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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池,尤其涉及一种安全涂层、正极极片及制备方法、锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池以其能量密度高、重量轻、使用寿命长等优点,在通讯设备以及新能源汽车等领域得到了广泛的应用。
2、然而,随着社会的发展,现有的锂离子电池的能量密度已经很难满足日常需求,研究者们开始追求更高的电芯能量密度。对锂离子电池来说除了高容量外,电池的安全性以及更长的循环寿命也是必不可少的,而新国标的实施,更是对电池的安全性提出了更高的要求,因此如何提升锂离子电池的安全性显得更为重要。
技术实现思路
1、本申请提供了一种复合安全涂层、正极极片及制备方法、锂离子电池,以解决如下技术问题:如何提升锂离子电池的安全性。
2、第一方面,本申请提供了一种复合安全涂层,所述复合安全涂层包括:
3、第一安全涂层,所述第一安全涂层的浆料包括:wo3、sc2o3、导电剂及粘结剂;以及
4、第二安全涂层,所述第二安全涂层覆盖于所述第一安全涂层的一表面,所述第二安全涂层的浆料包括:发泡剂及粘结剂。
5、可选的,wo3的质量m1、sc2o3的质量m2、导电剂的质量m3及粘结剂的质量m4满足如下关系:m1:m2:m3:m4=(40~80):(10~50):(1~10):(1~10)。
6、可选的,所述发泡剂的质量m5及粘结剂的质量m6满足如下关系:m5:m6=(60~95):(5~40)。
7、可选的,所述粘结剂包括:聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六
8、所述导电剂包括:碳纳米管、导电炭黑、乙炔黑、石墨烯、科琴黑及碳纤维中的一种或多种;和/或
9、所述发泡剂包括:对甲苯磺酰氨基脲、碳酸氢钠、碳酸镁、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、偶氮二羧酸钡、对甲苯磺酰肼及苯磺酰肼中的一种或多种。
10、可选的,所述第一安全涂层的厚度d1为1μm~30μm,所述第二安全涂层的厚度d2满足如下关系式:d2≤0.2d1。
11、第二方面,本申请提供了一种正极极片,所述正极极片包括:活性物质层、第一方面中任意一项实施例所述的复合安全涂层及集流体;其中
12、所述复合安全涂层设置于所述活性物质层与所述集流体之间,所述复合安全涂层的第一安全涂层与所述集流体为相邻设置;
13、所述复合安全涂层及所述活性物质层呈镜像设置于所述集流体的上表面和下表面。
14、可选的,所述活性物质层的原料包括:正极活性物质、导电剂及粘结剂,所述正极活性物质包括:镍钴锰三元正极材料、lifepo4、limn2o4、li3mno3及li3mno4中的一种或多种。
15、可选的,所述正极活性物质的质量m7、导电剂的质量m8及粘结剂的质量m9满足如下关系:m7:m8:m9=(50~95):(1~20):(1~20)。
16、第三方面,本申请提供了一种第二方面中任意一项实施例所述的正极极片的制备方法,所述方法包括:
17、将所述第一安全涂层的浆料涂覆于所述集流体的上表面和下表面,后进行烘干,得到第一极片;
18、将所述第二安全涂层的浆料涂覆于所述第一极片的上表面和下表面,后进行烘干,得到第二极片;以及
19、将所述活性物质层的浆料涂覆于所述第二极片的上表面和下表面,后进行烘干,得到正极极片。
20、第四方面,本申请提供了一种锂离子电池,所述锂离子电池包括:第二方面中任意一项实施例所述的正极极片。
21、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
22、本申请提供了一种复合安全涂层,包括:第一安全涂层,所述第一安全涂层的浆料包括:wo3、sc2o3、导电剂及粘结剂;以及第二安全涂层,所述第二安全涂层覆盖于所述第一安全涂层的一表面,所述第二安全涂层的浆料包括:发泡剂及粘结剂。首先,第一安全涂层可有效阻止正极集流体与负极活性层接触,从而降低了电池内部短路的风险;其次,第二安全涂层在电池内部发生短路、温度急剧升高时,发泡剂受热发泡,导致第二安全涂层失去粘结性,形成散热通道从而有效降低了电池内部的温度积聚和热量传递速度,进而延缓了热失控的进程并减小了热失控的影响范围;最后通过第一安全涂层的隔离作用和第二安全涂层的热失控防护功能的协同作用,形成双重安全保障,显著提升锂离子电池的安全性能。
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1.一种复合安全涂层,其特征在于,所述复合安全涂层包括:
2.根据权利要求1所述的复合安全涂层,其特征在于,WO3的质量m1、Sc2O3的质量m2、导电剂的质量m3及粘结剂的质量m4满足如下关系:m1:m2:m3:m4=(40~80):(10~50):(1~10):(1~10)。
3.根据权利要求1所述的复合安全涂层,其特征在于,所述发泡剂的质量m5及粘结剂的质量m6满足如下关系:m5:m6=(60~95):(5~40)。
4.根据权利要求1所述的复合安全涂层,其特征在于,所述粘结剂包括:聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯及丁苯橡胶中的一种或多种;和/或
5.根据权利要求1所述的复合安全涂层,其特征在于,所述第一安全涂层的厚度D1为1μm~30μm,所述第二安全涂层的厚度D2满足如下关系式:D2≤0.2D1。
6.一种正极极片,其特征在于,所述正极极片包括:活性物质层、权利要求1~5
7.根据权利要求6所述的正极极片,其特征在于,所述活性物质层的原料包括:正极活性物质、导电剂及粘结剂,所述正极活性物质包括:镍钴锰三元正极材料、LiFePO4、LiMn2O4、Li3MnO3及Li3MnO4中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的正极极片,其特征在于,所述正极活性物质的质量m7、导电剂的质量m8及粘结剂的质量m9满足如下关系:m7:m8:m9=(50~95):(1~20):(1~20)。
9.一种权利要求6~8中任意一项所述的正极极片的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括:权利要求6~8任意一项所述的正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种复合安全涂层,其特征在于,所述复合安全涂层包括:
2.根据权利要求1所述的复合安全涂层,其特征在于,wo3的质量m1、sc2o3的质量m2、导电剂的质量m3及粘结剂的质量m4满足如下关系:m1:m2:m3:m4=(40~80):(10~50):(1~10):(1~10)。
3.根据权利要求1所述的复合安全涂层,其特征在于,所述发泡剂的质量m5及粘结剂的质量m6满足如下关系:m5:m6=(60~95):(5~40)。
4.根据权利要求1所述的复合安全涂层,其特征在于,所述粘结剂包括:聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯及丁苯橡胶中的一种或多种;和/或
5.根据权利要求1所述的复合安全涂层,其特征在于,所述第一安全涂层的厚度d1为1μm~3...
【专利技术属性】
技术研发人员:孟玉航,张薇,皮智超,谢杨,杜玉喆,
申请(专利权)人:东风汽车集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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