[发明专利]一种锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子二次电池。

背景技术

锂离子电池输出电压高、比能量大、自放电小、无记忆效应、对环境友好，目前广泛应用于各类便携式电子设备中，在电动汽车、储能设备等领域也有很好的应用前景。

通常锂离子电池由正极膜片、负极膜片、隔离膜、电解液和密封外壳组成。正负极膜片分别由包含有活性物质的正负极材料涂覆在集流体上构成，多孔的层状聚合物隔离膜间隔在两者之间，正负极膜片和隔离膜全部浸渍在含有锂盐的有机非水电解质中形成锂离子通路，包裹在密封外壳中与外部环境隔绝。

为了提高电解液的浸润程度、增加锂离子电导率，正负极材料和隔离膜均被制备为多孔结构。锂离子电池在生产制造过程中外壳密封之前，正负极膜片和隔离膜均暴露在外部环境中，不可避免地从周围环境中吸收水分。水分子在锂离子电池中能够引发多种副反应。例如，加速电解液中锂盐的分解，产生HF，破坏SEI膜、消耗锂离子并产生气体，导致锂离子电池在循环、存储过程中容量衰减严重并胀气：LiPF₆+H₂O                                               LiF+2HF+POF₃，ROCOOLi+HFLiF+CO₂+ROH；又如水分子可与正极活性物质LiFePO₄反应，导致可逆容量损失：LiFePO₄+H₂OFePO₄+LiOH，LiFePO₄+H₂OFe(H₂PO₄)₂+ Li₃PO₄。

为了避免或减轻上述情况的发生，在生产制造过程中必须尽可能地降低电池中的水含量。因此，在电池装配过程中有多步高温干燥工序，对正极膜片、负极膜片和隔离膜分别进行干燥，温度设置在60℃~85℃，时间设置在4h~24h。上述工序消耗大量能源、时间，但是取得的效果并不理想，一方面不能明显降低材料中已吸收的水分，另一方面不能阻止材料继续吸收环境中水分。

因此，如何更有效地降低锂离子电池中的水含量是目前锂离子电池生产制作过程中需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种内部水含量得到降低的锂离子二次电池；从而减少电池内部由水分子引发的副反应，提高电池的循环性能和存储性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种锂离子二次电池，包括包装袋、容纳于所述包装袋内的电芯和灌注于所述包装袋内电解液，所述电芯包括相互卷绕或叠加的正极膜片、负极膜片和设置于所述正极膜片与所述负极膜片之间的隔离膜，所述正极膜片包括正极集流体和设置于正极集流体的正极活性物质层，所述负极膜片包括负极集流体和设置于所述负极集流体的负极活性物质层；其中，所述正极膜片或隔离膜表面涂覆有有机疏水剂涂层。

作为本发明所述的锂离子二次电池的一种改进，所述有机疏水剂涂层为包括有机疏水性分子和粘结剂。所述有机疏水剂涂层可以仅涂覆在正极膜片表面或仅涂覆在隔离膜表面或同时涂覆在正极膜片和隔离膜表面。

作为本发明所述的锂离子二次电池的一种改进，所述有机疏水性分子为戊醇、己醇、戊酮、己酮、戊醛、己醛、乙酸乙酯、磷酸三丁酯、硬脂酸钠、环烷酸皂、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚、四乙基硅烷、聚羟乙基硅氧烷等长链醇类、酮类、醛类、酯类、醚类和烷烃类聚合物中的至少一种。

作为本发明所述的锂离子二次电池的一种改进，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚环氧乙烷和聚乙烯醇中的至少一种。

作为本发明所述的锂离子二次电池的一种改进，所述粘结剂占有机疏水性分子和粘结剂总重量的重量百分含量为0.1%~10%。

作为本发明所述的锂离子二次电池的一种改进，所述有机疏水剂涂层至少为两层，总厚度为0.1μm~20μm。

作为本发明所述的锂离子二次电池的一种改进，所述有机疏水剂涂层是通过刮刀转移涂布、凹版印刷、化学沉积或静电纺丝方法实现涂覆的。