[发明专利]锂离子二次电池及其负极极片

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次电池，尤其涉及一种锂离子二次电池及其负极极片。

背景技术

随着科技的发展，具有能量高、可靠性高以及加工性能好等优点的锂离子二次电池逐渐受到青睐，作为绿色环保型电池被广泛应用于各类便携式电子设备中。

锂离子二次电池在充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质和隔膜嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，电子的补偿电荷从外电路供给到负极上，保证负极的电荷平衡；锂离子二次电池在放电时，过程则恰好相反。以钴酸锂(LiCoO₂)为电池正极活性物质、石墨为电池负极活性物质为例说明锂离子二次电池的充放电过程。

电池反应的方程式为

在上述反应式中，当LixC₆中的x为1时，LixC₆为LiC₆，LiC₆具有很高的活性，锂离子二次电池的安全性能一般随着LiC₆在负极中的含量增加而迅速降低。现有的锂离子二次电池达到满充时，LiC₆在负极中的含量很高，大约有90%的石墨(摩尔百分比)已经转化成了LiC₆。当电池发生短路或受到高温以及其它不正当使用时，电池将产生大量的热量，易起火甚至爆炸，给电池的使用造成严重的安全隐患。

现有技术的锂离子二次电池一般包括相互卷绕或叠加的正极极片、负极极片、间隔于相邻的正负极极片之间的隔膜，以及电解液。其中，正极极片包括一般采用铝箔制作的正极集流体和附着在正极集流体上、含有正极活性物质的正极活性材料层，负极极片包括一般采用铜箔制作的负极集流体和附着在负极集流体上、含有负极活性物质的负极活性材料层，隔膜则为采用塑化、萃取等工艺制成的微孔薄膜，可以将正负极极片绝缘，同时有利于隔膜保持含有锂盐的有机溶剂电解液。目前锂离子二次电池中的电解液为易燃的有机电解液，因此对锂离子二次电池的安全性要求很高。

但是，现有技术的锂离子二次电池在正常的使用中，锂离子二次电池难以避免与尖锐物体（如镊子、剪刀、及硬物棱角）发生碰撞，在极端的情况下，锐物有时会刺穿锂离子二次电池的外壳，并穿透在正负极极片之间起绝缘作用的隔膜，导致铝箔与负极活性材料层相接触而发生短路，从而引发易燃的有机电解液着火，甚至导致电池发生爆炸；此外，在锂离子二次电池发生挤压的不正当使用时，可能会使得正极极片和负极极片变形穿透隔膜而接触，导致正极极片和负极极片相接触而发生短路，从而引发易燃的有机电解液着火，甚至导致电池发生爆炸；此外，在正常的充电过程中，充电器或者充电电路有一定的机率发生故障，从而导致电池被过充，正极材料与有机电解液发生氧化反应，大量放热导致电池着火，影响了锂离子二次电池的安全性能。

因此有必要提供一种具有良好安全性能的锂离子二次电池。

发明内容

鉴于背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子二次电池及其负极极片，其能在锂离子二次电池发生针刺（包括毛刺刺穿）、挤压等不正当使用时，能够很好地将正极极片与负极极片隔离，从而有效避免锂离子二次电池内部短路引起起火甚至爆炸，从而提高电池的安全性能。

本发明的另一目的在于一种锂离子二次电池及其负极极片，其能在锂离子二次电池发生过充时，不仅能够很好地将正极极片与负极极片隔离，而且能够有效隔断锂离子二次电池中的锂离子运输通道，从而有效避免锂离子二次电池起火甚至爆炸，从而提高电池的安全性能。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种锂离子二次电池负极极片，其包括：负极集流体；负极活性材料层，形成在负极集流体上；以及产气涂层，形成在负极活性材料层之上。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子二次电池，其包括：正极极片；负极极片；隔膜，设置在相邻正极极片和负极极片之间；以及电解液；其中，所述负极极片为本发明第一发明所述的锂离子二次电池负极极片。

本发明的有益效果如下：

本发明的锂离子二次电池的负极极片的负极材料活性层上设置有产气涂层，当锂离子二次电池发生针刺（包括毛刺刺穿）、挤压等不正当使用时，产气涂层产生的气体能够很好地将正极极片与负极极片隔离，从而有效避免锂离子二次电池内部短路引起起火甚至爆炸；当锂离子二次电池发生过充时，产气涂层产生的气体不仅能够很好地将正极极片与负极极片隔离，而且隔断锂离子二次电池中的锂离子运输通道，从而有效避免锂离子二次电池起火甚至爆炸。

附图说明

图1为根据本发明锂离子二次电池的剖视图；