锂离子电池的制作方法
[0105] c)过滤：将上述打好的胶液通过200目筛子进行真空过滤；
[0106] d)有机颗粒的混合：将称好的有机颗粒加入到已配好的胶液中，经混炼机或搅拌 机搅拌1小时；
[0107] e)高速分散：将混合好的上述浆料使用高速分散机进行分散；
[0108] f)水性粘结剂的加入：将水性粘结剂加入到浆料中，使用混炼机或搅拌机搅拌1 小时以上，形成体系稳定的浆料；
[0109] g)真空脱泡：将搅拌机调至慢速搅拌，抽真空30min，进行脱泡；
[0110] h)过滤：将上述脱泡好的浆料进行真空过滤，得到最终的浆料。
[0111] 本发明所得所述形成有机颗粒涂层（C)的组合物的性能要求如下：
[0112] a)固含量在5~30% ;
[0113] b)浆料的粘度范围在30~100mPa?S、
[0114] c)稳定性及可靠性：具有稳定的时效性、优良的涂覆附着力和良好的粘结性；
[0115] 适合涂覆形成有机颗粒涂层（C)的组合物的方法无特别的限制，只要其能在所述 涂层（B)上形成涂层即可。合适的涂覆方法的非限定性例子有，例如涂布法、浸渍法、辊涂 法、喷涂法、旋转涂布等，从稳定性、均匀性以及操作性考虑，优选涂布法。
[0116] 合适的涂布法的非限定性例子有，例如刮刀法，直接棍法等。
[0117] 涂覆后可除去组合物中的水分。从涂布膜除水方面没有特定的方法，通常通过干 燥除水，作为干燥方法可列举红外电子干燥，或采用热温鼓风干燥。
[0118] 在本发明的一个实例中，在干燥过程中或者干燥后还任选地对获得的涂膜进行加 压处理，如模压或辊压；以可以提高层间的密合性。
[0119] 本发明的多层隔膜改善隔膜的热稳定性能，提升电池安全性能；又能改善隔膜与 正负极间的接触界面，来提高电池的一致性，最终使得电池安全性的提升。另外，由于使用 了水性涂层，使得隔膜的环境友好性得到提高。
[0120] (D)锂离子电池
[0121] 本发明另一方面提供了一种锂离子电池，其包括正极、负极、位于正极和负极之间 的本发明所述的水性多层隔膜以及电解质，其中所述负极包含有机颗粒，所述有机颗粒选 自聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。
[0122] 适合用于本发明的锂电池的正极活性物质包括但不限于此：一种或多种金属或合 金或一种或多种金属的混合物和一种或多种合金，其中所述的金属选自周期表中的第IA 和第IIA族的金属。适合用于本发明的正极活性物质的例子包括但并不限于：掺入碱金属 的导电聚合物，如掺锂的聚乙炔、聚苯撑、聚吡咯等等，以及掺入了碱金属的石墨和碳。含有 锂的正极活性物质是最常使用的。优选的正极活性物质是金属锂、铝锂合金、锡锂合金、掺 入了锂的碳、和掺入了锂的石墨。
[0123] 适合用于本发明锂电池的负极活性物质包括但不限于：电活性的过渡金属的硫属 化物、电活性的导电聚合物、和电活性的含硫物质。在这里使用的"含硫物质"一词是指含有 任何形式的元素硫的负极活性物质，其中电化学活性包括硫-硫共价键的断开和形成。在 一个实施方式中，电活性的含硫物质含有元素硫。在一个实施方式中，电活性的含硫物质是 有机物，也就是它含有硫原子和碳原子。在一个实施方式中，电活性的含硫物质是含硫的聚 合物，其中含硫电活性聚合物在氧化状态下，含有部分表达式为-sm-的共价键的多硫化物， 这里m为等于或大于3的整数，优选m为3-10的整数，更优选m为等于或大于6的整数，和 最优选m为等于或大于8的整数。
[0124] 用于本发明锂电池的负极的负极活性物质包括但不限于：含硫电活性负极物质， 其在氧化状态下，含有部分表达式为-Sm-的多硫化物，这里m为等于或大于3的整数，优 选m为3-10的整数，更优选m为等于或大于6的整数，和最优选m为等于或大于8的整数。 这些优选的负极物质的例子中含有元素硫和碳-硫聚合物，如Skotheim等人的美国专利 5529860、5601947和5690702以及申请号为08/602323所述的；和Gorkovenko等人的美国 专利申请08/995112所述的。
[0125] 在一更优选的实施方式中，部分表达式为-S^-的碳-硫聚合物的多硫化物是通过 一个或两个在侧基团上的端硫原子以共价键连接到聚合物主链上。在另一更优选实施方式 中，部分表达式为-Sm-的碳-硫聚合物的多硫化物是通过多硫化物的部分端硫原子以共价 键交联而插入在聚合物的聚合物主链上。在另一更优选实施方式中，具有-sm-基团的多硫 化物的碳-硫聚合物，这里m为等于或大于3的整数，并含有75重量％以上的硫。
