[发明专利]一种锂离子二次电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种安全锂离子二次电池及其制备方法，锂离子二次电池包括电芯和包装电芯的壳体，所述电芯包括正极片、负极片和隔膜，所述电芯外包覆耐高温膜，所述耐高温隔膜的延展率为20％～80％。本发明的锂离子二次电池结构，能防止针刺时引发的热失控，显著地提高了锂离子二次电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池，特别涉及一种安全锂离子二次电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、输出功率高、循环寿命长以及自放电小等优点，近年来被广泛应用于新能源汽车和储能等领域。然而，锂离子电池在使用过程中可能会因受到外力冲击而引起电池内部短路，温度快速上升，甚至发生起火、爆炸等安全问题。因此，如何提高锂离子电池的安全性能成为首要问题。

目前，解决锂离子电池安全性问题主要有两个方向：一、通过电池组设计和管理来间接提高整个电池组的安全性能；二、通过改善电池材料和电池结构设计来提高电池本身的安全性能。比如中国申请CN104269504A公开了一种锂离子电池及锂离子电池组，其在电池本体表面包覆薄膜，用于在电池本体发生热失控时起阻燃作用。

上述方法能从一定程度上改善电池的热失控等安全性能。但是，由于各种因素的限制，现有技术中所采用的方法主要是解决电池发生热失控后带来的安全问题，而无法从根本上阻止热失控的发生。尤其在锂离子电池遇到外部碰撞、穿刺等极端情况下，需要有效地控制电池内部短路，防止热失控发生，保证电池的安全性能。

发明内容

本发明提供了一种锂离子二次电池，能从根本上提高锂离子电池的安全性能。尤其能够解决电池在穿刺等极端情况下的安全问题，防止热失控的发生。

本发明提供了一种锂离子二次电池，包括电芯和包装电芯的壳体，所述电芯包括正极片、负极片和隔膜，所述电芯外包覆耐高温膜，所述耐高温隔膜的延展率为20％～80％。

根据本发明的一种实施方式，所述耐高温膜选自芳纶膜和/或聚酰亚胺膜。芳纶膜和聚酰亚胺膜具有优异的耐高温性能，与PP、PE等膜相比延展率小，在电池遇到极端情况比如穿刺时，破损的耐高温膜可以有效地隔离正负极片，避免发生大面积短路进而引发热失控。而如果采用PP或PE膜，其延展率均高于(100％)，破损的膜会迅速收缩，导致更多的正负极片发生短路，并快速热失控。

根据本发明的一种实施方式，所述耐高温隔膜的延展率为30％～60％。

根据本发明的一种实施方式，所述耐高温膜在300℃的热收缩率小于3％，更优选所述耐高温膜在300℃的热收缩率小于1％。

根据本发明的一种实施方式，所述耐高温隔膜的厚度为10～60微米。

根据本发明的一种实施方式，所述耐高温膜可以为致密膜。根据另一种实施方式，耐高温膜也可以为多孔膜，所述多孔膜的孔隙率为20％～80％。

本发明对电池的形状和壳体不做限定，电池可以为方形电池、圆柱型电池或软包电池；壳体可以选自铝塑膜、钢壳或铝壳。

本发明提供了一种锂离子二次电池的制备方法，包括：提供正极片、负极片和隔膜，将正极片、负极片和隔膜层叠或卷绕形成电芯，在电芯外包裹耐高温隔膜，然后包装、注入电解液制得锂离子二次电池，其中，所述耐高温隔膜的延展率为20％～80％。

根据本发明的一种实施方式，在电芯外包裹至少两层耐高温隔膜。

本发明的有益效果：

本发明的锂离子二次电池结构，电芯外包覆耐高温膜，耐高温膜不但具有优异的耐高温性能，而且具有相对较小的延展率，在电池遇到极端情况比如穿刺时，破损的耐高温膜可以有效地隔离正负极片，避免发生大面积短路进而引发热失控。显著地提高了锂离子二次电池的安全性能，尤其是针刺时的安全性能。

附图说明