[发明专利]无隔膜化的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是一种无隔膜化的锂离子电池。

背景技术

21世纪能源危机日益严峻，其中，汽车用燃料占据了整个燃油消耗的60％左右，为了应对人们对燃料等能源的需求，各国政府都在积极的想办法，然而，自然界中固有的燃料有限，因此，开发新能源车成为了当务之急。

锂离子电池无污染、功率密度高、电压高、无记忆效应，其用做电动汽车的能源，已得到了人们的广泛认可。各国政府相继投巨资来研究锂离子电池产业化的各个环节，并取得了丰硕的成果，使得锂离子电池的应用范围得到进一步扩大。目前，电动车用锂离子电池的研发牵动着各国政府及研发机构的神经，其存在的问题还需进一步的研究。

其中，安全性、寿命、成本问题是锂离子电池要产业化使用所必须解决的三个主要问题，它们的解决将极大的增强人们对锂离子电池的信赖，降低电池的成本，从而使电动汽车的广泛使用成为可能。

动力锂离子电池对隔膜的要求较高，目前隔膜来源主要依赖于进口，导致电池成本居高不下。为了降低电池成本，国内一些厂商也在大力发展国产化隔膜技术，并取得了较为喜人的成果，但隔膜的稳定性与国外产品相比还有着一定的差距。同时，这种电池隔膜由于热稳定性差，较高温度下(＞80℃)就会有很大收缩而导致电池短路，造成安全事故。

目前，为解决电池的安全性能、降低电池成本、提升电池电化学性能，人们在不同方向做着大量的工作，其中对电池极片进行一些优化处理吸引了研发人员的深入探讨。

发明专利CN1838468A采用延流法在负极极片上涂一层无机粒子混合膜，所得电池的首次充放电容量可以达到142mAh/g(正极材料为LiCoO₂)，容量衰减率为0.4‰。然而，由于现有技术对锂离子电池极片进行化学处理存在很多有待解决的问题，如：极片表面化学涂覆的均匀性差，稳定性不好，涂覆化学材料的污染大，常温下设备的可操作性差等。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种是用于电动汽车或混合动力汽车的无隔膜化的锂离子电池。

本发明所采用的技术方案主要是对电池中正极、负极极片进行表面化学涂覆，所得涂覆膜与隔膜的功能相似，起到传输锂离子、防止正负极极片直接接触的作用。

本发明无隔膜化锂离子电池，包括正极、负极极片和电解液，其中：所述极片进行了表面化学涂覆处理，以在极片表面涂覆一层均匀的有机化学薄膜。

所述化学涂覆处理可以采用涂覆的方法实现。

所述涂覆的有机化学薄膜的主要成分包括乙酸甲酯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、二氧化硅、碳酸二乙酯、正丁醇、二甲基亚砜。

所述有机化学薄膜的厚度在10～50um之间。

所述极片为正极片和负极片中的至少一种。

所述极片为已经经过辊压、分切后的极片。

通过上述方案，实现了锂离子电池的无隔膜化，降低了电池成本，同时由于涂覆的隔膜与极片结合更紧密，有利于提高电池的安全性能和电化学性能，比较适合电动汽车或混合动力汽车使用，这些有益效果对锂离子电池在电动汽车上的应用起到了良好的促进作用。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。

实施例一：

1)正、负极制片：

正极极片制备：

A)按正极活性材料∶导电剂∶粘结剂＝91∶4∶5的重量比例混合正极浆料，然后加入相当的NMP溶剂进行混合；

B)在涂布机上将正极浆料涂覆在铝箔基体上；

C)进行烘烤、辊压、裁边。

负极极片制备：

A)按负极活性材料∶导电剂∶粘结剂＝95∶1∶4的重量比例混合负极浆料，然后加入相当的水作为溶剂进行混合；

B)在涂布机上将负极浆料涂覆在铜箔基体上；

C)进行烘烤、辊压、裁边。

2)配置涂覆极片用化学浆料：按乙酸甲酯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、二氧化硅、碳酸二乙酯(DEC)、正丁醇、二甲基亚砜各原料所占质量份数为：乙酸甲酯60％、PVDF-HFP8％、二氧化硅2％、DEC 15％、正丁醇10％、二甲基亚砜5％进行分散混合，得到混合浆料；

3)正、负极极片的表面化学涂覆：将步骤2)中配置好的化学浆料在涂布机上涂覆在步骤1)中制备好的成品正、负极极片上；

4)涂覆后正、负极极片的烘烤：将涂覆后的正负极极片进行90～120℃的梯度式烘烤工艺；

5)将步骤4)中的极片进行分切，分切至设计电池所需要的尺寸；