本发明专利技术提供一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池。所述负极极片包括负极集流体、热敏涂层、复合融合层和负极活性物质层；所述热敏涂层包括第一导电剂、第一粘结剂、热敏聚合物微球、任选地偶联剂和任选地分散剂，所述热敏涂层在常温下具有导电性能，同时具有增大活性物质与集流体间的接触面积、提高电导率、有效降低电池极化等优点；当所述负极极片的使用温度达到热敏温度及其以上温度时，热敏聚合物微球会熔融形成多个连续电子阻隔层，涂层形成电流阻断，在电池内部形成内部阻断，防止锂离子电池进一步热失控的发生。止锂离子电池进一步热失控的发生。止锂离子电池进一步热失控的发生。
【技术实现步骤摘要】
一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池
[0001]本专利技术涉及高安全性锂离子电池
，尤其涉及一种含有高安全性涂层的负极极片及包括该负极极片的锂离子电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池具有循环寿命长、绿色环保等优点，目前已经广泛应用于储能领域、动力领域和数码产品等领域。随着锂离子电池应用的普及，如何提高电池能量密度、改善锂离子电池安全性能显得尤为重要。
[0003]为了改善锂离子电池的安全性能，目前主要采用的手段有使用PTC极耳、热敏高安全性隔膜和PTC涂层等技术，但是目前这些技术尚未成熟。
[0004]为了提高锂离子电池的能量密度，主要是从正极和负极方向进行改善。正极主要是开发高克容量正极材料和高电压正极材料，其中，富锂锰基正极材料虽然克容量较高，但是结构不稳定。负极材料目前主要有石墨、硅负极材料和锂金属负极材料，石墨体系比较成熟，但是克容量较低；锂金属负极材料不够稳定且存在安全性等问题，目前负极主要发展方向为硅负极材料。
[0005]以硅负极材料为负极活性活性物质的高能量密度电池体系中，锂离子的工作机理是锂离子与硅负极材料发生合金化，尤其是经过多次循环后，硅负极表面存在死锂，极片中死锂为粉末状态，极易引起起火爆炸等安全问题。如何改善高能量密度电池尤其是硅负极体系的安全性能，显得尤为重要。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池；所述负极极片中涂布热敏涂层，所述热敏涂层涂布在负极集流体表面，所述热敏涂层具有高安全性和热敏阻断性，尤其是在温度达到热敏温度时，热敏涂层中的热敏聚合物微球能够形成连续阻隔层，避免锂离子电池由于热量过高造成大量的副反应而引发热失控，改善高能量密度电池硅负极极片的安全性能。本专利技术的负极极片组成的锂离子电池的电学性能与未加入热敏涂层组成的锂离子电池的电学性能相当，说明热敏涂层的引入对锂离子电池的电学性能没有影响。
[0007]本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0008]一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体、热敏涂层、复合融合层和负极活性物质层，其中，所述负极集流体表面依次设置热敏涂层、复合融合层和负极活性物质层；
[0009]所述热敏涂层包括热敏聚合物微球、第一负极活性物质、第一导电剂和第一粘结剂；
[0010]所述负极活性物质层包括第二负极活性物质、第二导电剂和第二粘结剂；
[0011]所述复合融合层包括热敏聚合物微球、第一负极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂、第二负极活性物质、第二导电剂和第二粘结剂。
[0012]根据本专利技术，所述热敏涂层还包括偶联剂，所述热敏涂层中通过添加偶联剂可以
进一步将热敏聚合物微球与负极活性物质进行结合，进一步提升锂离子电池的安全性能。
[0013]根据本专利技术，所述热敏涂层还包括分散剂，所述热敏涂层中通过添加分散剂可以提高体系分散性。
[0014]根据本专利技术，所述热敏涂层包括如下重量百分含量的各组分：5-90wt％的热敏聚合物微球、5-80wt％的第一负极活性物质、2-40wt％的第一导电剂、0.1-10wt％的第一粘结剂、0-15wt％的偶联剂以及0-10wt％的分散剂。
[0015]优选地，所述热敏涂层包括如下重量百分含量的各组分：10-90wt％的热敏聚合物微球、5-75wt％的第一负极活性物质、5-30wt％的第一导电剂、2-9wt％的第一粘结剂、0.1-10wt％的偶联剂以及0.1-8wt％的分散剂。
[0016]还优选地，所述热敏涂层包括如下重量百分含量的各组分：15-70wt％的热敏聚合物微球、15-60wt％的第一负极活性物质、5-20wt％的第一导电剂、2-10wt％的第一粘结剂、1-8wt％的偶联剂以及0.5-5wt％的分散剂。
