CN218569138U - 电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池领域,具体涉及电池。所述电池包括第一极片、第二极片和隔膜,所述隔膜包括基材层以及设置在所述基材层一侧或两侧表面的涂覆层,所述涂覆层包括第一涂覆层,所述隔膜经卷绕后分为平直区和圆弧区,所述第一涂覆层至少覆盖所述隔膜的圆弧区。本实用新型的电池能够充分解决锂离子电池长循环过程中负极圆弧处析锂的问题,同时能够有效抑制锂离子电池的膨胀变形。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池领域,具体涉及电池。
背景技术
在现有的锂离子电池制造工艺中,特别是在卷绕电芯制作过程中,卷绕电芯的拐角处往往存在很大的应力,在电池的充放电过程中,极片会因为活性物质的脱锂或嵌锂状态而发生体积膨胀,从而导致正负极片之间产生膨胀应力,如果膨胀应力得不到有效释放,就会导致卷绕电芯变形,并且在循环后期,膨胀应力还会挤出正负极片之间的电解液,导致电极组件的浸润性变差,使锂离子电池在圆弧处出现析锂的问题。
因此,需要寻找方法改善电芯变形和析锂的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的由于极片体积膨胀导致的电芯变形和析锂的问题,提供一种电池。本实用新型的电池能够充分解决长循环过程中负极圆弧处析锂的问题,同时能够有效抑制锂离子电池的膨胀变形。
本实用新型提供了一种电池,所述电池包括第一极片、第二极片和隔膜,所述隔膜包括基材层以及设置在所述基材层一侧或两侧表面的涂覆层,所述涂覆层包括第一涂覆层,所述隔膜经卷绕后分为平直区和圆弧区,所述第一涂覆层至少覆盖所述隔膜的圆弧区。
在一实例中,所述第一涂覆层至少与所述第二极片相对,所述第二极片为负极片。
在一实例中,所述涂覆层还包括第二涂覆层,所述第一涂覆层和所述第二涂覆层依次交替分布,所述第一涂覆层具有若干凸起部,所述第二涂覆层具有平整表面,所述交替分布的第一涂覆层和第二涂覆层位于所述基材层的一侧表面,所述基材层另一侧表面设置有第三涂覆层,所述第三涂覆层具有平整表面。
在一实例中,所述第一涂覆层覆盖所述隔膜的圆弧区,所述第二涂覆层覆盖所述隔膜的平直区。
在一实例中,所述电池的任一圈隔膜上的所述第一涂覆层的长度不小于其相邻的靠近圆弧中心侧的一圈隔膜上的所述第一涂覆层的长度。
在一实例中,所述凸起部的粒度为50-1800nm,所述凸起部之间的间距为50-300μm。
在一实例中,所述凸起部的粒度为500-1100nm,所述凸起部之间的间距为100-200μm。
在一实例中,所述凸起部为球状和块状中的至少一种。
在一实例中,所述第一涂覆层的高度为0.5-5μm。
在一实例中,所述第一涂覆层还具有平整部,所述平整部设置于所述凸起部与所述基材层之间。
在一实例中,所述第一涂覆层的凸起部在所述基材层表面的投影面积占所述第一涂覆层在所述基材层表面投影面积的45-75%。
在一实例中,所述电池的一个负极片与其两侧的两个隔膜形成一个隔膜组,所述隔膜组中所述第一涂覆层的凸起部与所述负极片相粘接。
通过上述技术方案,本实用新型与现有技术相比至少具有以下优势:
(1)本实用新型的电池的隔膜表面的凸起部能够起到支撑作用,为极片在充放电过程中因膨胀而产生的应力提供释放空间,能够防止电芯拐角处发生变形;
(2)本实用新型的电池的隔膜表面的凸起部之间存在间隙,为电解质提供了储液空间,能够有效改善由于电解液不足导致的锂离子迁移受阻而析锂的问题。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
附图说明
图1所示为本实用新型一实例中电池卷芯示意图。
图2所示为本实用新型一实例的电池中的隔膜示意图。
图3所示为本实用新型一实例的电池中的隔膜示意图。
