅氧烷交联结构为二乙烯基硅结构、三乙烯基硅结构或多乙烯基硅结构；含氟硅氧烷交联结构为二乙烯基硅结构、三乙烯基硅结构或多乙烯基硅结构。
进一步的，所述二乙烯基硅结构为二乙烯基二甲基硅烷、1,3-二乙烯基四乙氧基二硅烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二氯二硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四苯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,4-双(乙烯基二甲基硅)苯、1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-1,3-二甲基二硅氮烷、1,1,3,5,5-五甲基-3-苯基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,5-二乙烯基-六甲基三硅氧烷、1,1,1,7,7,7-六甲基-3,5-双(三甲基硅氧基)-3,5-二乙烯基四硅氧烷、二乙氧基二-2-丙烯-1-基-硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,7-二乙烯基-八甲基四硅氧烷或6,6-二乙烯基-2,5,7,10-四氧杂-6-硅杂十一烷；所述三乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、三乙烯基三甲基环三硅氮烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基氯硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基硅烷、三乙烯基乙氧基硅烷、三乙烯基甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、苯基三乙烯基硅烷或甲基三[(1-甲基乙烯基)氧基]硅烷；所述多乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、六乙烯基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(异烯丙氧基)乙烯基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷、四乙烯硅烷、1,3-二甲基-1,1,3,3-四乙烯二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氮烷、四(二甲基乙烯基硅氧基)硅烷、五甲基五乙烯基环五硅氧烷或1,3,5,7,9,11-六甲基-1,3,5,7,9,11-六乙烯基环六硅氧烷。
进一步的，步骤一中所述高分子聚合物为聚烯烃、聚腈类、聚酯、导电聚合物、含氟聚合物、聚丙烯酸、聚丁苯橡胶、聚苯乙烯丙烯酸共聚物、纤维素、聚酰亚胺、氨纶、聚苯二甲酰苯二胺、聚对苯硫醚常规聚合物中的一种或多种的组合。
进一步的，步骤一中所述导电剂为导电炭黑、科琴黑、导电纤维、导电聚合物、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、鳞片石墨、导电氧化物、金属颗粒中的一种或几种。
进一步的，步骤三中，所述极片浆料为正极极片浆料，所述集流体为正极集流体，所制得的锂离子电池极片为正极极片。
进一步的，步骤三中，所述极片浆料为负极极片浆料，所述集流体为负极集流体，所制得的锂离子电池极片为负极极片。
一种含有所述极片的锂离子电池，所述锂离子电池包括所述锂离子电池极片、隔膜和电解液。
本发明的有益效果：
本发明区别于传统的PTC涂层，主要采用分子设计方法，在不影响PTC本身性能的前提下，引入耐高电压交联结构体系，能有效改善PTC涂层与锂电池电极浆料相容性及其加工性能。
PTC涂层在锂离子电池应用中要满足：正温度系数效应、易加工、耐溶剂三个基本要求。常规的PTC涂层主要是由正温度系数材料、碳基导电材料、粘结剂材料构成，具有一定的正温度系数效应和易加工等优点，但是在实际使用过程中常规的PTC涂层会存在不耐溶剂、漏箔等现象，严重影响PTC涂层的性能。
本发明主要采用正温度系数材料、碳基导电材料、粘结剂和助剂等材料制备PTC涂层，其中助剂主要为耐高电压交联剂。本发明PTC涂层与常规极片及PTC涂层制备流程一致，加入的耐高电压体系交联剂主要是在PTC涂层干燥过程中进行交联反应，通过控制干燥时间、干燥温度、交联剂加入量、交联剂种类形成可控PTC涂层结构，该PTC结构具有一定的耐溶剂性能，具有良好的加工性能。
本发明主要采用含氟交联剂、硅氧烷交联剂、含氟硅氧烷交联剂等体系，以上交联体系主要具有以下优势：具有良好的加工性能、属于常规工业化产品、成本较低等优点；含氟体系交联剂和硅氧烷交联剂由于其柔韧性和电负性，在各个物料混合过程中具有良好的浸润性，能有效改善各个物料的充分接触和分散；本发明交联体系具有可控且耐高电压特性，能避免PTC涂层在使用过程的被氧化；本发明交联体系活性高且引入量可控，经过高温干燥后不会有多余残留，减少电池体系副反应产生。
与此同时，在本发明中可以通过控制交联剂加入量和干燥时间等，控制PTC涂层体系交联程度，交联程度在一定范围时PTC涂层具有良好机械性能且能满足极片加工性能及其锂离子电池性能，在高安全性的液态锂离子电池中具有良好的应用潜力。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的说明，以下具体实施方式中，涉及到的锂离子电池极片制备过程中的干燥、辊压和切片均属于本领域的常规试验手段。
具体实施方式一
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将400～1000份溶剂、50～100份高分子聚合物、0.5～3份导电剂，以100～3000r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入0.1～5份的耐高电压交联剂和引发剂的混合试剂，其中引发剂占耐高电压交联剂的质量分数为0.1％～2％，以100～1000r/min的转速搅拌2～8h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用喷涂或凹版印刷的方式将所述涂层浆料涂布在集流体上，并80～120℃烘干2～6h，得到涂布PTC涂层的集流体，其中PTC涂层的厚度为0.1um～10um；
步骤三：将极片浆料均匀涂布在所述涂布PTC涂层的集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池极片。
进一步的，步骤一中所述耐高电压交联剂的结构式为其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6均为耐高电压有机基团，其中R、R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少一个含有硅原子和氟原子中的至少一种。