[0017]其中，所述热敏聚合物微球的重量百分含量为5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％或90wt％。
[0018]其中，所述第一负极活性物质的重量百分含量为5wt％、9wt％、16wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％或80wt％。
[0019]其中，所述第一导电剂的重量百分含量为2wt％、4wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％、30wt％、32wt％、35wt％、38wt％或40wt％。
[0020]其中，所述第一粘结剂的重量百分含量为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％。
[0021]其中，所述偶联剂的重量百分含量为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％。
[0022]其中，所述分散剂的重量百分含量为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％。
[0023]根据本专利技术，热敏涂层中，所述热敏聚合物微球占热敏涂层总体积的5-90vol％，例如为5vol％、8vol％、10vol％、12vol％、15vol％、18vol％、20vol％、25vol％、30vol％、35vol％、40vol％、45vol％、50vol％、55vol％、60vol％、65vol％、70vol％、75vol％、80vol％、85vol％、90vol％。
[0024]根据本专利技术，所述负极活性物质层包括如下重量百分含量的各组分：80-99wt％的第二负极活性物质、0.5-10wt％的第二导电剂和0.5-10wt％的第二粘结剂。
[0025]优选地，所述负极活性物质层包括如下重量百分含量的各组分：84-99wt％的第二负极活性物质、0.5-8wt％的第二导电剂和0.5-8wt％的第二粘结剂。
[0026]还优选地，所述负极活性物质层包括如下重量百分含量的各组分：90-98wt％的第二负极活性物质、1-5wt％的第二导电剂和1-5wt％的第二粘结剂。
[0027]根据本专利技术，所述复合融合层是所述热敏涂层和所述负极活性物质层在制备过程
中互相渗透形成的。其中，所述复合融合层中热敏聚合物微球、第一负极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂、任选地偶联剂以及任选地分散剂之间的质量关系为：5-90wt％的热敏聚合物微球、5-80wt％的第一负极活性物质、2-40wt％的第一导电剂、0.1-10wt％的第一粘结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体、热敏涂层、复合融合层和负极活性物质层，其中，所述负极集流体表面依次设置热敏涂层、复合融合层和负极活性物质层；所述热敏涂层包括热敏聚合物微球、第一负极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂；所述负极活性物质层包括第二负极活性物质、第二导电剂和第二粘结剂；所述复合融合层包括热敏聚合物微球、第一负极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂、第二负极活性物质、第二导电剂和第二粘结剂。2.根据权利要求1所述的负极极片，其中，所述热敏涂层还包括偶联剂；和/或，所述热敏涂层还包括分散剂。3.根据权利要求2所述的负极极片，其中，所述热敏涂层包括如下重量百分含量的各组分：5-90wt％的热敏聚合物微球、5-80wt％的第一负极活性物质、2-40wt％的第一导电剂、0.1-10wt％的第一粘结剂、0-15wt％的偶联剂以及0-10wt％的分散剂；和/或，所述负极活性物质层包括如下重量百分含量的各组分：80-99wt％的第二负极活性物质、0.5-10wt％的第二导电剂和0.5-10wt％的第二粘结剂。4.根据权利要求1-3任一项所述的负极极片，其中，所述热敏涂层的厚度为0.1μm-6μm；和/或，所述复合融合层的厚度为0.001μm-0.4μm；和/或，所述负极活性物质层的厚度为5μm-60μm。5.根据权利要求1-4任一项所述的负极极片，其中，所述热敏聚合物的热敏温度区间例如为110℃-130℃；和/或，所述热敏聚合物选自聚乙烯、聚丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟超，李素丽，赵伟，刘春洋，陈若凡，李俊义，徐延铭，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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