專利名稱：一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法。
背景技術(shù)：
自曰本SONY能源公司在20世紀(jì)90年代開發(fā)出商品化的鋰離子電池以來，鋰離子電池以其高比能量、高電壓、無記憶效應(yīng)、環(huán)保以及壽命長等優(yōu)點(diǎn)，作為可靠的能源已廣泛應(yīng)用于如移動(dòng)電話、筆記本電腦及小型電動(dòng)工具等便攜式電子產(chǎn)品中。然而，鋰離子電池在濫用條件下(如加熱、過充電、短路、擠壓等)，會(huì)出現(xiàn)著火、爆炸乃至人員受傷等事件。因此，鋰離子電池的安全性問題一直制約著高容量鋰離子電池的商業(yè)化推廣。
鋰離子電池通常由正負(fù)極片、隔膜、電解液以及電池外殼組成，在鋰離子電池組成的原材料中，隔膜是重要組成部分之一，起著防止正/負(fù)極片發(fā)生短路和提供鋰離子傳輸通道的作用，其性能決定了鋰離子電池的界面結(jié)構(gòu)和內(nèi)阻，并直接影響了鋰離子電池的電性能與安全性能。
近年來，對(duì)隔膜改性來提高電池安全性能的研究日益受到關(guān)注。例如在隔膜中摻雜來對(duì)隔膜改性(參見申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810036262.8的專利申請(qǐng))、表面涂敷來對(duì)隔膜改性(參見申請(qǐng)?zhí)枮镃N200720173307.7的專利申請(qǐng))等等。
雖然這些措施可以對(duì)隔膜的性能有所改善，但是這些方法的工藝過程比較復(fù)雜，會(huì)大大增加鋰離子電池的制造成本，無法滿足現(xiàn)階段鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法，該方法不僅可以提高鋰離子電池隔膜的熱穩(wěn)定性和保證鋰離子電池的安全性，還可以進(jìn)一步降低鋰離子電池的自放電率，具有成本低、方法簡單、便于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)，有利于提高鋰離子電池的市場(chǎng)應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
3為此，本發(fā)明提供了一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法，該鋰離子電池包括有正負(fù)極片、隔膜、電解液以及電池外殼，該方法應(yīng)用于制造鋰離子電池的工藝過程中，所述制造鋰離子電池的工藝過程包括按順序依次進(jìn)行的極組巻繞工藝、極組熱壓工藝、入殼工藝、周邊焊工藝、注液工
藝、化成工藝；
在所述制造鋰離子電池的工藝過程中的極組熱壓工藝之前，對(duì)所述鋰離子電池的隔膜進(jìn)行熱處理工藝。
優(yōu)選地，在極組巻繞工藝之前，對(duì)隔膜巻整體進(jìn)行熱處理。
優(yōu)選地，在極組巻繞工藝中對(duì)隔膜進(jìn)行熱處理。
優(yōu)選地，在極組巻繞工藝之后和極組熱壓工藝之前對(duì)對(duì)隔膜進(jìn)行熱處理。
優(yōu)選地，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理的方式為空氣對(duì)流熱傳遞或者紅外線熱輻射。
優(yōu)選地，對(duì)所述隔膜熱進(jìn)行處理工藝時(shí)的熱處理溫度為80~100°C。優(yōu)選地，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝時(shí)的熱處理溫度為85~95°C。優(yōu)選地，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝時(shí)所需要的熱處理時(shí)間為5~120分鐘。
優(yōu)選地，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝時(shí)所需要的熱處理時(shí)間為20 60分鐘。
優(yōu)選地，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝時(shí)所需要的熱處理時(shí)間為30分鐘。