[0126] 在一个实施方式中，含硫电活性物质包括含有一种离子多硫化物部分的含硫聚 合物，其选自：离子-S;部分和离子-S，部分，这里m为等于或大于3的整数，以及优选m 为等于或大于8的整数。这些含硫物质的例子包括含有离子-S;部分的含硫聚合物，如 Perichaud等人的美国专利4664991所述的和含有离子-S:部分的含硫聚合物，如上述提 到的Perichaud等人的美国专利4664991和Genies的欧洲专利250518B1所述的。在一个 实施方式中，具有离子多硫化物部分的含硫聚合物的聚合物主链含有共轭片段。在另一个 实施方式中，多硫化物部分^^是通过其侧基团的端硫原子以共价键交联在含硫聚合物的 聚合物主链上。在一个实施方式中，具有离子多硫化物部分的含硫聚合物含有75重量％以 上的硫。
[0127] 在本发明中，所述负极还包含有机颗粒，所述有机颗粒选自聚偏二氟乙烯-六氟 丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。在本发明的一个优选实例中，所述有机 颗粒为聚偏二氟乙烯-六氟丙烯。
[0128] 在本发明的一个优选实例中，所述有机颗粒的含量为0. 01-10重量％，优选为 〇. 1-8重量％，更优选为0. 2-7重量％，最优选为0. 5-5重量％，以所述负极的总重量计。
[0129] 在本发明中，所述电解质是本领域中常规的。在本发明的一个优选实例中，所述电 解质选自下组中的一种或多种：液体电解质、胶状聚合物电解质和固体聚合物电解质。
[0130] 制造所述锂电池的方法是本领域常规的，可参见例如CN1285084A。
[0131] 针对现有技术的不足，本发明提供了复合在一起的整体正负极/隔膜体系的锂离 子电池，正负极/隔膜间不会出现错位或滑动的情况，尤其是用于动力汽车时，由于野外行 驶而带来的颠簸和振动的情况下，整个正负极/隔膜依然保持整体，以保证了电池的安全 性能和一致性。
[0132] 针对现有技术中使用油性挥发溶剂对环境友好性差的不足，本发明提供一种水性 配方浆料涂布而成的隔膜，其隔膜主要含有水性无机颗粒层和水性聚合物层。
[0133] 针对现有水性配方负极与隔膜间无法粘合的不足，本发明提供一种含有PVDF-HFP 的负极层。
[0134] 在本发明的多层隔膜中，无机或有机颗粒涂层可以在隔膜表面形成微观的物理性 阻隔，减少锂枝晶对隔膜的刺穿作用，而且由于无机或有机颗粒本身的耐高温特性，涂覆在 多孔膜基材上的无机或有机颗粒层可以提高隔膜的耐热性能；而涂覆在无机或有机颗粒层 上位于表层的具有粘接作用的有机颗粒层则可以在热压作用下在无机或有机颗粒层和电 极之间形成粘接作用，防止隔膜与电极之间发生错层而导致的内部短路，增强电池安全性 能。
[0135] 同时，通过有机颗粒层的作用，隔膜和正极片、负极片之间联合为一体，可以增强 电池的机械性能。需要说明的是，为了满足提高电池耐热性能的要求，一般需要比较密集的 陶瓷粒子，这使得仅涂覆有陶瓷材料层的隔膜即使在热压的情况下，也不能与电极之间形 成良好的粘接作用，仍然会有隔膜与电极错层的危险。因此，在无机或有机颗粒层的表面再 涂覆有机颗粒层，可以有效防止隔膜与电极的错层，进一步提高电池的安全性能。
[0136] 作为本发明锂离子电池用隔膜的一种改进，采用具有水性耐高温涂层和水性聚合 物涂层，以保证其耐高温性能和在电解液环境下与正负极的粘合性能。
[0137] 作为本发明锂离子电池用隔膜的一种改进，所述有机颗粒层的孔隙率为30%以 上，以保证电池中锂离子等的畅通，从而保证电池具有良好的循环性能等。
[0138] 相对于现有技术，本发明锂离子电池由于其隔膜的双层涂覆结构，具有良好的安 全性能、高温性能、高压性能以及机械性能。
[0139] 实施例
[0140] 下面结合实施例进一步说明本发明，它们对本发明提供说明但本发明并不限于 此。
[0141] 实施例所用的原料具体如下：
[0142] PVDF-HFP购自阿克玛，型号2500
[0143] 丁苯乳胶液（SBR)购自广州松柏化工有限公司
[0144] 氧化铝（A1203)型号VK-L30,购自杭州万景新材料有限公司。
[0145] 羟甲基纤维素钠（CMC)购自郑州仁诚化工有限公司
[0146] 聚乙二醇（PEG1500)购自江苏海安石油化工厂
[0147] 脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO)购自江苏海安石油化工厂
[0148] 勃姆石购自宣城晶瑞新材料有限公司。
[014
文档序号 :
【 8540990 】
技术研发人员：程跃,李英,王伟强,苏晓明,徐建峰
技术所有人：上海恩捷新材料科技股份有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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