CN112968221A - 一种高安全性锂离子电芯、电池及电芯的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高安全性锂离子电芯、电池及电芯的制造方法，所述电芯包括若干正极片、若干负极片和若干隔膜，所述正极片和所述负极片之间至少存在一个所述隔膜，所述若干隔膜的凸出于正极片和负极片的至少一个侧面边缘设有多个过线孔，由至少一线条依次穿过所述若干隔膜的多个过线孔；所述线条两端具有收紧部本发明通过线条将多层隔膜的边缘缝制在一起，降低隔膜在外力作用下往卷芯内部翻折几率，进而降低电池短路风险，提升锂离子电池安全性。

Description

一种高安全性锂离子电芯、电池及电芯的制造方法

〖技术领域〗

本发明涉及锂离子电池的技术领域，尤其涉及一种高安全性锂离子电芯、电池及电芯的制造方法。

〖背景技术〗

锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型储能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。锂离子电池按照形状可以分为硬壳锂离子电池和软包锂离子电池。相比于硬壳锂离子电池，软包锂离子电池具有设计灵活、重量更轻、内阻小、不易爆炸、循环次数多和能量密度高等优点，再新能源电动汽车行业得到了快速发展。

锂离子电池中的主要材料有正极材料、负极材料、电解液、隔膜、外壳等。其中，隔膜是关键的内层结构之一，主要作用是使电池正负极分隔，防止两极接触短路，并具有离子通过的功能。随着锂离子电池制造技术的不断进步以及人们对锂离子能量密度的要求越来越高，锂离子电池使用的隔膜也越来越薄，而相应的安全风险也有可能越来越高。

目前，在锂离子电池的制作过程中，卷芯边缘的隔膜通常会突出一部分，防止正负极边缘直接接触导致内部短路。但是，由于隔膜比较软，单层隔膜容易在外力作用下往卷芯内部翻折，导致局部正负极直接接触，电芯短路，存在严重的安全风险。

因此，如何降低隔膜在外力作用下往卷芯内部翻折几率，进而降低电池短路风险，提升锂离子叠片电池安全性，成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

〖发明内容〗

本发明的第一个目的旨在提供一种高安全性锂离子电池，降低隔膜在外力作用下往卷芯内部翻折几率，进而降低电池短路风险，提升锂离子叠片电池安全性。

为了实现本发明的第一个目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高安全性锂离子电池，包括若干正极片、若干负极片和若干隔膜，所述正极片和所述负极片之间至少存在一个所述隔膜，所述若干隔膜的凸出于正极片和负极片的至少一个侧面边缘设有多个过线孔，由至少一线条依次穿过所述若干隔膜的多个过线孔；所述线条两端具有收紧部。

作为具体的实施方式，所述若干隔膜的多个过线孔沿着垂直于隔膜方向对应重合。

进一步地，相邻两层隔膜在用于设置过线孔的侧面边缘区域相对设置有胶层；所述胶层的压缩率大于等于20％，和/或，所述若干隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；所述过线孔贯穿所述隔膜和胶层。

作为具体的实施方式，所述若干隔膜的设有胶层的侧面边缘经过热压处理。

进一步地，所述隔膜包括基膜，所述基膜的表面设置有陶瓷层或胶层；若基膜的表面设置所述陶瓷层时，所述陶瓷层的外侧表面设置所述胶层；所述胶层的压缩率大于等于20％，和/或，所述若干隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；所述过线孔贯穿所述隔膜。

作为具体的实施方式，所述若干隔膜经过热压处理。

进一步地，所述陶瓷层中包含陶瓷颗粒和粘结性聚合物，陶瓷颗粒的含量为85～92％。

更具体的，所述陶瓷颗粒为氧化铝、勃母石、氧化镁中的一种或几种。

更具体的，所述粘结性聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯一六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯一丁二烯共聚物、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯聚合物中的至少一种。