图4所示为本实用新型一实例的电池中隔膜上第一涂覆层的球状凸起部示意图。
如图5所示为本实用新型一实例的电池中隔膜上第一涂覆层的块状凸起部示意图。
图6所示为本实用新型一具体实施方式的电池中隔膜的第一涂覆层示意图。
图7所示为本实用新型一实例的电池中隔膜的第一涂覆层高度示意图。
图8所示为本实用新型一实例的电池中隔膜组示意图。
图9所示为本实用新型实施例I1的隔膜制备的电池与对比例D1的隔膜制备的电池经过循环测试后的解剖图。
附图标记说明
1-第一极片;
2-第二极片;
3-隔膜;31-基材层;32-第一涂覆层;33-第二涂覆层;34-第三涂覆层。
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
根据本实用新型中具体实施例的电池如图1-图8所示,以下结合附图对所述电池进行示例性的说明。
本实用新型提供了一种电池,如图1所示,为本实用新型一实例中电池卷芯示意图,所述电池包括第一极片1、第二极片2和隔膜3,由图1能够看出,所述隔膜3经过卷绕后可以分为平直区和圆弧区,所述圆弧区即为图1中所示的电芯左右两侧的曲面区域,所述平直区即为所述两个曲面中间所夹的平面区域。
在一具体实施方式中,所述第一极片为负极片,所述第二极片为正极片。
如图2所示,为本实用新型一实例的电池中的隔膜示意图,图2(a)和图2(b)分别为单侧涂覆和双侧涂覆的情况;图2(a)和图2(b)的涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层,图2(c)的涂覆层包括第一涂覆层。在图2(a)中,所述隔膜3包括基材层31以及依次交替分布在所述基材层31一侧表面的第一涂覆层32和第二涂覆层33;在图2(b)中,所述隔膜3包括基材层31以及依次交替分布在所述基材层31两侧表面的第一涂覆层32和第二涂覆层33;在图2(c)中,所述隔膜3包括基材层31以及设置在所述基材层31一侧表面的第一涂覆层32。在图2中,所述第一涂覆层32具有若干凸起部,所述第二涂覆层33具有平整表面。
电池在循环过程中极片会发生体积膨胀,极片的体积膨胀会导致正负极片之间产生膨胀应力,进而导致电芯变形,尤其是卷绕式电池的圆弧区,膨胀应力较大,并且该膨胀应力还会将正负极片之间的电解液挤出,从而使得正负极片的浸润性变差,使得电池在负极圆弧区析锂,本实用新型的发明人发现,在隔膜上设置具有凸起部的涂覆层,使该具有凸起部的涂覆层完全覆盖圆弧区,并且该具有凸起部的涂覆层至少与负极片相对时,能够解决上述技术问题,所述凸起部至少能够覆盖所述隔膜的圆弧区,从而起到支撑作用,为极片在充放电过程中因膨胀而产生的应力提供释放空间,能够防止电芯圆弧区发生变形;并且所述凸起部之间存在间隙,为电解质提供了储液空间,所述隔膜的第一涂覆层至少与所述负极片相对,能够有效改善由于电解液不足导致的锂离子迁移受阻而引起的负极析锂问题。
所述隔膜的第一涂覆层至少与所述负极片相对。
所述隔膜的第一涂覆层至少覆盖所述隔膜的圆弧区。
在一具体实施方式中,所述第一涂覆层覆盖所述隔膜的圆弧区,所述第二涂覆层覆盖所述隔膜的平直区。
可以理解的是,当所述隔膜的涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层时,所述第一涂覆层可以只覆盖圆弧区,所述第二涂覆层可以只覆盖平直区;或,所述第一涂覆层可以覆盖全部的圆弧区和部分的平直区,所述第二涂覆层可以覆盖剩余部分的平直区;当所述隔膜的涂覆层包括第一涂覆层时,所述第一涂覆层覆盖全部的圆弧区和全部的平直区。
所述第一涂覆层可以与负极片相对且与正极片不相对,所述第一涂覆层也可以与负极片和正极片均相对。
如图3所示为本实用新型一实例的电池中的隔膜示意图,所述所述交替分布的第一涂覆层32和第二涂覆层33位于所述隔膜的基材层31的一侧表面,所述基材层31另一侧表面设置有第三涂覆层34,所述第三涂覆层34具有平整表面。
