專利名稱：：安全鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種陽極膜片具有較大電阻的安全鋰離子電池。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池是一種具有較高的能量密度和良好的環(huán)保性能的電池，其被廣泛的應(yīng)用于各類的便攜式電子設(shè)備中。通常鋰離子電池包括相互巻繞的陰極片、隔離膜和陽極片，其中陰極片包括陰極集流體和附著在其上的、具有陰極活性物質(zhì)的膜片；陽極片包括陽極集流體和附著在其上的、具有陽極活性物質(zhì)的膜片。其中陰極集流體一般采用鋁箔制作，陽極集流體一般采用銅箔制作，隔離膜片一般采用聚丙烯與聚乙烯復(fù)合薄膜。制作時(shí)，將陰極片、隔離膜和陽極片疊加后巻繞制得電池芯，并將電池芯裝入電池包裝殼中，然后，向包裝殼內(nèi)注入電解液，密封后制成電池。然而，現(xiàn)有的鋰離子電池由于其使用的有機(jī)電解液易燃，且其陽極膜片一般使用石墨材料，其電阻相對(duì)較小且也已易于燃燒，在電池內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，很容易引起電池燃燒而造成安全隱患。表一為一組現(xiàn)有鋰離子電池的安全測試結(jié)果，其測試方法為分別將陰極集流體、陰極膜片與陽極片中陽極集流體、陽極膜片直接接觸，然后分別將測試結(jié)果記錄下來。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>根據(jù)上述測試的結(jié)果，當(dāng)陰極片中陰極集流體(鋁箔)與陽極膜片之間短路時(shí)，電池的溫度會(huì)快速升高，開始冒煙，產(chǎn)生明火。之所以產(chǎn)生這種現(xiàn)象是因?yàn)槠胀ǖ匿囯x子電池中陽極膜片的電阻一般在0.卜0.2Q/cr^之間，而陰極膜片電阻在1.6Q/cn^左右，而且陽極材料本身也易于燃燒，這樣，當(dāng)陰極集流體與陽極膜片直接接觸時(shí)，由于電阻較小，其電流密度相對(duì)較大，導(dǎo)致大量熱量產(chǎn)生，此時(shí)電流產(chǎn)生的大量的熱集中于短路處，再加上陽極材料本身也易于燃燒的特點(diǎn)，就十分容易引起燃燒，造成電池?zé)o法通過上述短路測試，給電池的安全使用造成隱患。~
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種安全鋰離子電池，特別是一種具有較大電阻的陽極膜片的安全鋰離子電池以克服上述問題。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種安全鋰離子電池，該鋰離子電池的陽極片具有較高的電阻，其電阻一般在0.5Q/cm28^/cm2。這樣，若遇到意外情況，如因電池內(nèi)部存在的金屬顆粒刺穿隔離膜而導(dǎo)致陰極集流體一鋁箔與陽極膜片相接觸造成內(nèi)部短路時(shí)，由于陽極片電阻較高，短路時(shí)接觸電阻相對(duì)較小，短路電流密度亦相對(duì)較小，這樣便不會(huì)造成鋰離子電池出現(xiàn)溫度驟然升高導(dǎo)致起火，從而達(dá)到提高鋰離子電池的安全性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的具體方案1，在電池的陽極片中混合一種或一種以上絕緣材料，如氧化鈦(Ti02)，氧化硅(Si。2)，氧化鋁(^203)或氧化鋅(Zn02)等絕緣材料。2，在陽極膜片中不添加導(dǎo)電碳粉，并同時(shí)增加粘結(jié)劑的用量。3，采用低導(dǎo)電率的石墨材料，并用金屬氧化物如氧化鋁(A1203)或氧化鎂(Mg02)對(duì)石墨材料進(jìn)行表面處理以降低其導(dǎo)電率。上述措施，可單獨(dú)使用，亦可幾種方案結(jié)合使用。采用上述方案后，鋰離子電池的陽極片具有較高的電阻，其電阻一般在0.5n/cm28^/cm2，優(yōu)選1.4Q/cm2，這樣，既能保證電池在短路時(shí)不起火，又能令電池的容量，循環(huán)性能等基本不受影響。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明圖l是本發(fā)明中鋰離子電池陽極片的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施方式一本發(fā)明所述的安全鋰離子電池，其結(jié)構(gòu)與制作工藝與目前普通鋰離子電池制作的工藝基本相同，所不同的是在制作陽極片時(shí)采用如下方法-見圖1，本實(shí)驗(yàn)中陽極片1包括陽極集流體11和附著在其上的、具有陽極活性物質(zhì)的膜片12。陽極集流體11一般采用銅箔制作。制作時(shí)首先，將作為負(fù)極活性材料的石墨粉末，AL203與羥一甲基一纖維素鈉(CMC)及丁苯橡膠(SBR)相混合，其中羥甲基纖維素鈉及丁苯橡膠作為粘結(jié)劑。將該混合物分散于作為溶劑的水中以獲得陽極混合漿料。然后，將上述漿料均勻涂布于銅箔制成的負(fù)極集流體上制得陽極片1，然后進(jìn)行冷壓。接著對(duì)陽極片1進(jìn)行干燥，讓溶劑揮發(fā)，這樣陽極片表面形成一層膜片12,干燥的溫度可根據(jù)需要選擇。另外，除采用涂布的方式以外，還可采用浸蘸方式，將漿料附著在集流體ll的表面，再進(jìn)行冷壓，待干燥后在集流體11表面形成一層膜片12。為了提高實(shí)驗(yàn)可靠性，本實(shí)施方式中一共做了三組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一本實(shí)驗(yàn)中，膜片12中活性物質(zhì)、粘結(jié)劑以及絕緣物質(zhì)的質(zhì)量百分比為94.5:4:1.5,其中活性物質(zhì)為石墨，絕緣物質(zhì)采用AL203，粘結(jié)劑為CMC與SBR的混合物，二者在膜片中的質(zhì)量百分比分別為1.5%和2.5%。實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二與實(shí)驗(yàn)一制造方法相同，所不同的是活性物質(zhì)、粘結(jié)劑以及亂203質(zhì)量百分比例。