CN110649209A - 一种锂离子电池隔膜的处理方法及锂离子电池 - Google Patents

一种锂离子电池隔膜的处理方法及锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明属于锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池隔膜的处理方法及锂离子电池。该处理方法包括以下步骤：在隔膜的两面均涂覆一层滑石粉、黄油和乙醇的混合物，然后烘干除去乙醇即得到处理后的锂离子电池隔膜。黄油与滑石粉混合在一起时，当外界加热时，滑石粉具有隔热功能，使黄油不易融化或软化，因此当电池处于高温时，黄油仍为固态，阻止隔膜收缩，提高电池安全性能。当滑石粉、黄油和乙醇的重量比为100:20‑40:50，涂覆量在10‑30g/m2时，锂离子电池在保证安全性能的同时也具有较好的电池容量。

Description

一种锂离子电池隔膜的处理方法及锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，特别涉及一种锂离子电池隔膜的处理方法及锂离子电池。
背景技术
在锂离子电池处于高温下时，因隔膜容易收缩，导致正负极直接接触，产生安全问题，现常用的方法为采用涂敷隔膜及陶瓷隔膜，在高温下可以使隔膜孔隙闭合，阻止正负极直接接触，同时具有阻燃作用，但这些方法只能降低电池高温下的安全风险，当电池处于高温下时，即使隔膜孔隙闭合、涂层有阻燃功能，但隔膜本身具有收缩功能，当隔膜收缩到不能将正负极隔开时，正负极短路造成安全隐患。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种锂离子电池隔膜的处理方法；
本发明另一目的在于提供上述处理方法得到的锂离子电池隔膜；
本发明再一目的在于提供包含上述隔膜的锂离子电池。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种锂离子电池隔膜的处理方法，该方法通过在隔膜的两面均涂覆一层滑石粉、黄油和乙醇的混合物，然后烘干除去乙醇，即得到处理后的锂离子电池隔膜。
所述的滑石粉和黄油、乙醇的重量比为100:20-40:50，优选为100:30:50；
所述的涂覆的比例为每一平方米的隔膜的每个面上均涂覆10-30g的滑石粉、乙醇和黄油的混合物；
所述的烘干是指在45～65℃烘干除去乙醇；
所述的黄油为高温黄油，熔点大于200℃；
所述的隔膜为本领域常规使用的锂离子电池隔膜，优选为PE、PP隔膜等等；
一种通过上述处理方法得到的锂离子电池隔膜。
一种锂离子电池，其包括上述的锂离子电池隔膜。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
黄油与滑石粉混合在一起时，当外界加热时，滑石粉具有隔热功能，使黄油不易融化或软化，因此当电池处于高温时，黄油仍为固态，阻止隔膜收缩，提高电池安全性能；而且滑石粉中含有镁、铝、硅等元素，具有阻燃功能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。实施例中所用黄油为美国安索公司生产的安索GLCCR高温黄油。
实施例1
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:30:50在常温下进行混合成浆料状，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按10g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃条件下烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
实施例2
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:30:50在常温下进行混合，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按15g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
实施例3
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:30:50在常温下进行混合，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按20g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
实施例4
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:30:50在常温下进行混合，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按25g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
实施例5
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:30:50在常温下进行混合，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按30g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
实施例6
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:20:50在常温下进行混合，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按10g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
实施例7
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:40:50在常温下进行混合，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按10g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
对比例1
隔膜(Celgard 2300)不涂覆滑石粉、黄油和乙醇的混合物。
对比例2
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:19:50在常温下进行混合，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按10g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
对比例3
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:41:50在常温下进行混合，然后在隔膜(Celgard 2300)的两面分别按10g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
对比例4
将滑石粉和固体黄油、乙醇按重量比为100:30:50在常温下进行混合，然后在隔膜的两面分别按5g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
对比例5
将滑石粉和黄油、乙醇按重量比为100:30:50在常温下进行混合，然后在隔膜的两面分别按35g/m2涂覆上滑石粉、黄油和乙醇的混合物，在60℃烘干，即得处理后的锂离子电池隔膜。
对比例6
采用传统涂覆隔膜，即在苏州佛赛的A-F10陶瓷隔膜的两个表面分别按35g/m2涂敷氧化铝。
将以上实施例制备的锂离子电池隔膜制作成电池，正极活性物质采用长沙瑞祥的钴酸锂，将正极活性物质(钴酸锂)、导电剂(导电石墨)、粘结剂(PVDF)和溶剂(NMP)按重量比100:2.5:5:50混合搅拌均匀，涂敷在基带上，烘干，滚压，切片；负极活性物质采用深圳贝特瑞石墨，将活性物质(石墨)、导电剂(导电石墨)、粘结剂(CMC)和溶剂(水)按重量比100:1:1.5:50混合搅拌均匀，涂敷在基带上，烘干，滚压，切成小片；将正极、隔膜、负极片进行卷绕，入壳，注入电解液，电解液采用自制1mol/L的六氟磷酸锂有机液，制作18650电池，完成封口后，45度烘烤3天。0.02C充电到4.1V截至，0.2C放电到3.0V。以上化成完成后，测试电池的0.5C容量及80度(80℃黄油已经开始变软，120℃完全软化)高温性能(将20个同样的电池充满电放在80度高温下4小时，观察电池是否有起火、爆炸等现象)，测试结果如表1所示。
表1电池的0.5C容量及80度高温性能测试结果
锂离子电池隔膜 0.5C容量(mAh) 80度高温性能
实施例1 2000 8个起火
实施例2 1998 6个起火
实施例3 1990 5个起火
实施例4 1987 3个起火
实施例5 1978 无起火
实施例6 2048 9个起火
实施例7 1968 2个起火
对比例1 2095 18个起火
对比例2 2050 12个起火
对比例3 1920 2个起火
对比例4 2030 15个起火
对比例5 1891 无起火
对比例6 1982 17个起火
从表1中可以看出，相较于不处理的隔膜(对比例1)以及采用传统涂覆隔膜(对比例6)，在隔膜上涂覆滑石粉和黄油的混合物可以明显提高电池的安全性能；另外，当滑石粉、黄油和乙醇的重量比为100:20-40:50，涂覆量在10-30g/m2时，锂离子电池在保证安全性能的同时也具有较好的电池容量。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池隔膜的处理方法，其特征在于该方法通过在隔膜的两面均涂覆一层滑石粉、黄油和乙醇的混合物，然后烘干除去乙醇实现。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜的处理方法，其特征在于：
所述的黄油为高温黄油，熔点大于200℃。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池隔膜的处理方法，其特征在于：
所述的滑石粉和黄油、乙醇的重量比为100:20-40:50。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池隔膜的处理方法，其特征在于：
所述的滑石粉和黄油、乙醇的重量比为100:30:50。
5.根据权利要求1或2所述的锂离子电池隔膜的处理方法，其特征在于：
所述的涂覆的比例为每一平方米的隔膜的每个面上均涂覆10-30g的滑石粉、乙醇和黄油的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的锂离子电池隔膜的处理方法，其特征在于：
所述的隔膜为本领域常规使用的锂离子电池隔膜。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池隔膜的处理方法，其特征在于：
所述的隔膜为PE隔膜或PP隔膜。
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的方法处理得到的锂离子电池隔膜。
9.一种锂离子电池，其特征在于包括权利要求8中的锂离子电池隔膜。
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