可以理解的是,在卷绕式电池的卷芯中,每一圈的周长从内到外依次增大,相应的每一圈的圆弧区的跨度也依次增大,因此,每一圈隔膜上覆盖圆弧区的第一涂覆层沿集流体长边方向上的距离也从内到外依次增大。
在本文中,所述“从内到外”是指从靠近卷芯圆弧中心到远离卷芯圆弧中心。
所述电池的任一圈隔膜上的所述第一涂覆层的长度不小于其相邻的靠近圆弧中心侧的一圈隔膜上的所述第一涂覆层的长度。
在本文中,所述第一涂覆层的长度是指所述第一涂覆层沿集流体长边方向上的距离。
所述凸起部的粒度为50-1800nm(例如50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm、1600nm、1700nm或1800nm),所述凸起部之间的间距为50-300μm(例如50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm、250μm、260μm、270μm、280μm、290μm或300μm)。
在一实例中,所述凸起部的粒度为500-1100nm,所述凸起部之间的间距为100-200μm。
在本文中,术语“粒度”和“间距”具有本领域常规的含义。术语“粒度”用来表示凸起部的尺寸,通常认为,规则的球体凸起部的粒度为所述球体凸起部的直径,正方体凸起部的粒度为所述正方体凸起部的边长,不规则凸起部的粒度为与所述不规则凸起部有相同技术效果的某一球体的直径的等效直径。术语“间距”用来表示相邻两个凸起部的边缘的最短距离。
在一实例中,所述基材层为聚酯膜(PET)、纤维素膜、聚酰亚胺膜(PI)、聚酰胺膜(PA)、氨纶、芳纶膜、聚乙烯(PE)单层膜、聚丙烯(PP)单层膜、聚乙烯和聚丙烯双层复合膜(一层聚乙烯膜和一层聚丙烯膜)或聚乙烯和聚丙烯三层复合膜(两层聚乙烯膜中间夹一层聚丙烯膜)。
在一实例中,所述凸起部为球状和块状中的至少一种。
在本文中,所述球状包括规则的球体和不规则的球体。
如图4所示,为本实用新型一实例的电池中隔膜上第一涂覆层的球状凸起部示意图。
在一具体实施方式中,如图4(a)所示,所述球状凸起部为规则的球体。
在另一具体实施方式中,所述球状凸起部为不规则的球体,如图4(b)所示,为半球状。
在又一具体实施方式中,所述球状凸起部为不规则的球体,如图4(c)所示,为椭球状。
在本文中,所述块状包括正多边体和非正多边体。
如图5所示,为本实用新型一实例的电池中隔膜上第一涂覆层的块状凸起部示意图。
在一具体实施方式中,所述块状凸起部为正多边体,如图5(a)所示,为正三棱锥。
在另一具体实施方式中,所述块状凸起部为非正多边体,如图5(b)所示,为长方体。
根据一种具体实施方式,如图6所示,为本实用新型一具体实施方式的电池中隔膜的第一涂覆层示意图,所述第一涂覆层还具有平整部,即所述第一涂覆层32具有凸起部和平整部,所述平整部设置于所述凸起部与所述基材层31之间。
在一实例中,所述第一涂覆层的高度为0.5-5μm。
在本文中,术语“高度”具有本领域常规的含义。术语“高度”用来表示凸起部中最高点至所述凸起部相邻的基材层表面的距离。
如图4(a)所示,所述第一涂覆层32的高度为球体凸起部最高点至基材层31上表面的距离。
如图4(b)所示,所述第一涂覆层32的高度为半球状凸起部最高点至基材层31上表面的距离。
如图4(c)所示,所述第一涂覆层32的高度为椭球状凸起部最高点至基材层31上表面的距离。
如图5(a)所示,所述第一涂覆层32的高度为正三角形凸起部最高点至基材层31上表面的距离。
如图5(b)所示,所述第一涂覆层32的高度为矩形凸起部最高点至基材层31上表面的距离。
如图7所示,为本实用新型一实例的电池中隔膜的第一涂覆层高度示意图,所述第一涂覆层32的高度为半球状凸起部最高点至基材层31上表面的距离,即为半球状凸起部的高度h1与平整部的高度h2之和。