更具体的，陶瓷颗粒的粒径分布为：D10粒径为0.15～0.3μm，D50粒径为0.35～0.45μm，D90粒径为0.6～0.8μm，D100粒径＜4.5μm。

进一步地，当隔膜只有单面陶瓷层时，陶瓷层的厚度可为0.5μm～3μm，当隔膜双面都有陶瓷层时，陶瓷层的厚度可为0.5μm～5μm。

进一步地，所述胶层中包含粘接性聚合物，所述粘接性聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯一六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯一丁二烯共聚物、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯聚合物中的至少一种。

更具体的，所述胶层的厚度为0.5μm～3μm，胶层的填充密度为0.6g/m²～3.0g/m²。

更具体的，所述隔膜为水系隔膜，所述胶层中包括粘接性聚合物、粘接剂和分散剂，其中，粘接性聚合物的含量为92～96％，粘接剂的含量为2.5～5.5％，分散剂的含量为1.5～2.5％；或者所述隔膜为油系混涂隔膜，所述胶层中包括粘接性聚合物和陶瓷颗粒，其中，粘接性聚合物的含量为30～50％，陶瓷颗粒的含量为50～70％；或者所述隔膜为纯油系隔膜，所述胶层中包括粘接性聚合物，所述粘结性聚合物的分子量30万～100万。

更具体的，基膜可以是单层PE(聚乙烯)或单层PP(聚丙烯)或者PP-PE-PP三层结构，基膜的厚度可为3μm～20μm。

更具体的，锂电池的正极片包括正极箔材以及涂覆在正极箔材两表面上的正极活性物质层，正极箔材可以是铝箔，厚度为8μm～14μm。正极活性物质层中包括正极材料、导电剂和粘结剂，正极材料可为LiCoO₂、LiNiO₂、LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiNixCoyMn_1-x-yO₂中的一种，导电剂可以是导电炭黑、碳纳米管、导电石墨、石墨烯中的一种或多种，粘结剂可以是聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚胺酯、氟化橡胶、聚乙烯醇中的一种或多种，正极活性物质层中正极材料的含量(质量百分比)为96～98.5％，导电剂的含量为0.5～2.5％，粘结剂的含量为1～1.5％。

锂电池的负极片包括负极箔材以及涂覆在负极箔材两表面上的负极活性物质层。负极箔材可以是铜箔，厚度为5μm～10μm。负极活性物质层中包括负极材料、导电剂、粘结剂和分散剂。负极材料可为中间相碳微球、人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、钛酸锂、硅基材料、锡基材料和锂金属，导电剂可为导电炭黑、碳纳米管、导电石墨、石墨烯中的一种或多种，粘结剂可为聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚胺酯、氟化橡胶、聚乙烯醇中的一种或多种，分散剂可为羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素钾。负极活性物质层中，负极材料的含量(质量百分比)为95～97％，导电剂的含量为1～2％，粘接剂的含量为1～1.5％，分散剂的含量为0～1.5％。

