CN110649209B - 一种锂离子电池隔膜的处理方法及锂离子电池 - Google Patents
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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
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 (6)
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；
所述的黄油为高温黄油，熔点大于200℃；
所述的滑石粉和黄油、乙醇的重量比为100:20-40:50。
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：
所述的滑石粉和黄油、乙醇的重量比为100:30:50。
3.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。
4.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：
所述的隔膜为PE隔膜或PP隔膜。
5.一种根据权利要求1~4任一项所述的方法处理得到的锂离子电池隔膜。
6.一种锂离子电池，其特征在于包括权利要求5中的锂离子电池隔膜。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.33, Guangyun Road, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province, 528200 Patentee after: Foshan University Country or region after: China Address before: No.33, Guangyun Road, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province, 528200 Patentee before: FOSHAN University Country or region before: China |
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