所述凸起部的高度例如为0.5-2μm;所述平整部的高度例如为0.5-3μm。
所述第二涂覆层的高度小于所述第一涂覆层的高度。
所述第一涂覆层的平整部的高度不大于所述第二涂覆层的高度。
在一实例中,所述第一涂覆层的凸起部在所述基材层表面的投影面积占所述第一涂覆层在所述基材层表面投影面积的45-75%(例如45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%或75%)。
所述第一涂覆层的涂覆量为0.5-3g/m2。
所述电池的一个负极片与其两侧的两个隔膜形成一个隔膜组,所述隔膜组中所述第一涂覆层的凸起部与所述负极片相粘接。
如图8所示,为本实用新型一实例的电池中隔膜组示意图,所述隔膜组包含一个负极片2和两个隔膜3,所述隔膜3的凸起部与所述负极片2相粘接,其中虚线框框住的部分为隔膜3。
所述隔膜的凸起部与所述负极片相粘接,是指在锂离子电池制备的过程中,先将隔膜与负极片通过热复合的方式使两张隔膜与一张负极片粘接在一起。
在一具体实施方式中,如图8所示,按从上到下的顺序依次叠放隔膜3、负极片2和隔膜3,所述隔膜3的凸起部与负极片2相对,通过两个压辊,使隔膜3与负极片2压合在一起,其中,所述压辊的温度为70-90℃,所述压辊的压力为3-5MPa,所述压辊的速度为2-5m/min。
在一实例中,所述第一涂覆层包括第一基体材料、第一粘接剂和第一增稠剂以及任选的第一分散剂。
所述第一基体材料为聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、聚偏二氟乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。
为了增加隔膜的耐热性,可以在第一基体材料中添加无机耐热粒子。
所述无机耐热粒子为勃姆石、氢氧化镁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡、氧化镁、氧化锌、硫酸钡、氮化硼或氮化铝。
在一实例中,所述第一基体材料为聚偏氟乙烯和勃姆石的组合(例如聚偏氟乙烯和勃姆石的质量比为2:1)、聚六氟丙烯和勃姆石的组合(例如聚六氟丙烯和勃姆石的质量比为2:1)、聚偏二氟乙烯和勃姆石的组合(例如聚偏二氟乙烯和勃姆石的质量比为2:1)或聚甲基丙烯酸甲酯和勃姆石的组合(例如聚甲基丙烯酸甲酯和勃姆石的质量比为2:1)。
为了控制所述凸起部的粒度为50-1800nm,需控制所述第一基体材料的粒度小于所述凸起部的粒度。
所述第一粘接剂为丁苯橡胶、丙烯酸、苯丙乳胶、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氨酯。
所述第一增稠剂为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺或海藻酸钠。
所述第一分散剂为氟代烷基甲氧基醇醚、聚氧乙烯烷基胺、丁基萘磺酸钠、芳基萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、多偏磷酸钠、硅酸钠或十二烷基硫酸钠。
所述第二涂覆层包括第二基体材料、第二粘接剂和第二增稠剂以及任选的第二分散剂。
所述第二基体材料为为聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯和勃姆石的组合(例如聚偏氟乙烯和勃姆石的质量比为2:1)、聚六氟丙烯和勃姆石的组合(例如聚六氟丙烯和勃姆石的质量比为2:1)、聚偏二氟乙烯和勃姆石的组合(例如聚偏二氟乙烯和勃姆石的质量比为2:1)或聚甲基丙烯酸甲酯和勃姆石的组合(例如聚甲基丙烯酸甲酯和勃姆石的质量比为2:1)。
所述第二粘接剂为丁苯橡胶、丙烯酸、苯丙乳胶、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氨酯。