作为具体的实施方式，所述隔膜远离正极片极耳和负极片极耳方向的侧面边缘用于设置所述多个过线孔。

作为具体的实施方式，所述隔膜的侧面边缘有多根线条，所述每一根线条有与其对应的所述多个过线孔。

作为具体的实施方式，所述线条的两端通过打结进行收紧或通过限位件进行限位收紧。

作为具体的实施方式，所述限位件包括卡扣或锁线扣。

作为具体的实施方式，所述过线孔的直径范围为0.1mm-5mm。

作为具体的实施方式，所述线条的直径范围为0.1mm-5mm，且所述线条的直径小于所述过线孔的直径。

作为具体的实施方式，所述线条的起始端和终止端打结后形成结点的直径范围为0.1mm-5mm，且所述结点的直径大于所述过线孔的直径。

作为具体的实施方式，位于同一侧的相邻两个所述过线孔之间的间距范围为1mm-20mm。

作为具体的实施方式，所述线条采用高分子材料制作。

作为具体的实施方式，所述线条采用PET塑料或PP塑料制作。

本发明的第二个目的旨在提供一种高安全性锂离子电池的制造方法，降低隔膜在外力作用下往卷芯内部翻折几率，进而降低电池短路风险，提升锂离子叠片电池安全性。

为了实现本发明的第二个目的，本发明采用的第一种技术方案如下：

一种高安全性锂离子电池的制造方法，包括以下步骤，

将分切好的正极片、负极片、隔膜依次交替堆叠；

在隔膜凸出于正极片和负极片的至少一个侧面边缘设置多个过线孔；

将线条依次穿过隔膜侧面边缘的多个过线孔，收紧线条。

为了实现本发明的第二个目的，本发明采用的第二种技术方案如下：

将分切好的正极片、负极片、隔膜依次交替堆叠，隔膜的两外侧表面设置有胶层；

对隔膜进行加压处理，使胶层的压缩率大于等于20％，和/或，使隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；

通过夹板组件夹紧隔膜用于设置过线孔的侧面边缘，所述夹板组件沿着垂直于隔膜表面方向设有多个贯通孔；

穿孔针通过夹板组件上的贯通孔穿透隔膜，在隔膜的侧面边缘形成多个过线孔；

取下夹板组件，将线条依次穿过隔膜侧面边缘上的过线孔，收紧线条。

为了实现本发明的第二个目的，本发明采用的第三种技术方案如下：

一种高安全性锂离子电池的制造方法，包括以下步骤，

将分切好的正极片、负极片、隔膜依次交替堆叠，得到电芯，相邻两层隔膜凸出于正极片和负极片的至少一侧面边缘相对设置有胶层；

对隔膜设有胶层的侧面边缘进行加压处理，使胶层的压缩率大于等于20％，和/或，使隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；

通过夹板组件夹紧经过加压处理的侧面边缘，所述夹板组件沿着垂直于隔膜表面方向设有多个贯通孔；

穿孔针通过夹板组件上的贯通孔穿透隔膜和胶层，在隔膜的侧面边缘形成多个过线孔；

取下夹板组件，将线条依次穿过隔膜侧面边缘上的过线孔，收紧线条。

作为具体的实施方式，所述夹板组件包括沿着垂直于隔膜表面方向间隔设置的第一夹板、第二夹板以及用于连接第一夹板和第二夹板的夹板连接机构；所述第一夹板和第二夹板间隔设置，形成用于夹设所述侧面边缘的容纳空间。

作为具体的实施方式，所述夹板连接机构包括机械连接机构，比如，螺钉。

本发明的有益效果：

本发明提供的高安全性锂离子电池通过线条将多层隔膜的侧面边缘缝制在一起，降低隔膜在外力作用下往卷芯内部翻折几率，进而降低电池短路风险，提升锂离子叠片电池安全性。进一步地，本发明通过在多层隔膜的侧面边缘相对设置胶层，并对胶层进行加压处理，使相邻两层隔膜内侧的胶层压缩率大于等于20％(或隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm)，实现多层隔膜的固定，多层隔膜不会分散张开，进而降低了内部翻折的风险，降低了穿孔及缝纫难度，也便于控制过线孔的直径以及相邻两个过线孔之间的间距。进一步地，本发明提供的高安全性锂离子电池通过在线条的两端打结收紧或通过限位件进行限位收紧，防止线条回缩。进一步地，本发明采用较为柔软、坚韧的线条穿过多层隔膜上的过线孔，实现多层隔膜的固定，提高了多层隔膜的装配可靠性。进一步地，本发明通过采用化学性质相对稳定的高分子材料制作线条，进一步提升电池性能的稳定性。进一步地，本发明通过采用设有贯通孔的夹板组件夹紧隔膜侧面边缘，由穿孔针穿过夹板组件上的贯通孔，在隔膜的侧面边缘形成过线孔，操作简单，而且便于控制过线孔的直径以及相邻两个过线孔之间的间距。