由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法，該方法不僅可以提高鋰離子電池隔膜的熱穩(wěn)定性和保證鋰離子電池的安全性，還可以進(jìn)一步降低鋰離子電池的自放電率，具有成本低、方法簡單、便于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)，有利于提高鋰離子電池的市場(chǎng)應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。


圖1為應(yīng)用本發(fā)明提供的隔膜改性方法對(duì)隔膜進(jìn)行改性，改性前后的鋰離子電池在常溫儲(chǔ)存15天的自放電對(duì)比示意圖2為應(yīng)用本發(fā)明提供的隔膜改性方法對(duì)隔膜進(jìn)行改性，改性前后的鋰離子電池的模擬內(nèi)部短路測(cè)試曲線的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供了 一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法，應(yīng)用于制造鋰離子電池的工藝過程中，該鋰離子電池包括有正負(fù)極片、隔膜、電解液以及電池外殼，所述制造鋰離子電池的工藝過程包括按順序依次進(jìn)行的極組巻繞工藝、極組熱壓工藝、入殼工藝、周邊焊工藝、注液工藝、化成工藝。
在本發(fā)明中，為了對(duì)隔膜進(jìn)行改性，在所述制造鋰離子電池的工藝過程中的極組熱壓工藝之前，對(duì)所述鋰離子電池的隔膜進(jìn)行熱處理。
需要說明的是，上述制造鋰離子電池的工藝過程可以具體為
首先進(jìn)行所述極組巻繞工藝，即用隔膜將正負(fù)極片隔開后，對(duì)正負(fù)極片進(jìn)行巻繞，形成鋰離子電池的電芯極組；
然后進(jìn)行所述極組熱壓工藝，通過對(duì)正負(fù)極片巻繞形成的電芯極組進(jìn)行熱壓整形，使得電芯極組容易入殼，不容易受到損傷；
接著進(jìn)行入殼工藝，即為將正負(fù)極片巻繞形成的電芯極組放入到電池殼體中，然后進(jìn)行周邊焊工藝，將電池殼體的周邊進(jìn)行激光焊接，接著進(jìn)行注液工藝，注入電解液，形成成品電池，最終進(jìn)行化成工藝，即用專用的電池充放電設(shè)備對(duì)成品電池進(jìn)行充放電測(cè)試，對(duì)每一只電池都進(jìn)行檢測(cè)，篩選出合格的成品電池，電池待出廠。
需要說明的是，本發(fā)明在極組熱壓工藝之前對(duì)隔膜進(jìn)行熱處理的工藝的作用不同于常規(guī)電池制造中熱壓后注液前的烘干工藝，后者主要目的是除去極片吸收的水分，此時(shí)隔膜也會(huì)受熱收縮，鑒于現(xiàn)有工藝是將電池極組熱壓成型置入殼內(nèi)，存在有局部阻礙的、不均勻的熱收縮。而本發(fā)明在;f及組熱壓工藝之前對(duì)隔膜進(jìn)行熱處理時(shí)，隔膜是進(jìn)行沒有阻礙的、均勻的熱收縮。
在本發(fā)明中，在極組熱壓工藝之前對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝，具體可以為在極組巻繞工藝之前，對(duì)隔膜巻整體進(jìn)行熱處理；以及可以在極組巻繞工藝中對(duì)隔膜進(jìn)行熱處理；此外，還可以在極組巻繞工藝之后和極組熱壓工藝之前對(duì)隔膜進(jìn)行熱處理。
在本發(fā)明中，優(yōu)選為在極組巻繞工藝之后和極組熱壓工藝之前對(duì)所述鋰離子電池的隔膜進(jìn)行熱處理。
在本發(fā)明中，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝時(shí)的熱處理方式可以是空氣對(duì)流熱傳遞，也可以是紅外線熱輻射。
在本發(fā)明中，對(duì)所述隔膜熱進(jìn)行處理工藝時(shí)的熱處理溫度為80~100°C,具體實(shí)現(xiàn)上，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝時(shí)的熱處理溫度優(yōu)選為85~95°C。
在本發(fā)明中，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝時(shí)所需要的熱處理時(shí)間為5-120分鐘，優(yōu)選為20~60分鐘，具體實(shí)現(xiàn)上，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工藝時(shí)所需要的熱處理時(shí)間最好為30分鐘。
實(shí)施例1
首先將整巻隔膜置于烘箱中，在90。C的恒溫下熱處理120min，然后依次經(jīng)極組巻繞工藝—極組熱壓工藝—入殼工藝—周邊焊工藝—注液工藝—化成工藝，制備獲得成品的鋰離子電池。