所述第二增稠剂为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺或海藻酸钠。
所述第二分散剂为氟代烷基甲氧基醇醚、聚氧乙烯烷基胺、丁基萘磺酸钠、芳基萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、多偏磷酸钠、硅酸钠或十二烷基硫酸钠。
所述第二涂覆层的涂覆量为1.5-4g/m2。
所述第三涂覆层包括第三基体材料、第三粘接剂和第三增稠剂以及任选的第三分散剂。
所述第三基体材料为为聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯和勃姆石的组合(例如聚偏氟乙烯和勃姆石的质量比为2:1)、聚六氟丙烯和勃姆石的组合(例如聚六氟丙烯和勃姆石的质量比为2:1)、聚偏二氟乙烯和勃姆石的组合(例如聚偏二氟乙烯和勃姆石的质量比为2:1)或聚甲基丙烯酸甲酯和勃姆石的组合(例如聚甲基丙烯酸甲酯和勃姆石的质量比为2:1)。
所述第三粘接剂为丁苯橡胶、丙烯酸、苯丙乳胶、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氨酯。
所述第三增稠剂为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺或海藻酸钠。
所述第三分散剂为氟代烷基甲氧基醇醚、聚氧乙烯烷基胺、丁基萘磺酸钠、芳基萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、多偏磷酸钠、硅酸钠或十二烷基硫酸钠。
所述第三涂覆层的涂覆量为1.5-4g/m2。
所述第三涂覆层的高度为0.5-5μm。
所述第一涂覆层可以采用凹版涂布的方式也可以采用喷涂的方式。
在一具体实施方式中,所述第一涂覆层采用凹版涂布的方式。具体地,采用凹版辊,所述凹版辊为表面刻蚀的辊,所述辊表面具有凹坑,所述凹坑的大小即为所述凸起部的粒度,所述凹坑之间的距离即为所述凸起部的间距。
在另一具体实施方式中,所述第一涂覆层采用喷涂的方式。具体地,需要调节浆料的表面张力以及隔膜基材层的表面张力,使二者相当,从而形成凸起部。
所述第二涂覆层和所述第三涂覆层可以采用凹版涂布的方式也可以采用喷涂的方式。
在一具体实施方式中,所述第二涂覆层采用凹版涂布的方式,所述第三涂覆层采用凹版涂布的方式。具体地,采用凹版辊,所述凹版辊为常规使用的凹版辊,表面不具有凹坑。
在另一具体实施方式中,所述第二涂覆层采用常规的喷涂方式,所述第三涂覆层采用常规的喷涂方式。
以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。本实用新型所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
以下I组实施例用于说明本实用新型的隔膜
实施例I1
制备本实用新型的隔膜,至少包括以下步骤:
(1)采用聚乙烯单层膜为隔膜基材层,隔膜基材层厚度为5μm;
(2)配制第一涂覆层浆料:将聚偏二氟乙烯(D50为0.5μm)、丁苯橡胶、羟乙基纤维素、多偏磷酸钠和去离子水按照质量比为80:9.9:10:0.1:300混合均匀;
(3)配制第二涂覆层浆料:将聚甲基丙烯酸甲酯、勃姆石、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、十二烷基苯磺酸钠和丙酮按照质量比为60:30:9.9:10:0.1:200混合均匀;
(4)配制第三涂覆层浆料:将聚甲基丙烯酸甲酯、勃姆石、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、十二烷基苯磺酸钠和丙酮按照质量比为60:30:9.9:10:0.1:200混合均匀;