进一步的，所述耐高电压有机基团为含氟交联结构、硅氧烷交联结构、含氟硅氧烷交联结构。
进一步的，所述硅氧烷交联结构为二乙烯基硅结构、三乙烯基硅结构或多乙烯基硅结构；含氟硅氧烷交联结构为二乙烯基硅结构、三乙烯基硅结构或多乙烯基硅结构。
进一步的，所述含氟交联结构为十二氟-1,9-癸二烯或1,4-二乙烯基全氟丁烷；
进一步的，所述二乙烯基硅结构为二乙烯基二甲基硅烷、1,3-二乙烯基四乙氧基二硅烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二氯二硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四苯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,4-双(乙烯基二甲基硅)苯、1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-1,3-二甲基二硅氮烷、1,1,3,5,5-五甲基-3-苯基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,5-二乙烯基-六甲基三硅氧烷、1,1,1,7,7,7-六甲基-3,5-双(三甲基硅氧基)-3,5-二乙烯基四硅氧烷、二乙氧基二-2-丙烯-1-基-硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,7-二乙烯基-八甲基四硅氧烷或6,6-二乙烯基-2,5,7,10-四氧杂-6-硅杂十一烷；
进一步的，所述三乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、三乙烯基三甲基环三硅氮烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基氯硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基硅烷、三乙烯基乙氧基硅烷、三乙烯基甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、苯基三乙烯基硅烷或甲基三[(1-甲基乙烯基)氧基]硅烷；
进一步的，所述多乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、六乙烯基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(异烯丙氧基)乙烯基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷、四乙烯硅烷、1,3-二甲基-1,1,3,3-四乙烯二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氮烷、四(二甲基乙烯基硅氧基)硅烷、五甲基五乙烯基环五硅氧烷或1,3,5,7,9,11-六甲基-1,3,5,7,9,11-六乙烯基环六硅氧烷。
进一步的，步骤一中所述高分子聚合物为聚烯烃(优选聚乙烯、聚丙烯、聚对苯撑乙烯、聚对苯、聚苯乙烯、烯烃共聚物)、聚腈类(优选聚丙烯腈、芳腈基聚合物、腈类共聚物)、聚酯(优选聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、酯类共聚物)、导电聚合物(优选聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔)、含氟聚合物(优选聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯)、聚丙烯酸、聚丁苯橡胶、聚苯乙烯丙烯酸共聚物、纤维素、聚酰亚胺、氨纶、聚苯二甲酰苯二胺、聚对苯硫醚常规聚合物中的一种或多种的组合。
进一步的，步骤一中所述引发剂为偶氮类化合物和/或过氧类化合物，
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种或几种。
进一步的，步骤一中所述导电剂为导电炭黑、科琴黑、导电纤维、导电聚合物、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、鳞片石墨、导电氧化物、金属颗粒中的一种或几种。
进一步的，步骤一中所述溶剂为甲苯、四氢呋喃、苯、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈中的一种或几种。
进一步的，步骤三中，所述极片浆料为正极极片浆料，所述集流体为正极集流体，所制得的锂离子电池极片为正极极片，优选的，所述正极集流体为铝箔。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液，所述负极极片、隔膜和电解液为现有技术中制备锂离子电池常用的物质。
具体实施方式二
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将400～1000份溶剂、50～100份高分子聚合物、0.5～3份导电剂，以100～3000r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入0.1～5份的耐高电压交联剂和引发剂的混合试剂，其中引发剂占耐高电压交联剂的质量分数为0.1％～2％，以100～1000r/min的转速搅拌2～8h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用喷涂或凹版印刷的方式将所述涂层浆料涂布在集流体上，并80～120℃烘干2～6h，得到涂布PTC涂层的集流体，其中PTC涂层的厚度为0.1um～10um；
步骤三：将极片浆料均匀涂布在所述涂布PTC涂层的集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池极片。
进一步的，步骤一中所述耐高电压交联剂的结构式为其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6均为耐高电压有机基团，其中R、R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少一个含有硅原子和氟原子中的至少一种。
进一步的，所述耐高电压有机基团为含氟交联结构、硅氧烷交联结构、含氟硅氧烷交联结构。
进一步的，所述硅氧烷交联结构、含氟硅氧烷交联结构为二乙烯基硅结构、三乙烯基硅结构或多乙烯基硅结构。
进一步的，所述含氟交联结构交联剂为十二氟-1,9-癸二烯或1,4-二乙烯基全氟丁烷；
