[发明专利]一种低温锂离子电池用加热膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种低温锂离子电池用加热膜及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：将导电物质加入钛酸酯偶联剂中，得混合物一，然后将混合物一和聚合物基体混合，得混合物二，再将混合物二加热至熔融状态并搅拌，得熔融体；将熔融体压制成膜，然后热处理，室温下冷却，得低温锂离子电池用加热膜。本发明还包括采用上述方法制得的加热膜及其应用。本发明能够快速制得具有室温PTC效应的加热膜，并将其应用到锂离子电池中，通过电池内置加热膜对电池进行加热，能够快速提高电池的温度，有效解决了锂离子电池低温性能不能正常发挥和电池加热易损伤等问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种低温锂离子电池用加热膜及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池是当前广泛使用的二次电池，但其对使用温度敏感，尤其在低于0℃条件下使用时，电池容量衰减严重，不能正常使用。当前解决这一问题的主要方法有通过电池材料的包覆、材料结构的调整、电解液的调整来提升电池低温的使用性能。但是，电池的常温性能和低温性能仍然有比较大的差异，无法从根本上解决锂离子电池低温下的正常使用问题。

另一种方式是采用对电池加热的方式来调节电池的环境温度，从而不改变电池的基本电极材料，而实现低温下的使用。采用加热的方式有气流加热，液体加热，电加热等方式在电池外部进行加热。但这种方法容易造成电池受热不均匀，且电池温度提升慢，加热能量损失大，也存在一定的缺陷。

还有一种方式是采用电池内置金属镍箔进行加热，这种金属电阻加热片置于电池内部，热交换效率高，热损失小。但是由于加热时，镍片表面温度高，容易损伤电解液、隔膜等电池内部组分，且需要单独的控制系统进行控制保护。

因此，急需寻找到一种方式解决锂离子电池在低温下的使用问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种低温锂离子电池用加热膜及其制备方法和应用，能够快速制得具有室温PTC效应的加热膜，并将其应用到锂离子电池中，通过电池内置加热膜对电池进行加热，能够快速提高电池的温度，有效解决了锂离子电池低温性能不能正常发挥和电池加热易损伤等问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种低温锂离子电池用加热膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将导电物质加入钛酸酯偶联剂中，得混合物一，然后将混合物一和聚合物基体混合，得混合物二，再将混合物二在150-220℃温度下加热至熔融状态并搅拌，得熔融体；

(2)将步骤(1)所得熔融体在130-180℃、0.3-0.8MPa条件下压制成膜，然后在90-120℃温度下热处理10-60min，室温下冷却，得低温锂离子电池用加热膜。

进一步，导电物质为碳纳米管、乙炔黑、石墨烯、纳米石墨、纳米碳粉、纳米铜粉、纳米镍粉或纳米银粉。

进一步，聚合物基体为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、偏聚四氟乙烯或丁苯橡胶。

进一步，步骤(1)中，钛酸酯偶联剂体积占导电物质体积的1-5％。即钛酸酯偶联剂和导电物质体积比为1-5:95-99。

进一步，步骤(1)中，导电物质体积占混合物二体积的3-20％。即聚合物基体和导电物质体积比为80-97:3-20。

进一步，步骤(1)中，压制成膜时，成型前需要在成型模具中涂抹一层脱模剂。

进一步，步骤(2)中，压制成膜后厚度为0.5-1.2mm。

上述的制备方法制得的低温锂离子电池用加热膜。

低温锂离子电池用加热膜在锂离子电池中的应用。

进一步，锂离子电池制备包括以下步骤：将1-5片低温锂离子电池用加热膜置于电池极片之间，然后引出电极，注液封装，得锂离子电池。