[发明专利]一种防过充锂离子电池及其制备方法

说明书

一种防过充锂离子电池及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。所述正极含有0.2wt.％～10wt.％气体吸收添加剂，所述负极含有0.2wt.％～20wt.％硅碳材料，所述电解液含有0.2vol.％～5vol.％过充保护添加剂，所述隔膜双面陶瓷涂覆。所述气体吸收添加剂为活性炭材料，其比表面积为200～300m²/g。所述硅碳材料为碳化硅、氧化硅中的一种或多种。本发明的优点为：本发明在正极浆料中添加气体吸收添加剂，在过充中能够吸收产生的CO₂和CH₄，减少电芯因胀开而燃烧的风险。本发明在正极、负极、电解液、隔膜四个方面同时作用，每个方面改善一部分，几者协同作用，大大提高电芯的过充安全性能，且电芯的电性能不受影响。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种防过充锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种新能源产品，广泛应用于家电器具、手机、穿戴设备等。随着应用范围越来越广泛，人们对于电池性能的要求也越来越高，尤其是安全性能。

过充电测试为对电滥用的一种模拟，是一项非常严格的测试，旨在模拟电芯充电器等发生故障后，电芯发生过充时的安全性能。目前，行业内提高电芯过充安全性能的主要方法为：(1)外加专用的过充电保护电路、Breaker/Fuse来实现；(2)电解液中添加过充添加剂和阻燃剂等，过充添加剂的作用原理有：①当充电电压超过电池的正常充放电截止电压时，添加剂在正极发生氧化反应，氧化产物扩散至负极发生还原反应，氧化还原对在正负极之间不断穿梭，吸收电芯中的过量电荷，形成内部防过充电机理，从而改善电芯的过充安全性能；②当充电电压达到反应电位时，聚合物单体开始在正极发生聚合反应，电池内阻迅速升高，充电电流迅速降低，进而改善电芯的过充安全性能；(3)在箔材上底涂具有正温度系数效应的材料，当温度升高至一定值时，电芯的内阻急剧升高，过充电流骤减，近乎切断充电，进而提高电芯的过充安全性能；(4)在隔膜或者电解液中添加电压敏感或者温度敏感产气材料，在电芯电压升高至一定值或者当电芯温度升高到一定值时，敏感物质发生分解产生气体，极片与电芯发生剥离，电芯电阻升高，离子流被切断，电芯安全性提高。

公开号为US20180019505A1的发明专利公开了PTC膜的应用，在电芯极片不同位置涂布PTC膜，能够改善电芯的过充和针刺性能，但是单纯的涂布具有高粘结剂含量的具有PTC效应的涂层，会对电芯的倍率和低温性能产生不利影响，并且也会降低电芯的能量密度；申请号为CN03158672.4的发明专利公开了一种非水电解液，电解液包括锂盐、有机溶剂和卤代苯化合物，此非水电解液因电解液氧化分解导致生成聚合物，在电芯发生过充时能够消耗过充电流，从而保护电芯，但是采用此电解液的电芯在正常使用中也容易发生此类聚合反应，导致电芯的循环中内阻增长加剧，寿命受到严重影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决电池过充引发的安全问题，提供一种防过充锂离子电池及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种防过充锂离子电池，包括正极、负极、电解液和隔膜，所述正极含有0.2wt.％～10wt.％气体吸收添加剂，所述负极含有0.2wt.％～20wt.％硅碳材料，所述电解液含有0.2vol.％～5vol.％过充保护添加剂，所述隔膜双面陶瓷涂覆。

一种上述的防过充锂离子电池的制备方法，所述方法步骤如下：

步骤一：正极极片的制备：将正极活性物质、粘结剂、导电剂、气体吸收添加剂与溶剂混合，经搅拌得到分散均匀的正极浆料，将正极浆料均匀地涂在铝箔的两面，经过干燥、辊压，得到正极极片；

步骤二：负极极片制备：将负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂与溶剂混合，经搅拌得到分散均匀的负极浆料，将负极浆料均匀地涂在铜箔的两面，经过干燥、辊压，得到负极极片；所述负极活性物质含有硅碳材料；