[发明专利]一种软包三元动力电池及其制备方法和电池正极极片

说明书

本发明公开了一种软包三元动力电池及其制备方法和电池正极极片，属于电池及其制备方法技术领域。本发明的一种软包三元动力电池，包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液和电池壳体，其中，正极极片、负极极片和隔膜形成隔膜/负极/隔膜/正极叠片式结构电池芯，所述电池正极极片的正极集流体包括第一涂覆区、第二涂覆区和连接区，所述第一涂覆区与第二涂覆区通过连接区相连，该连接区的长度小于第一涂覆区和第二涂覆区的长度，且第一涂覆区和第二涂覆区的正反面均设有正极材料层。采用本发明的技术方案能够在保证大容量的基础上，显著提高锂离子电池的安全性能，从而满足新能源汽车的使用要求。

技术领域

本发明属于电池及其制备方法技术领域，更具体地说，涉及一种软包三元动力电池及其制备方法和电池正极极片。

背景技术

锂离子电池作为绿色环保能源已经广泛应用于各种领域，以正极材料区分，锂离子电池分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池和磷酸铁锂电池等。其中，三元材料电池由于具有电压平台高、能量密度高、振实密度高、电化学稳定、循环性能好等特性，在提升新能源汽车的续航里程，减轻用户续航里程忧虑方面具有明显优势，同时还具有放电电压高，输出功率比较大，低温性能好，可适应全天候气温等优点，因此正逐渐受到汽车生产厂商和用户的青睐。

随着人们使用需求的提高，电动汽车、混合动力汽车、低速车等对锂离子电池的容量要求越来越高，然而电芯容量的增加，对其安全性的要求也逐渐提高。但现有三元电池的安全性能相对较差，尤其是电池在大电流充放电过程中及针刺试验中，极易发生短路爆炸现象，现有技术中通常是采用降低电池容量的方法来提高其安全性能，从而无法满足人们对电动汽车、混合动力汽车、低速车等的使用要求。比如电池在过充条件下，达到一定温度，电解液会发生分解及氧化反应，产生大量的热，如果热量没有得到及时的抑制，热量的累积会导致温度进一步的升高。当温度达到一定程度，电池会爆炸起火。目前大部分电池的过充测试表明，电池在过充过程中安全温度约为110℃左右。当电池温度达到或超过110℃时，电池内部电解液和阴极材料会发生剧烈反应，发生热失控，温度急剧上升，最终导致起火爆炸。因此，如何在保证锂离子电池具有大容量的基础上，提高其安全性能至关重要，也是现有新能源汽车用锂离子电池生产中急需解决的一个技术难题。

经检索，关于提高锂离子电池安全性能的专利报道已有相关公开。如，中国专利201521110006.0公开了一种卷绕式软包装锂离子电池，该申请案的电池包括正极片和负极片，正极片和负极片叠在一起弯折卷绕成电芯，正极片和负极片的起始端到第一次弯折处分别为没有涂布活性物质的正极首端空箔区和负极首端空箔区，负极首端空箔区长度比正极首端空箔区长，该长出的部分为负极端区，正极片的尾端和负极片的尾端分别设置有没有涂布活性物质的正极末端空箔区和负极末端空箔区，正极末端空箔区的起始端和末端两端的连线与负极首端空箔区相交，且负极端区在正极末端空箔区和正极末端空箔区两端的连线的围设范围内。采用该申请案的电池结构使得在刺穿测试穿过负极端区时能同时穿过正极末端空箔区，让正极片和负极片短路时产生的热量得到快速的释放，在一定程度上提高了电池的安全性能；但其仅能提升电池在针刺时的安全性能，对其他性能则没有改善，且采用该申请案的方案还使得电池能量密度有所减少。

又如，中国专利201610458567.2公开了一种电池极片，该电池极片包括正极集流体和正极活性材料，正极集流体的一侧表面设置有至少两个间隔设置的正极内涂覆区，相邻两个正极内涂覆区之间设置有正极内空箔区，正极集流体的另一侧表面设置有至少两个间隔设置的正极外涂覆区，相邻两个正极外涂覆区之间设置有正极外空箔区，正极活性材料涂覆在正极内涂覆区和正极外涂覆区上。该申请案通过间隔设置若干涂覆区，并在相邻涂覆区之间设置空箔区，使该空箔区形成缓冲空间，在保证电池具有较高能量密度的情况下有效缓冲极片材料体积膨胀所产生的应力，从而防止极片断裂；但该申请案主要用于保证电池的电性能，而对电池电芯内部短路或者大电流流过时的安全性能则无法保证。

发明内容

1.发明要解决的技术问题