(4)将第一涂覆层浆料采用凹版涂布方式分段涂布于隔膜基材层一侧外表面,其中采用凹版辊进行涂布,凹版辊表面具有凹坑,凹坑的大小为凸起部的粒度,凹坑之间的距离为凸起部的间距;将第二涂覆层浆料喷涂于两个第一涂覆层之间形成的区域内;将第三涂覆层浆料喷涂于隔膜基材层另一侧外表面,烘干。
得到隔膜,其中,凸起部粒度为1200~1800nm,相邻凸起部之间的间距为100μm,第一涂覆层的平均高度为1.5μm,第二涂覆层的平均高度为1.2μm,凸起部在基材层表面的投影面积占第一涂覆层在基材层表面投影面积的75%。
实施例I2
按照实施例I1的步骤进行,所不同的是,更换凹版辊,具体地,凸起部粒度为800~1200nm,相邻凸起部之间的间距为200μm,第一涂覆层的平均高度为1.0μm,第二涂覆层的平均高度为0.8μm,凸起部在基材层表面的投影面积占第一涂覆层在基材层表面投影面积的45%。
实施例I3
按照实施例I1的步骤进行,所不同的是,更换凹版辊,具体地,凸起部粒度为1000~1500nm,相邻凸起部之间的间距为150μm,第一涂覆层的平均高度为1.2μm,第二涂覆层的平均高度为1.1μm,凸起部在基材层表面的投影面积占第一涂覆层在基材层表面投影面积的55%。
实施例I4
按照实施例I1的步骤进行,所不同的是,更换凹版辊,具体地,凸起部粒度为1500~1800nm,相邻凸起部之间的间距为150μm,第一涂覆层的平均高度为1.8μm,第二涂覆层的高度为1.4μm,凸起部在基材层表面的投影面积占第一涂覆层在基材层表面投影面积的60%。
实施例I5
按照实施例I1的步骤进行,所不同的是,更换凹版辊,具体地,凸起部粒度为500~1000nm,相邻凸起部之间的间距为100μm,第一涂覆层的平均高度为0.80μm,第二涂覆层的高度为0.60μm,凸起部在基材层表面的投影面积占第一涂覆层在基材层表面投影面积的70%。
实施例I6
按照实施例I1的步骤进行,所不同的是,更换凹版辊,具体地,凸起部粒度为1200~1800nm,相邻凸起部之间的间距为100μm,第一涂覆层的高度为3.5μm,其中凸起部的高度为1.5μm,平整部的高度为2μm,第二涂覆层的高度为2.5μm,凸起部在基材层表面的投影面积占第一涂覆层在基材层表面投影面积的75%。
实施例I7
按照实施例I1的步骤进行,所不同的是,不包括第二涂覆层,具体地,将第一涂覆层浆料采用凹版涂布方式涂布于隔膜基材层一侧外表面,得到隔膜,凸起部粒度为1200~1800nm,相邻凸起部之间的间距为100μm,第一涂覆层的平均高度为1.5μm,凸起部在基材层表面的投影面积占基材层表面积的75%。
对比例D1
参照实施例I1,所不同的是,在步骤(4)中,将第一涂覆层浆料喷涂于隔膜基材层一侧外表面,得到隔膜,其中,第一涂覆层具有平整表面。
实施例II
以下II组实施例用于说明本实用新型的电池。
所述电池除隔膜以外的组件(例如正极片、负极片、电解液等)均可以为本领域常规的选择。
例如,包括以下步骤:
(1)负极片制备:将石墨、导电碳炭黑、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠以质量比为96.9:1.5:1.3:1.3加入搅拌罐中混合均匀,加入去离子水,充分搅拌,过150目筛,配制成固含量为40%的负极浆料,将负极浆料涂覆于铜箔两侧外表面,100℃烘干;
(2)正极片制备:将钴酸锂、导电碳炭黑和丁苯橡胶以质量比为97.2:1.5:1.3加入搅拌罐中混合均匀,加入N-甲基吡咯烷酮,充分搅拌,过200目筛,配制成固含量为70%的正极浆料,将正极浆料涂覆于铝箔两侧外表面,120℃烘干;
(3)隔膜组制备:将I组实施例和对比例的隔膜和步骤(1)得到的负极片,按从上到下的顺序依次叠放隔膜、负极片和隔膜,将隔膜的凸起部与负极片相对,通过两个压辊,使隔膜与负极片压合在一起,其中,压辊的温度为80℃,压力为4MPa,速度为3m/min;