〖附图说明〗

为了更清楚地说明本发明实施例，下面对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明中的实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本发明实施例一提供的高安全性锂离子电池一个方向的立体结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的高安全性锂离子电池另一个方向的立体结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的高安全性锂离子电池(未穿设线条时)的立体结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的高安全性锂离子电池的制造方法的流程示意图；

图5为锂电池隔膜的结构示意图；

图6为锂电池正极片的结构示意图；

图7为锂电池负极片的结构示意图；

图8是本发明实施例二提供的高安全性锂离子电池的制造方法的流程示意图；

图9是本发明实施例三提供的高安全性锂离子电池的制造方法的流程示意图。

〖具体实施方式〗

下面结合附图，对本发明进行详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案、优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

一种高安全性锂离子电池包括高安全性锂离子电芯100、电解液(未图示)以及包装外壳(未图示)，采用包装外壳(在本实施例中是铝塑膜)对电芯进行封装，并在真空条件下烘烤除去电芯中的水分，随后注入电解液，再对电池进行化成和分选等处理，得到高性能锂离子电池；其中，电芯可以是卷绕电芯或者叠片电芯，卷绕电芯由正极片、隔膜、负极片堆叠后卷绕形成；具体的，由一个正极片、一个隔膜、一个负极片、一个隔膜堆叠后卷绕形成；叠片电芯由若干个正极片、若干个隔膜、若干个负极片依次堆叠而成。

如图1，2，3所示，作为一种具体的实施方式，本实施例中的高安全性锂离子电芯100包括若干正极片110、若干负极片120和若干隔膜130，所述正极片110和所述负极片120之间至少存在一个所述隔膜130，隔膜130沿着侧面方向超出正极片110和负极片120；若干隔膜130凸出于正极片110和负极片120的至少一个侧面边缘设有多个过线孔131，若干隔膜130的多个过线孔131沿着垂直于隔膜130方向对应重合，由一线条140依次穿过所述若干隔膜130的多个过线孔131，线条140两端通过收紧部进行收紧。

如图1，2，3所示，正极片110包括正极耳111，负极片120包括负极耳121，正极耳111和负极耳121在一侧面方向超出隔膜130；隔膜130远离正极耳111和负极耳121方向的侧面边缘设有一排所述过线孔131，线条140沿着平行于该侧面边缘的方向依次穿过多个过线孔131，线条140拉紧后将多层隔膜130缝在一起，线条140的起始端和终止端通过打结的方式进行限位固定。

在本实施例中，高安全性锂离子电池通过线条140将多层隔膜130的边缘缝制在一起，降低多层隔膜130在外力作用下往卷芯内部翻折几率，进而降低电池短路风险，提升锂离子电池的安全性。

在本实施例中，隔膜130远离正极耳111和负极耳121方向的侧面边缘通过线条140缝制在一起；在其它实施例中，隔膜130的其它侧面边缘上设置有多个过线孔140，通过线条140与过线孔140配合，将其它侧面边缘缝制在一起。

在本实施例中，线条140采用化学性质相对稳定的高分子材料制作，提升电池性能的稳定性。作为一种具体的实现方式，所述线条采用PET塑料或PP塑料制作。

进一步地，本实施例采用较为柔软、坚韧的线条穿过多层隔膜上的过线孔，实现多层隔膜的固定，提高了多层隔膜的装配可靠性。

在本实施例中，过线孔131的直径范围为0.1mm-5mm；线条140的直径小于过线孔131的直径，且线条140的直径范围为0.1mm-5mm；线条140的起始端和终止端打结后形成结点的直径大于过线孔131的直径，且结点的直径范围为0.1mm-5mm。

在本实施例中，相邻两个过线孔131之间距离太远，不便于拉紧隔膜130；相邻两个过线孔131之间距离太近，收紧线条140时容易损伤过线孔131之间的隔膜。作为一种具体的实现方式，位于同一侧的相邻两个过线孔131之间的间距范围为1mm-20mm，在不损伤隔膜130的前提下，拉紧隔膜130。

