[发明专利]一种存液膜及其制备方法和具有该存液膜的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种存液膜及其制备方法和具有该存液膜的锂离子电池。所述存液膜包括以下材料：1)基膜；2)涂敷在基膜一侧的内膜；3)涂敷在基膜另一侧的外膜；其中，所述内膜包括粘结剂和吸液材料，所述吸液材料与粘结剂的质量比为0.3～10:1；所述外膜包括粘结物质和耐高温物质；所述耐高温物质与粘结物质的质量比为0.1～6:1。本发明的存液膜能够在注液时快速吸取电解液，使电解液从各个位置浸润极片和隔膜，改善电池浸润不均匀问题并加快了电解液充分浸润电池的速度，节省了静置时间；大大增加锂离子电池的安全性及使用寿命；并且涂层与基材的粘结力大，不易脱落，同时吸液效果好。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种存液膜及其制备方法和具有该存液膜的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其高比能量及高电压等优点，成为当前应用最为广泛的储能装置之一。近年来，随着锂离子电池技术的快速更新换代，锂离子电池已成为3C设备(通讯产品(Communication)、电脑产品(Computer)、消费类电子产品(Comsumer))，以及新能源汽车、大型储电设备等所用动力电池的主流。然而，随着我国电动汽车的快速发展，不仅要求动力锂离子电池具有高的功率密度和能量密度，而且对于其使用性能和安全性也同样不容忽视。

锂离子电池中电解液保液量的一致性是决定电池性能的一个关键因素，电解液保液量太少会影响电池的性能指标；电解液太多，电池会比较软影响其外观，并且造成电解液成本的增加。因此现有的各类锂离子电池通常在使用绝缘垫片将卷芯与壳或盖进行绝缘隔离时，都会在绝缘垫片上设计极耳孔和电解液下液孔，达到不阻挡极耳位置和注液时不阻碍电解液吸收的要求。但普通绝缘垫片存在阻碍电解液吸收的情况，导致卷芯吸收电解液不均匀部分区域欠润湿状态；这种欠润湿状态导致电池内部阻抗大、发热大、副反应严重、电解液消耗大，电池循环寿命缩短、一致性差。另外也有专门针对电解液设计的储液装置或存液腔，起到了一定的提升锂电池保液能力和改善电解液吸收不均匀等问题，但仍存在电池中游离电解液及一些角落电解液无法充分利用的问题。

申请号201511035113.6，名称为“一种控制软包钛酸锂锂离子电池保液量一致性的方法”的中国发明专利申请文献，公开了涉及一种控制锂离子电池保液量的有关方法：其是将经过化成且一侧连接有气袋的电池静置0.5h～24h，电池向上倾斜并与水平面形成第一倾斜角度，且气袋位于电池上侧；将静置后的电池放置在真空封装机内进行除气封装，电池向上倾斜并与真空封装机的定位平台构成第二倾斜角度，且气袋位于电池上侧。该发明提供了一种增加软包电芯保液量的方法，但对于硬壳等电池不适用；而且要使用此种方法，还需要对现有设备进行工装夹具改造，增加了大量成本。

中国专利文献CN106410278A公开了一种用于锂电池电解液的硫酰基改性无机物添加剂及改性方法。该添加剂采用纳米尺度的Mg、Al、Si、Ti、V、Zr、Sc、Mn、Cr、Co、Ni、Zn、Ce的氧化物作为母体材料，首先将纳米尺度的氧化物分散在浓硫酸中，经过高温处理，在氧化物表面包裹上硫酰基，由于在强氧化环境下，纳米氧化物表面被包裹致密的硫酰基，同时由于硫酰基具有亲电子的特性，在电解液中保持稳定性、均匀性的同时，能够提高电池中电荷导通通道，不影响电解液的电阻。该方法解决了其自身由于阻燃添加剂导致的电解液扩散不均匀的问题，但无法解决电池中游离电解液及一些角落电解液的充分利用问题。

中国专利文献CN109193021A，发明名称“一种绝缘垫片及其制备方法和锂电池”提供的绝缘垫片的孔隙可以吸收并存储电解液，随着电芯循环后电解液的消耗，绝缘垫片内部电解液持续向电芯极组转移，可实现为电芯提供电解液，相当于增大了电芯的储液空间；该发明提供的绝缘垫片横向、纵向均可渗透电解液，这一方式大大改善了电解液的渗透效果，提升了电芯对电解液的吸收均匀性。该专利发明的垫片可以有效解决提升保液量，电解液分布均匀等问题，但保证保液量和电解液分布均匀的同时不能缩短完全浸润的时间，而且对一些软包等结构不需要垫片的电池仍然无法起到作用。