(4)电解液制备:将碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯按照质量比为1:1:0.5:1混合,再加入1mol/L LiPF6混合均匀;
(5)电池组装:将步骤(2)所得的正极片和步骤(3)所得的隔膜组按照卷绕的方式,用铝塑膜包装,烘烤去除水分后注入电解液,采用热压化成工艺化成即可得到电芯,其中隔膜的第一涂覆层覆盖所述电芯的圆弧区。
测试例
将II组实施例制备的电池在25℃条件下,3C/0.7C充放电制度下循环500T,测试完成后,将电池进行解剖,结果表明I组实施例制备的隔膜所得的电池在负极圆弧处均未发现析锂,而对比例制备的隔膜所得的电池在负极圆弧处析锂严重。将实施例I7与对比例D1所得的电池解剖图拍照,如图9所示。图9(a)为实施例I1制备得到的电池解剖图,图9(b)为对比例D1制备得到的电池解剖图,从图中能够看出,图9(a)负极圆弧处未发现析锂,图9(b)负极圆弧处析锂严重。由此可以看出,本实用新型的锂离子电池可以充分解决锂离子电池在长循环过程中负极圆弧处析锂的问题,改善循环寿命,同时能够有效抑制锂离子电池的膨胀问题。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容,均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池,其特征在于,所述电池包括第一极片、第二极片和隔膜,所述隔膜包括基材层以及设置在所述基材层一侧或两侧表面的涂覆层,所述涂覆层包括第一涂覆层,所述隔膜经卷绕后分为平直区和圆弧区,所述第一涂覆层至少覆盖所述隔膜的圆弧区。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一涂覆层至少与所述第二极片相对,所述第二极片为负极片。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述涂覆层还包括第二涂覆层,所述第一涂覆层和所述第二涂覆层依次交替分布,所述第一涂覆层具有若干凸起部,所述第二涂覆层具有平整表面,所述交替分布的第一涂覆层和第二涂覆层位于所述基材层的一侧表面,所述基材层另一侧表面设置有第三涂覆层,所述第三涂覆层具有平整表面。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述电池的任一圈隔膜上的所述第一涂覆层的长度不小于其相邻的靠近圆弧中心侧的一圈隔膜上的所述第一涂覆层的长度。
5.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述凸起部的粒度为50-1800nm,所述凸起部之间的间距为50-300μm。
6.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述凸起部为球状和块状中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述第一涂覆层的高度为0.5-5μm。
8.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述第一涂覆层还具有平整部,所述平整部设置于所述凸起部与所述基材层之间。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述第一涂覆层的凸起部在所述基材层表面的投影面积占所述第一涂覆层在所述基材层表面投影面积的45-75%。
10.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述电池的一个负极片与其两侧的两个隔膜形成一个隔膜组,所述隔膜组中所述第一涂覆层的凸起部与所述负极片相粘接。
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