锂离子电池的制造方法与工艺

本发明属于锂离子电池领域，更具体地说，本发明涉及一种具有良好过充保护性能的锂离子电池。

背景技术：
锂离子电池自商业化以来，由于其具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应、循环寿命长、对环境无污染等诸多优点而被广泛用作各种移动设备的电源，从而迅速进入了大规模的实用阶段。随着各种便携电子设备的不断多功能化和精细化，其对锂离子电池的能量密度也提出了越来越高的要求，锂离子电池能量密度的提高则对其安全设计提出了更高的要求。由于电池在过充电过程中会持续放热，尤其是阴极活性材料以及电解液等也会在电池到达高电压时出现副反应而大量放热，热量积累到一定程度后，电池就存在燃烧爆炸的风险。近几年手机电池爆炸着火事故的时有发生，说明现有电池的安全性能还存在着极大的隐患。有鉴于此，确有必要提供一种具有良好过充保护性能的锂离子电池。

技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种具有良好过充保护性能的锂离子电池。为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子电池，其包括正极片、负极片和间隔于正负极片之间的隔离膜，正极片包括正极集流体和涂布于正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体和涂布于负极集流体上的负极膜片，正极集流体或负极集流体上的部分区域涂布有一层低熔点涂层，另一个集流体上与低熔点涂层对应的位置涂布有一层导电电阻层，隔离膜在与低熔点涂层、导电电阻层相对应的位置开设有开孔而使低熔点涂层和导电电阻层直接接触。当本发明的锂离子电池因过充而升温到一定温度后，其低熔点涂层即被熔化，使正负极片在隔离膜开孔处形成短路点，从而起到分流的作用；同时，涂覆的导电电阻层可以减小内短路产生的电流，减少放热。由于可以通过控制导电电阻层的电阻来控制短路时内电流的大小，因此最终的充电电流可以从内短路点通过，从而避免电池燃烧爆炸，保证电池在过充状态下的安全性。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述低熔点涂层的熔点在60℃到200℃之间，其原因在于：若低熔点涂层的熔点太高，就无法在电池燃烧之前熔化来引起内短路，从而起不到对电池的保护作用；若低熔点涂层的熔点太低，又会导致电池在高温下短路失效。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述低熔点涂层的厚度在5μm到200μm之间，其原因在于：若低熔点涂层的厚度太小，电池正常使用下也会有短路风险；若低熔点涂层的厚度太大，则会影响电池的能量密度以及高温下短路的可能性。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述低熔点涂层为不溶于电解液的涂层，其在电解液中的溶胀度小于100％，其原因在于：若低熔点涂层溶于电解液，则电池在加工过程中即会发生短路而失效；若低熔点涂层的溶胀度太大，则电池有短路风险。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述低熔点涂层为石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯中的一种或其组合。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述导电电阻层的电阻率在0.5Ω/m到200Ω/m之间，其原因在于：若导电电阻层的电阻率太低，会导致电池过充高温内短路后产生的电流太大，其过大的放热也可能会引起电池燃烧；若导电电阻层的电阻率太高，则起不到分流的作用而无法对电池形成有效保护。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述导电电阻层的厚度在5μm到200μm之间。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述隔离膜的开孔大小占卷芯上开孔所在平面处的横截面面积的5％～100％，这是为了避免隔离膜开孔太小而降低高温短路的可能性。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述导电电阻层通过含有丁苯粘结剂、羧甲基纤维素钠和导电炭黑的浆料涂布形成。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述锂离子电池为卷绕型锂离子电池，低熔点涂层和导电电阻层涂布在正负极片的卷绕起始端或结束端。与现有技术相比，本发明采用物理短路的方法来实现电池的过充保护，既有效保证了电池在过充状态下的安全，又不会对电池的电化学性能产生大的影响。附图说明以下结合附图和具体实施方式，对本发明锂离子电池及其有益效果进行详细说明，其中：图1为本发明锂离子电池第一实施方式的结构示意图。图2为本发明锂离子电池第二实施方式的结构示意图。图3为本发明锂离子电池的隔离膜开孔示意图。图4为对比例1制得的锂离子电池在1C6V过充过程中的电压电流温度随时间变化的曲线图。图5为对比例2制得的锂离子电池在1C6V过充过程中的电压电流温度随时间变化的曲线图。图6为实施例1制得的锂离子电池在1C6V过充过程中的电压电流温度随时间变化的曲线图。具体实施方式为了使本...