如图4所示，本实施例还提供一种高安全性锂离子电芯的制造方法，包括以下步骤：

S100，将分切好的正极片、负极片、隔膜依次交替堆叠，得到；

在本实施例中，按照常规的软包锂离子电池生产工艺，通过配料、涂布、辊压、分切得到正负极片；然后将分切好的正负极片、隔膜通过卷绕方式或叠片方式得到电芯；其中，正极片、负极片和隔膜的数量均为多个，正极片、隔膜和负极片依次交替堆叠。

在本实施例中，隔膜沿着侧面方向超出正极片和负极片，防止正极片和负极片边缘直接接触导致内部短路。

S200，在隔膜凸出于正极片和负极片的至少一个侧面边缘设置多个过线孔；

在本实施例中，隔膜130远离极耳方向的侧面边缘设置有多个过线孔131，多个过线孔140用于在隔膜130的侧面边缘穿设线条140，将相应侧面方向的多层隔膜130通过线条140缝制在一起；在其它实施例中，隔膜130的其它侧面方向的边缘设置有多个过线孔131。

S300，将线条依次穿过隔膜侧面边缘的多个过线孔，收紧线条。

在本实施例中，穿设在隔膜侧面边缘的线条采用化学性质相对稳定的高分子材料制作。

在本实施例中，通过在线条的起始端和终止端进行打结，对穿设在隔膜边缘的线条进行收紧，固定线条的位置；线条的起始端和终止端打结后形成的结点大致呈团状，团状结点的直径大于设在隔膜边缘的过线孔的直径，防止线条缩回。在其它实施例中，通过在线条的起始端和终止端设置限位件，比如卡扣，锁线扣等收紧线条。

在本实施例中，通过线条将多层隔膜的边缘缝制在一起，降低隔膜在外力作用下往卷芯内部翻折几率，进而降低电池短路风险，提升锂离子叠片电池安全性。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：如图5所示，隔膜包括基膜11，在基膜11的单侧或两侧表面上设置有陶瓷层12，隔膜的最外层为胶层13，图5所示的隔膜只在基膜11的一侧表面上设置陶瓷层12，在基膜11的另一侧表面上设置胶层13，在陶瓷层12的外侧表面也设置胶层13，即相邻两层隔膜的胶层相对设置；若干隔膜经过加压处理，使得所述胶层的压缩率大于等于20％，和/或，使得所述隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；胶层的压缩率和隔膜的剥离力均用于表示相邻两层隔膜之间的粘接强度，压缩率大和剥离力大均可以表示相邻两层隔膜之间粘接关系比较可靠，更难分散。

作为具体的实施方式，本实施例采用热压的方式对若干隔膜进行加压处理，热压的温度范围为40-90℃，热压的时间范围为10-60s。

在本实施例中，隔膜为基膜+单层陶瓷层+双面胶层的结构，过线孔贯穿所述基膜+单层陶瓷层+双面胶层结构；在其它实施例中，隔膜为基膜+双层陶瓷层+双面胶层的结构(即隔膜在基膜11的两侧表面上均设置陶瓷层1，两陶瓷层12的外侧表面均设置有胶层13)，所述过线孔贯穿所述基膜+双层陶瓷层+双面胶层结构。

