[发明专利]锂离子电池改性剂的使用方法，锂离子电池隔膜以及电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池改性剂在锂离子电池中的使用方法及锂离子电池隔膜，以及含该隔膜的锂离子电池。

背景技术

目前，随着电动汽车及便携式电子设备如手机、数码相机和笔记本电脑等的迅猛发展，市场对高功率、高能量密度电池的需求越来越大。锂离子电池是迄今为止已经实用化的电池中电压最高、能量密度最大的电池，具有良好的发展前景。

锂离子电池主要由电极、隔膜以及电解液构成。隔膜是锂离子电池的重要组成部分，在电池中起着防止电极短路以及在充放电过程中提供离子传输通道的作用，其性能的好坏直接影响锂离子电池的容量、循环性能以及安全性能等特性。

随着科技的发展，越来越多的电子设备需要锂离子电池具有更大的容量，但容量的增大会使锂离子电池在充放电过程中产生的热量增多，从而造成严重的安全性问题。传统作为隔膜的单层或多层聚合物多孔膜会在受热的情况下导致熔融，从而容易造成电极之间的短路，甚至会使锂离子电池燃烧或爆炸，限制了锂离子电池的应用。

为解决上述问题，现有技术中通常在隔膜表面涂覆无机陶瓷材料如氧化铝来防止充放电过程中隔膜破坏或穿刺等造成的电池短路或自放电。中国专利ZL03820566.1中公开了一种隔膜，该隔膜中含有多孔的无机电绝缘涂层，在锂离子电池过热的情况下，即使隔膜的聚合物基体融化，无机电绝缘涂层仍然可防止电极之间的短路，从而提高了锂离子电池的安全性能。然而，由于氧化铝是难溶物质，因此涂覆的均匀性不宜控制，从而使隔膜的热稳定性受到影响。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种锂离子电池改性剂在锂离子电池中的使用方法从而获得一种热稳定性较好的锂离子电池隔膜以及安全性较高的锂离子电池。

一种锂离子电池改性剂的使用方法，包括如下步骤：提供用于锂离子电池隔膜的多孔膜以及锂离子电池改性剂，该改性剂包括含磷酸根的磷源、三价铝源以及金属氧化物在液相溶剂中的混合；将该改性剂涂覆于该多孔膜表面形成涂覆层，以及干燥该涂覆有该改性剂的多孔膜，从而在该多孔膜表面形成改性剂层。

一种锂离子电池隔膜，包括一多孔膜以及设置于该多孔膜表面的改性剂层，该改性剂层通过将含磷酸根的磷源、三价铝源以及金属氧化物在液相溶剂中混合后涂覆于该多孔膜表面形成涂覆层，并干燥处理该涂覆层后形成。

一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、非水电解液以及外部封装结构，其中，该隔膜为上述锂离子电池隔膜。

相较于现有技术，本发明将所述锂离子电池改性剂涂覆于所述多孔膜表面来制备锂离子电池隔膜。由于所述改性剂为一澄清的溶液，因此易于在所述多孔膜的表面形成均匀连续且厚度较薄的改性剂层，从而提高了该隔膜的热稳定性以及包含该隔膜的锂离子电池安全性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的锂离子电池集流体结构侧视示意图。

图2是传统锂离子电池集流体的SEM照片。

图3是本发明实施例提供的锂离子电池集流体的SEM照片。

图4是本发明实施例提供的锂离子电池电极结构侧视示意图。

图5是本发明实施例提供的锂离子电池电极复合材料结构示意图。

图6是本发明实施例提供的锂离子电池隔膜侧视示意图。

图7是本发明实施例提供的锂离子电池隔膜与传统隔膜热收缩性测试图。

图8是本发明实施例提供的锂离子电池的结构局部剖视示意图。

主要元件符号说明

锂离子电池集流体          100，202

金属片                    102

保护膜                    106，206，306

锂离子电池电极            200

电极材料层                204

电极复合材料              300

电极活性材料颗粒          302

隔膜                      400，506

多孔膜                    402

改性剂层                  404

锂离子电池                500

正极片                    502

负极片                    504