CN210272570U - 一种高粘结锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高粘结锂离子电池，包括依次叠放在一起的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的两侧表面满涂涂覆有正极材料涂层，所述负极片的两侧表面满涂涂覆有负极材料涂层，所述隔膜的至少一侧表面涂覆有陶瓷涂层，所述正极片一侧或两侧的正极材料涂层的表面满涂涂覆有第一聚合物水性涂层，所述负极片一侧或两侧的负极材料涂层的表面满涂涂覆有第二聚合物水性涂层。本实用新型通过将聚合物水性涂层涂覆到正极片或负极片上，简化了涂覆工艺，涂覆更均匀，使得极片与隔膜之间的粘结力更好，也避免了电芯卷绕过程中出现的极耳错位、Hi‑pot不良等现象，也减少了隔膜的透气损失，更有利于锂离子传导，提高锂离子电池的循环性能和安全性能。

Description

一种高粘结锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池隔膜技术领域，具体涉及一种高粘结锂离子电池。

背景技术

锂离子电池已广泛用于消费电子、电动工具和电动车等行业，具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、功率高和绿色环保等优点。随着锂离子电池应用越来越广泛，其面临更高能量密度及更高安全性能的挑战。隔膜是锂离子电池重要原材料之一，隔膜的厚度、耐热性、机械强度和孔隙率等指标对电池的能量密度、安全性能、内阻及功能等具有重要的影响。

传统PE隔膜与PP隔膜，不仅热收缩率较高，与电解液亲和力较弱，设计电池时隔膜预留尺寸较大，而且体积能量密度小，一旦发生热失控，电池温度会迅速攀升，使锂离子电池的安全性能面临挑战。目前，多采用在聚烯烃隔膜表面涂覆陶瓷层增加隔膜热稳定性，由于陶瓷涂层与极片间粘结力较弱，为了提高隔膜与极片间粘结附着力，需要在陶瓷涂层表面或基膜表面涂覆一层聚合物胶层，聚合物为PVDF或PMMA或其共聚物，但聚合物胶层造成隔膜透气损失，不利于锂离子传导；而且聚合物涂覆在隔膜上时，因隔膜厚度较薄，涂覆制成工艺要求较高，涂覆工艺复杂难控制，且聚合物胶层涂覆的隔膜与极片进行卷绕成电芯时，易发生极耳错位、Hi-pot不良等现象。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在之缺失，提供一种高粘结锂离子电池，其能简化聚合物胶层的涂覆工艺，提高极片与隔膜的粘结力，避免电芯卷绕过程中出现极耳错位、Hi-pot不良等现象，同时减少隔膜透气损失，提高锂离子电池的循环性能和安全性能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种高粘结锂离子电池，包括依次叠放在一起的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的两侧表面满涂涂覆有正极材料涂层，所述负极片的两侧表面满涂涂覆有负极材料涂层，所述隔膜的至少一侧表面涂覆有陶瓷涂层，所述正极片一侧或两侧的正极材料涂层的表面满涂涂覆有第一聚合物水性涂层，所述负极片一侧或两侧的负极材料涂层的表面满涂涂覆有第二聚合物水性涂层。

作为一种优选方案，所述正极片为铝箔，所述正极材料涂层为镍酸锂涂层、钴酸锂涂层、锰酸锂涂层或磷酸铁锂涂层中的一种。

作为一种优选方案，所述负极片为铜箔，所述负极材料涂层为负极石墨涂层。

作为一种优选方案，所述第一聚合物水性涂层为PVDF涂层、PMMA涂层、PVDF共聚物涂层或PMMA共聚物涂层中的一种，所述第一聚合物水性涂层的涂覆厚度为2～20μm。

作为一种优选方案，所述第二聚合物水性涂层为PVDF涂层、PMMA涂层、PVDF共聚物涂层或PMMA共聚物涂层中的一种，所述第二聚合物水性涂层的涂覆厚度为2～20μm。

作为一种优选方案，所述隔膜的一侧涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层涂覆于隔膜面向正极片的一侧。

作为一种优选方案，所述隔膜为聚烯烃基膜。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，通过将聚合物水性涂层涂覆到正极片或负极片上，简化了涂覆工艺，涂覆更均匀，使得极片与隔膜之间的粘结力更好，也避免了电芯卷绕过程中出现的极耳错位、Hi-pot不良等现象，同时也减少了隔膜的透气损失，更有利于锂离子传导，提高锂离子电池的循环性能和安全性能。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型作进一步详细说明：