在本实施例中，将隔膜的同时有陶瓷层和胶层的表面定义为陶瓷面，将隔膜的只有胶层的表面定义为胶面或基材面。

在本实施例中，基膜可以是单层PE(聚乙烯)或单层PP(聚丙烯)或者PP-PE-PP三层结构，基膜的厚度可为3μm～20μm。当隔膜只有单面陶瓷层时，陶瓷层的厚度可为0.5μm～3μm，当隔膜双面都有陶瓷层时，陶瓷层的厚度可为0.5μm～5μm。陶瓷层中包含陶瓷颗粒和粘结性聚合物，陶瓷颗粒可以是氧化铝、勃母石、氧化镁，粘结性聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯一六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯一丁二烯共聚物、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯聚合物中的至少一种。陶瓷层中陶瓷颗粒的含量(质量百分比)为85～92％，其余为粘接性聚合物，陶瓷颗粒的粒径分布为：D10粒径为0.15～0.3μm，D50粒径为0.35～0.45μm，D90粒径为0.6～0.8μm，D100粒径＜4.5μm。

在本实施例中，胶层的厚度为0.5μm～3μm，胶层的填充密度为0.6g/m²～3.0g/m²，胶层中包含粘接性聚合物，粘接性聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯一六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯一丁二烯共聚物、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯聚合物中的至少一种。

当隔膜为水系隔膜时，胶层中包括粘接性聚合物、粘接剂和分散剂，其中，粘接性聚合物的含量(质量百分比)为92～96％，粘接剂的含量为2.5～5.5％，分散剂的含量为1.5～2.5％；当隔膜为油系混涂隔膜时，胶层中包括粘接性聚合物和陶瓷颗粒，其中，粘接性聚合物的含量(质量百分比)为30～50％，陶瓷颗粒的含量为50～70％；当隔膜为纯油系隔膜时，胶层中粘接性聚合物的含量为100％，粘结性聚合物的分子量30万～100万。

如图6所示，锂电池的正极片包括正极箔材14以及涂覆在正极箔材14两侧表面上的正极活性物质层15，正极箔材14可以是铝箔，厚度为8μm～14μm。正极活性物质层中包括正极材料、导电剂和粘结剂，正极材料可为LiCoO₂、LiNiO₂、LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiNixCoyMn_1-x-yO₂中的一种，导电剂可以是导电炭黑、碳纳米管、导电石墨、石墨烯中的一种或多种，粘结剂可以是聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚胺酯、氟化橡胶、聚乙烯醇中的一种或多种，正极活性物质层中正极材料的含量(质量百分比)为96～98.5％，导电剂的含量为0.5～2.5％，粘结剂的含量为1～1.5％。

如图7所示，锂电池的负极片包括负极箔材16以及涂覆在负极箔材16两侧表面上的负极活性物质层17。负极箔材16可以是铜箔，厚度为5μm～10μm。负极活性物质层中包括负极材料、导电剂、粘结剂和分散剂。负极材料可为中间相碳微球、人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、钛酸锂、硅基材料、锡基材料和锂金属，导电剂可为导电炭黑、碳纳米管、导电石墨、石墨烯中的一种或多种，粘结剂可为聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚胺酯、氟化橡胶、聚乙烯醇中的一种或多种，分散剂可为羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素钾。负极活性物质层中，负极材料的含量(质量百分比)为95～97％，导电剂的含量为1～2％，粘接剂的含量为1～1.5％，分散剂的含量为0～1.5％。

在本实施例中，由于隔膜材质较软，使用穿孔针对隔膜进行穿孔以得到过线孔时，过线孔的直径以及相邻两个过线孔之间的间距难以控制；与此同时，通过线条缝制多层隔膜时，多层隔膜容易分散张开，存在内部翻折风险，增加缝纫难度。而本实施例通过在多层隔膜的外侧表面设置胶层，实现相邻隔膜之间通过胶层相对设置，经过加压处理后使得该侧面边缘得到硬化，降低了穿孔难度，而且便于控制过线孔的直径以及相邻两个过线孔之间的间距。

如下表1所示，对多层隔膜进行热压后穿孔测试，结果显示，相邻隔膜之间的胶层经过热压后的压缩率大于等于20％时，穿孔NG(not good)的比例(即穿孔失败率)为0％。