进一步的，所述二乙烯基硅结构为二乙烯基二甲基硅烷、1,3-二乙烯基四乙氧基二硅烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二氯二硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四苯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,4-双(乙烯基二甲基硅)苯、1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-1,3-二甲基二硅氮烷、1,1,3,5,5-五甲基-3-苯基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,5-二乙烯基-六甲基三硅氧烷、1,1,1,7,7,7-六甲基-3,5-双(三甲基硅氧基)-3,5-二乙烯基四硅氧烷、二乙氧基二-2-丙烯-1-基-硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,7-二乙烯基-八甲基四硅氧烷或6,6-二乙烯基-2,5,7,10-四氧杂-6-硅杂十一烷；
进一步的，所述三乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、三乙烯基三甲基环三硅氮烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基氯硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基硅烷、三乙烯基乙氧基硅烷、三乙烯基甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、苯基三乙烯基硅烷或甲基三[(1-甲基乙烯基)氧基]硅烷；
进一步的，所述多乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、六乙烯基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(异烯丙氧基)乙烯基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷、四乙烯硅烷、1,3-二甲基-1,1,3,3-四乙烯二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氮烷、四(二甲基乙烯基硅氧基)硅烷、五甲基五乙烯基环五硅氧烷或1,3,5,7,9,11-六甲基-1,3,5,7,9,11-六乙烯基环六硅氧烷。
进一步的，步骤一中所述高分子聚合物为聚烯烃(优选聚乙烯、聚丙烯、聚对苯撑乙烯、聚对苯、聚苯乙烯、烯烃共聚物)、聚腈类(优选聚丙烯腈、芳腈基聚合物、腈类共聚物)、聚酯(优选聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、酯类共聚物)、导电聚合物(优选聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔)、含氟聚合物(优选聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯)、聚丙烯酸、聚丁苯橡胶、聚苯乙烯丙烯酸共聚物、纤维素、聚酰亚胺、氨纶、聚苯二甲酰苯二胺、聚对苯硫醚常规聚合物中的一种或多种的组合。
进一步的，步骤一中所述引发剂为偶氮类化合物和/或过氧类化合物，
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种或几种。
进一步的，步骤一中所述导电剂为导电炭黑、科琴黑、导电纤维、导电聚合物、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、鳞片石墨、导电氧化物、金属颗粒中的一种或几种。
进一步的，步骤一中所述溶剂为甲苯、四氢呋喃、苯、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈中的一种或几种。
进一步的，步骤三中，所述极片浆料为负极极片浆料，所述集流体为负极集流体，所制得的锂离子电池极片为负极极片，优选的，所述负极集流体为铜箔。
一种锂离子电池，包括正极极片、所述负极极片、隔膜和电解液，所述正极极片、隔膜和电解液为现有技术中制备锂离子电池常用的物质。
具体实施方式三
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将400～1000份溶剂、50～100份高分子聚合物、0.5～3份导电剂，以100～3000r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入0.1～5份的耐高电压交联剂和引发剂的混合试剂，其中引发剂占耐高电压交联剂的质量分数为0.1％～2％，以100～1000r/min的转速搅拌2～8h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用喷涂或凹版印刷的方式将所述涂层浆料涂布在集流体上，并80～120℃烘干2～6h，得到涂布PTC涂层的集流体，其中PTC涂层的厚度为0.1um～10um；
步骤三：将极片浆料均匀涂布在所述涂布PTC涂层的集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池极片。
进一步的，步骤一中所述耐高电压交联剂的结构式为其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6均为耐高电压有机基团，其中R、R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少一个含有硅原子和氟原子中的至少一种。
进一步的，所述耐高电压有机基团为含氟交联结构、硅氧烷交联结构、含氟硅氧烷交联结构。
进一步的，所述硅氧烷交联结构、含氟硅氧烷交联结构为二乙烯基硅结构、三乙烯基硅结构或多乙烯基硅结构。
进一步的，所述含氟交联结构交联剂为十二氟-1,9-癸二烯或1,4-二乙烯基全氟丁烷；
进一步的，所述二乙烯基硅结构为二乙烯基二甲基硅烷、1,3-二乙烯基四乙氧基二硅烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二氯二硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四苯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,4-双(乙烯基二甲基硅)苯、1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-1,3-二甲基二硅氮烷、1,1,3,5,5-五甲基-3-苯基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,5-二乙烯基-六甲基三硅氧烷、1,1,1,7,7,7-六甲基-3,5-双(三甲基硅氧基)-3,5-二乙烯基四硅氧烷、二乙氧基二-2-丙烯-1-基-硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,7-二乙烯基-八甲基四硅氧烷或6,6-二乙烯基-2,5,7,10-四氧杂-6-硅杂十一烷；