附图说明

图1是本实用新型之实施例的结构示意图；

附图标识说明：

10、正极片；11、正极材料涂层；12、第一聚合物水性涂层；20、隔膜；21、陶瓷涂层；30、负极片；31；负极材料涂层；32、第二聚合物水性涂层。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种高粘结锂离子电池，包括依次叠放在一起的正极片10、隔膜20和负极片30，所述正极片10的两侧表面均满涂涂覆有正极材料涂层11，所述正极片10面向隔膜20一侧的正极材料涂层11表面满涂涂覆有第一聚合物水性涂层12，所述负极片30的两侧表面均涂覆有负极材料涂层31，所述负极片30面向隔膜20一侧的负极材料涂层31的表面涂覆有第二聚合物水性涂层32。

本实用新型中，所述隔膜20为聚烯烃基膜，所述隔膜20的一侧涂覆有陶瓷涂层21，所述陶瓷涂层21涂覆于隔膜20面向正极片10的一侧，所述陶瓷涂层21由陶瓷、粘结剂、润湿剂组成，陶瓷为氧化铝、勃姆石、氢氧化镁、二氧化硅、二氧化钛、锂镧锆氧、磷酸钛铝锂、中的至少一种。

具体的，所述正极片10为铝箔，所述正极材料涂层11为镍酸锂涂层、钴酸锂涂层、锰酸锂涂层或磷酸铁锂涂层中的一种，也可为镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂中至少两种材料的混合涂层。

具体的，所述负极片30为铜箔，所述负极材料涂层31为负极石墨涂层。

具体的，所述第一聚合物水性涂层12为PVDF涂层或PMMA涂层或PVDF共聚物涂层或PMMA共聚物涂层，所述第一聚合物水性涂层12的涂覆厚度为2～20μm。

具体的，所述第二聚合物水性涂层32为PVDF涂层或PMMA涂层或PVDF共聚物涂层或PMMA共聚物涂层，所述第二聚合物水性涂层32的涂覆厚度为2～20μm。

需要说明的是，本实用新型中，陶瓷涂层21既可以涂覆于隔膜20的一侧，也可涂覆于隔膜20的两侧；所述第一聚合物水性涂层12也可全覆盖涂覆于正极片10两侧的正极材料涂层11的表面；所述第二聚合物水性涂层32也可全覆盖涂覆于负极片30两侧的负极材料涂层31的表面。

综上所述，本实用新型通过将聚合物水性涂层涂覆到正极片10或负极片30上，简化了涂覆工艺，涂覆更均匀，使得极片与隔膜20之间的粘结力更好，也避免了电芯卷绕过程中出现的极耳错位、Hi-pot不良等现象，同时也减少了隔膜20的透气损失，更有利于锂离子传导，提高锂离子电池的循环性能和安全性能；通过在正极片10上涂覆导电陶瓷层12，由于导电陶瓷的比表面积大且电导率高，增大锂离子转移能力，提高离子电导率，使锂离子转移分布更均匀，减少因锂枝晶形成造成的锂离子亏损，能够改善电解质与极片间的界面稳定性，提高锂离子电池循环性能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，故凡是依据本实用新型的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种高粘结锂离子电池，其特征在于：包括依次叠放在一起的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的两侧表面满涂涂覆有正极材料涂层，所述负极片的两侧表面满涂涂覆有负极材料涂层，所述隔膜的至少一侧表面涂覆有陶瓷涂层，所述正极片一侧或两侧的正极材料涂层的表面满涂涂覆有第一聚合物水性涂层，所述负极片一侧或两侧的负极材料涂层的表面满涂涂覆有第二聚合物水性涂层。

2.根据权利要求1所述的一种高粘结锂离子电池，其特征在于：所述正极片为铝箔，所述正极材料涂层为镍酸锂涂层、钴酸锂涂层、锰酸锂涂层或磷酸铁锂涂层中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种高粘结锂离子电池，其特征在于：所述负极片为铜箔，所述负极材料涂层为负极石墨涂层。

4.根据权利要求1所述的一种高粘结锂离子电池，其特征在于：所述第一聚合物水性涂层为PVDF涂层、PMMA涂层、PVDF共聚物涂层或PMMA共聚物涂层中的一种，所述第一聚合物水性涂层的涂覆厚度为2～20μm。

5.根据权利要求1所述的一种高粘结锂离子电池，其特征在于：所述第二聚合物水性涂层为PVDF涂层、PMMA涂层、PVDF共聚物涂层或PMMA共聚物涂层中的一种，所述第二聚合物水性涂层的涂覆厚度为2～20μm。

6.根据权利要求1所述的一种高粘结锂离子电池，其特征在于：所述隔膜的一侧涂覆有陶瓷涂层，所述陶瓷涂层涂覆于隔膜面向正极片的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种高粘结锂离子电池，其特征在于：所述隔膜为聚烯烃基膜。

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