[发明专利]一种二次电池的电芯及电芯的制备方法

说明书

本发明公开了一种二次电池的电芯，包括正极片、负极片、隔离膜和电解液，隔离膜设置在正极片和负极片之间，正极片和负极片都包括多孔集流体，每个多孔集流体中均设有NTC材料体；多孔集流体的每个孔中均设有NTC材料体，NTC材料体与多孔集流体的孔内壁无缝固定连接；一种电芯的制备方法，包括正、负极片的制作：将NTC材料体通过烧结变软之后，采用冷压将其压制在多孔集流体的每个孔中；最后将含NTC材料体的多孔集流体再制作成极片；放入隔离膜，注入电解液，组装成电芯；本发明既保证了低温加热特征，又没有因增加了NTC材料而导致电池性能下降，也能节约空间；既能使二次电池在低温下使用长期保持本体处于加热状态，又能使二次电池性能的发挥。

技术领域

本发明涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种二次电池的电芯及电芯的制备方法。

背景技术

高压高比能是目前锂离子电池的发展方向，随之而来的安全问题尤其是热安全问题的要求，也越来越高。

据了解，锂离子电池在低温下性能衰减严重，包括放电电压下降、放电容量下降、内阻增加等问题。相对于低温放电，锂离子电池低温充电的表现则更加不尽如人意，首先，低温下的充电会快速达到恒压阶段、并会一定程度上降低充电容量、同时增加充电时间；不仅如此，锂离子电池在低温充电时，锂离子可能来不及嵌入石墨负极当中，从而析出在负极表面形成金属锂枝晶，这一反应会消耗电池中的可以反复充放电的锂离子、并大幅降低电池容量，析出的金属锂枝晶也可能会刺穿隔膜，从而影响安全性能。因此，锂离子电池低温放电容量会降低，但是经过常温充放电后可以恢复，是可逆的容量损失；但是低温充电会造成析锂，是永久性的容量损失。

如何保证锂离子电池在低温下的充电性能的维持，是一个关键问题。改进方法包括对锂离子电池本身材料采用耐低温的添加剂等措施提高其低温充电性能，但本质上没有改变低温的影响，只是采用了耐低温的电解液。另外是在锂离子电池模组或系统级别采用保温措施，该方式不仅耗电量大，而且成本高。还有就是以损失容量和增加内阻的在电池材料中添加NTC材料的低温充电锂离子电池。

发明内容

为了解决上述技术问题，针对以上问题点，本发明公开的二次电池的电芯将NTC材料体压制在多孔正负极集流体的孔中，既保证了低温加热特征，又没有占用二次电池本身的空间，也没有因增加了NTC材料而导致电池性能下降。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种二次电池的电芯，包括正极片、负极片、隔离膜和电解液，所述隔离膜设置在所述正极片和所述负极片之间，所述正极片和所述负极片都包括多孔集流体，每个所述多孔集流体中均设有NTC材料体；

所述多孔集流体的每个孔中均设有所述NTC材料体，所述NTC材料体与所述多孔集流体的孔内壁无缝固定连接。

进一步地，所述NTC材料体为片状结构，所述NTC材料体靠近所述多孔集流体的孔内壁的一面与所述多孔集流体的孔内壁无缝固定连接。

进一步地，所述NTC材料体为实心圆柱体结构，所述NTC材料体的侧壁面与所述多孔集流体的孔内壁无缝固定连接。

更进一步地，所述多孔集流内每个孔的孔径相等，所述多孔集流内孔的孔径为50nm～2μm。

更进一步地，所述多孔集流体为多孔铝箔集流体或多孔铜箔集流体。

进一步地，所述NTC材料体包括至少一种由锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上材料的氧化物制成的半导体陶瓷。

进一步地，所述NTC材料体包括碳化硅、硒化锡和氮化钽中的至少一种材料。

本发明提供了一种电芯的制备方法，所述电芯为上述所述的二次电池的电芯，包括以下步骤：

步骤一：正极片的制作：将NTC材料体通过烧结变软之后，采用冷压将其压制在多孔集流体的每个孔中；最后将含NTC材料体的多孔集流体再制作成极片；