进一步的，所述三乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、三乙烯基三甲基环三硅氮烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基氯硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基硅烷、三乙烯基乙氧基硅烷、三乙烯基甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、苯基三乙烯基硅烷或甲基三[(1-甲基乙烯基)氧基]硅烷；
进一步的，所述多乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、六乙烯基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(异烯丙氧基)乙烯基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷、四乙烯硅烷、1,3-二甲基-1,1,3,3-四乙烯二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氮烷、四(二甲基乙烯基硅氧基)硅烷、五甲基五乙烯基环五硅氧烷或1,3,5,7,9,11-六甲基-1,3,5,7,9,11-六乙烯基环六硅氧烷。
进一步的，步骤一中所述高分子聚合物为聚烯烃(优选聚乙烯、聚丙烯、聚对苯撑乙烯、聚对苯、聚苯乙烯、烯烃共聚物)、聚腈类(优选聚丙烯腈、芳腈基聚合物、腈类共聚物)、聚酯(优选聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、酯类共聚物)、导电聚合物(优选聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔)、含氟聚合物(优选聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯)、聚丙烯酸、聚丁苯橡胶、聚苯乙烯丙烯酸共聚物、纤维素、聚酰亚胺、氨纶、聚苯二甲酰苯二胺、聚对苯硫醚常规聚合物中的一种或多种的组合。
进一步的，步骤一中所述引发剂为偶氮类化合物和/或过氧类化合物，
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种或几种。
进一步的，步骤一中所述导电剂为导电炭黑、科琴黑、导电纤维、导电聚合物、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、鳞片石墨、导电氧化物、金属颗粒中的一种或几种。
进一步的，步骤一中所述溶剂为甲苯、四氢呋喃、苯、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈中的一种或几种。
进一步的，步骤三中，所述极片浆料为正极极片浆料，所述集流体为正极集流体，所制得的锂离子电池极片为正极极片，优选的，所述正极集流体为铝箔。
进一步的，步骤三中，所述极片浆料为负极极片浆料，所述集流体为负极集流体，所制得的锂离子电池极片为负极极片，优选的，所述负极集流体为铜箔。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、所述负极极片、隔膜和电解液，所述隔膜和电解液为现有技术中制备锂离子电池常用的物质。
实施例1
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将400份甲苯、50份聚乙烯、0.5份导电炭黑，以100r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入0.1份的二乙烯基二甲基硅烷和偶氮二异丁腈的混合试剂，其中偶氮二异丁腈占二乙烯基二甲基硅烷的质量分数为0.1％，以100r/min的转速搅拌8h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用喷涂的方式将所述涂层浆料上双面涂布在正极集流体铝箔上，并80℃烘干6h，得到双面涂布PTC涂层的正极集流体，其中PTC涂层的厚度为0.1um；
步骤三：将正极极片浆料均匀涂布在所述双面涂布PTC涂层的正极集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池正极片。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液。
实施例2
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将600份N-甲基吡咯烷酮、70份聚偏氟乙烯、0.8份碳纳米管，以1500r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入4份的三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷和过氧化苯甲酰的混合试剂，其中过氧化苯甲酰占三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷的质量分数为0.5％，以300r/min的转速搅拌4h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用凹版印刷的方式将所述涂层浆料上双面涂布在正极集流体铝箔上，并90℃烘干4h，得到双面涂布PTC涂层的正极集流体，其中PTC涂层的厚度为3um；
步骤三：将正极极片浆料均匀涂布在所述双面涂布PTC涂层的正极集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池正极片。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液。
实施例3
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将800份N,N-二甲基甲酰胺、90份聚甲基丙烯酸甲酯、1份科琴黑，以2500r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入0.5份的六乙烯基二硅氧烷和偶氮二异庚腈的混合试剂，其中偶氮二异庚腈占六乙烯基二硅氧烷的质量分数为0.1％，以400r/min的转速搅拌3h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用喷涂的方式将所述涂层浆料上双面涂布在负极集流体铜箔上，并100℃烘干3h，得到双面涂布PTC涂层的负极集流体，其中PTC涂层的厚度为6um；