表1多层隔膜进行热压后穿孔测试结果

压缩率	隔膜片数	NG比例
			0	100pcs	92％
10％	100pcs	3％
			20％	100pcs	0％
30％	100pcs	0％
			50％	100pcs	0％
70％	100pcs	0％

在本实施例中，测量相邻两层隔膜之间胶层的压缩率的方法如下：热压前使用电镜单独测量相邻两层隔膜之间胶层截面的厚度，得到热压前相邻两层隔膜之间胶层厚度；热压后再次使用电镜单独测量相邻两层隔膜之间胶层截面的厚度；根据计算公式，压缩率＝(热压前相邻两层隔膜之间胶层厚度-热压后相邻两层隔膜之间胶层厚度)/热压前相邻两层隔膜之间胶层厚度，计算得到相邻两层隔膜之间胶层的压缩率。

在本实施例中，对多层隔膜进行热压后，相邻两层隔膜之间的剥离力范围为0.2-1N/mm；相邻两层隔膜之间剥离力的测试方法为：使用热压机对多层隔膜设有胶层的侧面边缘进行热压，然后用刀片裁切宽度范围为15±0.1mm，长度范围为50±0.1mm的隔膜片；再通过拉力计沿着裁切下来的隔膜片长度方向施加拉力，使两层隔膜相互剥离，记录稳定阶段拉力数据，该拉力数据即为相邻两层隔膜之间的剥离力。

在本实施例中，通过在线条两端(的起始端和终止端)进行打结，对穿设在隔膜侧面边缘上的线条进行收紧，固定线条的位置；线条的起始端和终止端打结后形成的结点大致呈团状，团状结点的直径大于设在隔膜边缘的过线孔的直径，防止线条缩回。在其它实施例中，通过在线条的起始端和终止端设置限位件，比如卡扣，锁线扣等收紧线条。

如图8所示，本实施例还提供一种高安全性锂离子电芯的制造方法，包括以下步骤：

S210，将分切好的正极片、负极片、隔膜依次交替堆叠，隔膜的两外侧表面设置有胶层；

S220，对隔膜进行加压处理，使胶层的压缩率大于等于20％，和/或，使隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；

S230，通过夹板组件夹紧隔膜用于设置过线孔的侧面边缘，所述夹板组件沿着垂直于隔膜表面方向设有多个贯通孔；

S240，穿孔针通过夹板组件上的贯通孔穿透隔膜，在隔膜的侧面边缘形成多个过线孔；

S250，取下夹板组件，将线条依次穿过隔膜侧面边缘上的过线孔，收紧线条。

在本实施例中，所述夹板组件(未图示)夹设在多层隔膜用于设置过线孔的侧面边缘，用于夹紧该侧面边缘；夹板组件沿着垂直于隔膜表面的方向设置有与过线孔一一对应的贯通孔，该贯通孔用于供穿孔针通过，由穿孔针在该侧面边缘上穿孔。

作为具体的实施方式，所述夹板组件包括间隔设置的第一夹板、第二夹板以及用于连接第一夹板和第二夹板的夹板连接机构；所述第一夹板和第二夹板间隔设置，形成用于夹设所述侧面边缘的容纳空间。

作为具体的实施方式，夹板连接机构包括机械连接机构，比如，螺钉。

本实施例中的隔膜购自东莞市卓高电子科技有限公司，电解液购自深圳新宙邦科技股份有限公司。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于：相邻两层隔膜在用于设置过线孔的侧面边缘区域相对设置有胶层(未图示)；若干隔膜的设有胶层的侧面边缘经过加压处理，使所述胶层的压缩率大于等于20％，和/或，使所述隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；所述过线孔贯穿隔膜以及相对设置在相邻两层隔膜上的胶层。

在本实施例中，胶层的厚度为0.5μm～3μm，胶层的填充密度为0.6g/m²～3.0g/m²，胶层中包含粘接性聚合物，粘接性聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯一六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯一丁二烯共聚物、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯聚合物中的至少一种。