實(shí)施例2
首先將正負(fù)極片和隔膜進(jìn)行巻繞，將巻繞后的電芯極組置于烘箱中，在85匸的恒溫下熱處理20min。然后依次經(jīng)極組熱壓工藝—入殼工藝—周邊焊工藝—注液工藝—化成工藝，制備獲得成品的鋰離子電池。
實(shí)施例3
首先將正負(fù)極片和隔膜進(jìn)行巻繞，將巻繞后的電芯極組置于烘箱中，在9(TC的恒溫下熱處理30min。然后經(jīng)極組熱壓工藝—入殼工藝—周邊焊工藝—注液工藝—化成工藝，制備獲得成品的鋰離子電池。
綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法，該方法不僅可以提高鋰離子電池隔膜的熱穩(wěn)定性和保證鋰離子電池的安全性，還可以進(jìn)一步降低鋰離子電池的自放電率，具有成本低、方法簡單、便于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)，有利于提高鋰離子電池的市場(chǎng)應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法，該鋰離子電池包括有正負(fù)極片、隔膜、電解液以及電池外殼，其特征在于，該方法應(yīng)用于制造鋰離子電池的工藝過程中，所述制造鋰離子電池的工藝過程包括按順序依次進(jìn)行的極組卷繞工藝、極組熱壓工藝、入殼工藝、周邊焊工藝、注液工藝、化成工藝；在所述制造鋰離子電池的工藝過程中的極組熱壓工藝之前，對(duì)所述鋰離子電池的隔膜進(jìn)行熱處理工藝。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在極組巻繞工藝之前，對(duì) 隔膜巻整體進(jìn)行熱處理。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在極組巻繞工藝中對(duì)隔膜 進(jìn)行熱處理。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在極組巻繞工藝之后和極 組熱壓工藝之前對(duì)隔膜進(jìn)行熱處理。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理的 方式為空氣對(duì)流熱傳遞或者紅外線熱輻射。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述隔膜熱進(jìn)行處理工 藝時(shí)的熱處理溫度為80~100°C。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工 藝時(shí)的熱處理溫度為85~95°C。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工 藝時(shí)所需要的熱處理時(shí)間為5~120分鐘。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工 藝時(shí)所需要的熱處理時(shí)間為20~60分鐘。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，對(duì)所述隔膜進(jìn)行熱處理工 藝時(shí)所需要的熱處理時(shí)間為30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法，該鋰離子電池包括有正負(fù)極片、隔膜、電解液以及電池外殼，該方法應(yīng)用于制造鋰離子電池的工藝過程中，所述制造鋰離子電池的工藝過程包括按順序依次進(jìn)行的極組卷繞工藝、極組熱壓工藝、入殼工藝、周邊焊工藝、注液工藝、化成工藝；在所述制造鋰離子電池的工藝過程中的極組熱壓工藝之前，對(duì)所述鋰離子電池的隔膜進(jìn)行熱處理工藝。本發(fā)明公開的用于提高鋰離子電池安全性的隔膜改性方法，可以提高鋰離子電池隔膜的熱穩(wěn)定性和保證鋰離子電池的安全性，還降低了鋰離子電池的自放電率，具有成本低、方法簡單、便于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)，有利于提高鋰離子電池的市場(chǎng)應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
文檔編號(hào)H01M10/38GK101626095SQ20091006995
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者賀 李 申請(qǐng)人:天津力神電池股份有限公司