步骤三：将负极极片浆料均匀涂布在所述双面涂布PTC涂层的负极集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池负极片。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液。
实施例4
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将400份四氢呋喃、500份N,N-二甲基甲酰胺、75份聚四氟乙烯-六氟丙烯、1.5份导电聚合物，以2000r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入1份的1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷和过氧化苯甲酰叔丁酯的混合试剂，其中过氧化苯甲酰叔丁酯占1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷的质量分数为0.4％，以600r/min的转速搅拌5h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用凹版印刷的方式将所述涂层浆料上双面涂布在正极集流体铝箔上，并110℃烘干6h，得到双面涂布PTC涂层的正极集流体，其中PTC涂层的厚度为9um；
步骤三：将正极极片浆料均匀涂布在所述双面涂布PTC涂层的正极集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池正极片。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液。
实施例5
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将400份乙腈、600份N-甲基吡咯烷酮、100份聚四氟乙烯-六氟丙烯、1.5份鳞片石墨、1.5份石墨烯，以3000r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入5份的甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷和偶氮二异丁酸二甲酯的混合试剂，其中偶氮二异丁酸二甲酯占甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷的质量分数为2％，以1000r/min的转速搅拌2h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用凹版印刷的方式将所述涂层浆料上双面涂布在正极集流体铝箔上，并120℃烘干2h，得到双面涂布PTC涂层的正极集流体，其中PTC涂层的厚度为10um；
步骤三：将正极极片浆料均匀涂布在所述双面涂布PTC涂层的正极集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池正极片。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液。
实施例6
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将200份乙腈、400份600份、65份聚四氟乙烯、1份导电纤维、1份乙炔黑，以250r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入2份的甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷和过氧化苯甲酰的混合试剂，其中过氧化苯甲酰占甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷的质量分数为1.5％，以500r/min的转速搅拌6h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用喷涂的方式将所述涂层浆料上双面涂布在正极集流体铝箔上，并95℃烘干5h，得到双面涂布PTC涂层的正极集流体，其中PTC涂层的厚度为0.5um；
步骤三：将正极极片浆料均匀涂布在所述双面涂布PTC涂层的正极集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池正极片。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液。
实施例7
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将300份苯、400份N,N-二甲基甲酰胺、55份聚偏氟乙烯、2.5份导电纤维，以2000r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入3份的三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷和偶氮二异丁腈的混合试剂，其中偶氮二异丁腈占三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷的质量分数为1.8％，以600r/min的转速搅拌7h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用凹版印刷的方式将所述涂层浆料上双面涂布在正极集流体铝箔上，并85℃烘干4h，得到双面涂布PTC涂层的正极集流体，其中PTC涂层的厚度为0.9um；
步骤三：将正极极片浆料均匀涂布在所述双面涂布PTC涂层的正极集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池正极片。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液。
实施例8
一种含有PTC涂层极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将800份N-甲基吡咯烷酮、65份聚四氟乙烯-六氟丙烯、20份聚乙烯、1份导电聚合物、0.2份乙炔黑，以800r/min的转速搅拌，搅拌至物料均匀分散，然后加入0.8份的三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷和过氧化苯甲酰叔丁酯的混合试剂，其中过氧化苯甲酰叔丁酯占三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷的质量分数为1.2％，以700r/min的转速搅拌4h，得到涂层浆料；
步骤二：利用涂布机采用喷涂的方式将所述涂层浆料上双面涂布在正极集流体铝箔上，并105℃烘干2h，得到双面涂布PTC涂层的正极集流体，其中PTC涂层的厚度为1um；
步骤三：将正极极片浆料均匀涂布在所述双面涂布PTC涂层的正极集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池正极片。