当隔膜为水系隔膜时，胶层中包括粘接性聚合物、粘接剂和分散剂，其中，粘接性聚合物的含量(质量百分比)为92～96％，粘接剂的含量为2.5～5.5％，分散剂的含量为1.5～2.5％；当隔膜为油系混涂隔膜时，胶层中包括粘接性聚合物和陶瓷颗粒，其中，粘接性聚合物的含量(质量百分比)为30～50％，陶瓷颗粒的含量为50～70％；当隔膜为纯油系隔膜时，胶层中粘接性聚合物的含量为100％，粘结性聚合物的分子量30万～100万。

本实施例通过在多层隔膜的用于设置过线孔的侧面边缘相对设置胶层，胶层经过加压处理后使得该侧面边缘得到硬化，降低了穿孔难度，而且便于控制过线孔的直径以及相邻两个过线孔之间的间距。

如图9所示，本实施例还提供一种高安全性锂离子电芯的制造方法，包括以下步骤：

S310，将分切好的正极片、负极片、隔膜依次交替堆叠，相邻两层隔膜凸出于正极片和负极片的至少一侧面边缘相对设置有胶层；

S320，对隔膜设有胶层的侧面边缘进行加压处理，使胶层的压缩率大于等于20％，和/或，使隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；

S330，通过夹板组件夹紧经过加压处理的侧面边缘，所述夹板组件沿着垂直于隔膜表面方向设有多个贯通孔；

S340，穿孔针通过夹板组件上的贯通孔穿透隔膜和胶层，在隔膜的侧面边缘形成多个过线孔；

S350，取下夹板组件，将线条依次穿过隔膜侧面边缘上的过线孔，收紧线条。

以上所述仅是本发明的优选实施例，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高安全性锂离子电芯，其特征在于：包括若干正极片、若干负极片和若干隔膜，所述正极片和所述负极片之间至少存在一个所述隔膜，所述若干隔膜的凸出于正极片和负极片的至少一个侧面边缘设有多个过线孔，由至少一线条依次穿过所述若干隔膜的多个过线孔；所述线条两端具有收紧部。

2.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电芯，其特征在于：所述若干隔膜的多个过线孔沿着垂直于隔膜方向对应重合。

3.根据权利要求1所述的高安全性锂离子电芯，其特征在于：相邻两层隔膜至少在对应于所述侧面边缘的区域相对设置有胶层；所述胶层的压缩率大于等于20％，和/或，所述若干隔膜的剥离力范围为0.2-1N/mm；所述过线孔贯穿所述隔膜和胶层。

4.根据权利要求3所述的高安全性锂离子电芯，其特征在于：所述若干隔膜的设有胶层的区域经过热压处理。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的高安全性锂离子电池，其特征在于：所述隔膜远离正极片极耳和负极片极耳方向的侧面边缘用于设置所述多个过线孔。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的高安全性锂离子电池，其特征在于：所述线条的两端通过打结进行收紧或通过限位件进行限位收紧。

7.根据权利要1-4任意一项所述的高安全性锂离子电池，其特征在于：所述过线孔的直径范围为0.1mm-5mm；所述线条的直径范围为0.1mm-5mm，且所述线条的直径小于所述过线孔的直径；所述线条的起始端和终止端打结后形成结点的直径范围为0.1mm-5mm，且所述结点的直径大于所述过线孔的直径。

8.根据权利要1-4任意一项所述的高安全性锂离子电池，其特征在于：位于同一侧的相邻两个所述过线孔之间的间距范围为1mm-20mm。

9.一种锂离子电池，其特征在于：包括权利要1-8任意一项所述的电芯，还包括包装外壳和电解液。

10.一种高安全性锂离子电芯的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

将分切好的正极片、负极片、隔膜依次交替堆叠；

在隔膜凸出于正极片和负极片的至少一个侧面边缘设置多个过线孔；

将线条依次穿过隔膜侧面边缘的多个过线孔，收紧线条。

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