本實(shí)驗(yàn)中三者的質(zhì)量百分比為91.5:4:4.5。其中，CMC與SBR在膜片中的質(zhì)量百分比仍然分別為1.5%和2.5%。實(shí)驗(yàn)三本實(shí)驗(yàn)中活性物質(zhì)、粘結(jié)劑以及AL203質(zhì)量百分比例。本實(shí)驗(yàn)中三者的質(zhì)量百分比為86.5:4:9.5。其中，CMC與SBR在膜片中的質(zhì)量百分比仍然分為1.5%和2.5%。對(duì)比例對(duì)比列同樣采用實(shí)驗(yàn)制造方法，所不同的是其膜片中不含AL203，其活性物質(zhì)與粘結(jié)劑的質(zhì)量百分比為:.96:4。其中，CMC與SBR在膜片中的質(zhì)量百分比仍然分別為1.5%和2.5%。表二為上述三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)及電阻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表二<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表中數(shù)據(jù)看出，相對(duì)目前的鋰離子電池，本發(fā)明陽極片表面膜片的電阻層明顯提高?；珊?，在滿充的狀態(tài)下，均能順利通過穿釘測試，特別是在將電池拆開后，直接將陽極片與陰極集流體接觸時(shí)都不發(fā)生冒煙起火。且三組鋰離子電池在添加AL203后其它電化學(xué)性能，如容量，循環(huán)性能無明顯差異，即在膜片12中混合AL203不會(huì)對(duì)鋰離子電池的性能產(chǎn)生影響。實(shí)施方式二實(shí)施方式二也做了三組實(shí)驗(yàn)和一個(gè)對(duì)比例，三組實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施方式一的實(shí)驗(yàn)條件基本相同，只是將Al203用Ti02代替，對(duì)比例保持不變。其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表三。'表三<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表三中數(shù)據(jù)看出，本實(shí)施方式中三組鋰離子電池在添加Ti02后亦能大幅提高陽極膜片電阻，從而改善鋰離子電池安全性能，且其它電化學(xué)性能，如容量，循環(huán)性能無明顯差。實(shí)施方式三本實(shí)施方式中，陽極膜片中不添加絕緣物質(zhì)，且采用電導(dǎo)率較低的石墨作為陽極材料，并適當(dāng)增大粘結(jié)劑的含量。石墨與粘結(jié)劑的百分比在9092.5:107.5之間，并同時(shí)，證采用上述物質(zhì)的陽極膜片的電阻在0.5O/cr^8Q/ci^之間。經(jīng)測試，采用上述材料的陽極膜片在制成的電池，同樣在短路測試時(shí)不會(huì)發(fā)生冒煙起火，滿足電池安全性要求。需要指出的是本發(fā)明的發(fā)明思想為通過提高陽極體相電阻從而到達(dá)提高電池安全性的目的，因此應(yīng)該認(rèn)為通過各種方式，特別是本發(fā)明所揭示的幾種方式，無論是單獨(dú)使用或是結(jié)合使用，以提高陽極膜片電阻的實(shí)施方式都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1，一種安全鋰離子電池，該鋰離子電池包括一電極組，電極組設(shè)有陽極片以及陰極片，其中陽極片包括集流體以及附著于集流體表面具有活性物質(zhì)的膜片，陽極膜片的活性物質(zhì)采用石墨材料，其特征在于該陽極片的膜片中電阻在0.5Ω/cm2～10Ω/cm2之間。2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全鋰離子電池，其特征在于該陽極片表面的膜片包含活性物質(zhì)、粘結(jié)劑以及做為絕緣物質(zhì)的氧化鋁，其三者的質(zhì)量百分比為86.5-94.5:4:9.51.5。3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全鋰離子電池，其特征在于該陽極片表面的膜片包含活性物質(zhì)、粘結(jié)劑以及做為絕緣物質(zhì)的氧化鈦或氧化硅，其三者質(zhì)量百分比在86.5~94.5:4:9.5-1.5之間。4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全鋰離子電池，其特征在于作為陽極膜片活性物質(zhì)的石墨材料表面包覆有一層氧化鋁或氧化鎂。5,根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全鋰離子電池，其特征在于經(jīng)包覆處理的石墨材料與粘結(jié)劑二者質(zhì)量百分比在9394.5:75.5之間。6，根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全鋰離子電池，其特征在于其特征在于所述的粘結(jié)劑為羥甲基纖維素鈉及丁苯橡膠的混合物。全文摘要本發(fā)明涉及一種陽極膜片具有較大電阻的安全鋰離子電池。該鋰離子電池包括一電極組，電極組設(shè)有陽極片及陰極片，其中陽極片包括集流體以及附著于集流體表面具有活性物質(zhì)的膜片，陽極膜片的活性物質(zhì)采用石墨材料，該陽極片的膜片中電阻在0.5Ω/cm²～10Ω/cm²之間。由于陽極片電阻較高，短路時(shí)接觸電阻相對(duì)較小，短路電流密度亦相對(duì)較小，這樣便不會(huì)造成鋰離子電池短路時(shí)溫度驟然升高而導(dǎo)致起火，從而提高鋰離子電池的安全性。文檔編號(hào)H01M4/02GK101295802SQ200710027688公開日2008年10月29日申請(qǐng)日期2007年4月25日優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日發(fā)明者曾文輝,趙豐剛申請(qǐng)人:東莞新能源電子科技有限公司