一种锂离子电池，包括所述正极极片、负极极片、隔膜和电解液。

Claims (10)

1.一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按重量份数计，将400～1000份溶剂、50～100份高分子聚合物、0.5～3份导电剂，搅拌均匀后加入0.1～5份的耐高电压交联剂和引发剂的混合试剂，其中引发剂占耐高电压交联剂的质量分数为0.1％～2％，搅拌分散均匀得到涂层浆料；
步骤二：将所述涂层浆料涂布在集流体上，并80～120℃烘干2～6h，得到涂布PTC涂层的集流体，其中PTC涂层的厚度为0.1um～10um；
步骤三：将极片浆料均匀涂布在所述涂布PTC涂层的集流体上，经干燥、辊压、切片得到含有PTC涂层的锂离子电池极片。
2.根据权利要求1所述的一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于：步骤一中所述耐高电压交联剂的结构式为其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6均为耐高电压有机基团，其中R、R1、R2、R3、R4、R5、R6中的至少一个含有硅原子和氟原子中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于：所述耐高电压有机基团为含氟交联结构、硅氧烷交联结构或含氟硅氧烷交联结构。
4.根据权利要求3所述的一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于：所述含氟交联结构为十二氟-1,9-癸二烯或1,4-二乙烯基全氟丁烷；所述硅氧烷交联结构为二乙烯基硅结构、三乙烯基硅结构或多乙烯基硅结构；含氟硅氧烷交联结构为二乙烯基硅结构、三乙烯基硅结构或多乙烯基硅结构。
5.根据权利要求4所述的一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于：所述二乙烯基硅结构为二乙烯基二甲基硅烷、1,3-二乙烯基四乙氧基二硅烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二氯二硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四苯基二硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二乙烯基-1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,4-双(乙烯基二甲基硅)苯、1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-1,3-二甲基二硅氮烷、1,1,3,5,5-五甲基-3-苯基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-二乙烯基三硅氧烷、1,5-二乙烯基-六甲基三硅氧烷、1,1,1,7,7,7-六甲基-3,5-双(三甲基硅氧基)-3,5-二乙烯基四硅氧烷、二乙氧基二-2-丙烯-1-基-硅烷、1,5-二乙烯基-3,3-二苯基-1,1,5,5-四甲基三硅烷、1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基二甲硅烷基乙烷、1,7-二乙烯基-八甲基四硅氧烷或6,6-二乙烯基-2,5,7,10-四氧杂-6-硅杂十一烷；所述三乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、三乙烯基三甲基环三硅氮烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基氯硅烷、三(乙烯基二甲基硅氧基)甲基硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,1,3,5,5-五甲基三硅烷、1,3,5-三乙烯基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷、三乙烯基硅烷、三乙烯基乙氧基硅烷、三乙烯基甲基硅烷、三(乙烯基二甲基甲硅烷氧基)苯基硅烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷、苯基三乙烯基硅烷或甲基三[(1-甲基乙烯基)氧基]硅烷；所述多乙烯基硅结构为甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、六乙烯基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷、甲基丙烯酰氧丙基三(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷、三(异烯丙氧基)乙烯基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷、四乙烯硅烷、1,3-二甲基-1,1,3,3-四乙烯二硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氮烷、四(二甲基乙烯基硅氧基)硅烷、五甲基五乙烯基环五硅氧烷或1,3,5,7,9,11-六甲基-1,3,5,7,9,11-六乙烯基环六硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于：步骤一中所述高分子聚合物为聚烯烃、聚腈类、聚酯、导电聚合物、含氟聚合物、聚丙烯酸、聚丁苯橡胶、聚苯乙烯丙烯酸共聚物、纤维素、聚酰亚胺、氨纶、聚苯二甲酰苯二胺、聚对苯硫醚常规聚合物中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于：步骤一中所述导电剂为导电炭黑、科琴黑、导电纤维、导电聚合物、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、鳞片石墨、导电氧化物、金属颗粒中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述极片浆料为正极极片浆料，所述集流体为正极集流体，所制得的锂离子电池极片为正极极片。
9.根据权利要求1所述的一种含有PTC涂层极片的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述极片浆料为负极极片浆料，所述集流体为负极集流体，所制得的锂离子电池极片为负极极片。
10.一种含有权利要求1-9任一权利要求所述极片的锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池包括所述锂离子电池极片、隔膜和电解液。
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