(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111627290.9 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 国联汽车动力电池研究院有限责任 公司 地址 101407 北京市怀柔区雁栖经济开发 区兴科东大街1 1号 (72)发明人 刘丙学　叶璟　仝红亮　齐小鹏　 张海燕　杨容　王建涛　徐冉　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 李梦楠 (51)Int.Cl. H01M 4/13(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/056(2010.01)H01M 10/42(2006.01) (54)发明名称 一种具有多功能涂层改性的复合极片及其 制备方法与应用 (57)摘要 本发明涉及锂离子电池制备技术领域， 具体 涉及一种具有多功能涂层改性的复合极片及其 制备方法与应用。 本发明提供的一种复合极片， 包括： 电极极片； 固态电解质层， 其形成在所述电 极极片的双侧面； 陶瓷层， 其形成在所述固态电 解质层的表 面。 本发明在电极极片两侧依次形成 具有离子传导功能的固态电解质层及具有电子 绝缘功能的陶瓷层， 通过两种功能层的协同作 用， 形成集电子绝缘、 离子传导、 隔热、 阻燃等功 能于一身的多功能涂层， 可以显著提高高比能电 池的安全性能， 特别是针刺性能及加热性能。 权利要求书1页 说明书10页 附图1页 CN 114361382 A 2022.04.15 CN 114361382 A 1.一种复合极片， 其特 征在于， 包括： 电极极片； 固态电解质层， 其形成在所述电极 极片的双侧面； 陶瓷层， 其形成在所述固态电解质层的表面。 2.根据权利要求1所述的复合极片， 其特征在于， 所述固态电解质层由含有粘合剂、 固 态电解质及安全助剂A的浆料 形成； 所述安全助剂A选自多聚磷酸酯、 环磷酰胺聚合物、 三氧化二锑、 环磷腈或聚磷腈中的 一种或者多种。 3.根据权利要求2所述的复合极片， 其特征在于， 所述粘合剂、 安全助剂A与所述固态电 解质的质量比为(1 ‑5)： (2‑20)： (75‑97)。 4.根据权利要求3所述的复合极片， 其特征在于， 所述粘合剂、 安全助剂A与所述固态电 解质的质量之和占浆料总质量的20 ‑50％。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的复合极片， 其特征在于， 所述陶瓷层由含有粘合剂、 陶瓷材料及安全助剂B的浆料 形成； 所述安全助剂B由双马来 酰亚胺齐聚物与多元胺以摩尔比(2 ‑4):1组成的混合物； 所述双马来酰亚胺齐聚物的单体选自为N,N' ‑(亚甲基二苯基)双马来酰亚胺、 N,N' ‑ (1,3‑亚苯基)双马来酰亚胺、 2,2 ‑双[4‑(4‑马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷， N,N' ‑亚甲基双 马来酰亚胺、 N,N' ‑乙烯基双马来酰亚胺、 N,N' ‑(1,2‑亚苯基)双马来酰亚胺、 N,N' ‑(1,3‑亚 苯基)双马来酰亚胺、 N,N' ‑双马来酰亚胺硫、 N,N' ‑双马来酰亚胺 二硫、 N,N' ‑双马来酰亚胺 酮、 双马来酰亚胺甲醚、 1,2 ‑双马来酰亚胺基 ‑1,2‑乙二醇、 N,N' ‑(亚甲基二苯基)双马来酰 亚胺、 1,1 ’ ‑(亚甲基双 ‑4,1‑亚苯基)双马来 酰亚胺中的一种或多种； 所述多元胺选自三聚氰胺、 脂肪胺、 巴比妥酸或其衍生物、 5,5' ‑二氨基‑2,2'‑羟基‑二 联苯、 2,2' ‑双(3‑氨基‑4‑羟基苯基)丙烷、 3,3' ‑二氨基‑4,4'‑二羟基联苯中的一种或多 种。 6.根据权利要求5所述的复合极片， 其特征在于， 所述粘合剂、 安全助剂B与所述陶瓷材 料的质量比为(1 ‑5)： (2‑20)： (97‑75)。 7.根据权利要求6所述的复合极片， 其特征在于， 所述粘合剂、 安全助剂B与所述陶瓷材 料的质量之和占所述 浆料总质量的20 ‑50％。 8.根据权利要求1 ‑7任一项所述的复合极片， 其特征在于， 所述固态电解质层与所述陶 瓷层的厚度比例≥1； 优选地， 所述固态电解质层与所述陶瓷层的厚度比例为(1 ‑2.5)： 1； 进一步优选地， 所 述固态电解质层的单侧厚度在7 μm～ 9 μm之间， 所述陶瓷层的单侧厚度在6～8 μm之间。 9.权利要求1 ‑8任一项所述复合极片的制备方法， 其特征在于， 包括： 在电极极片的两 侧依次形成固态电解质层 及陶瓷层。 10.一种锂离 子电池， 其特 征在于， 含有权利要求1 ‑8任一项所述的复合极片。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114361382 A 2一种具有多功能涂层改性的 复合极片及其制备方 法与应用 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子电池制备技术领域， 具体涉及 一种具有多功能涂层改性的复合 极片及其制备 方法与应用。 背景技术 [0002]锂离子电池由于具有能力密度大、 输出功率高、 循环寿命长和环境污染小等优点 而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。 [0003]由于锂离子电池所使用的电极材料的化学反应 活性较高、 且电解液中含有大量易 燃的有机溶剂， 电池在遇 到针刺、 短路等情况 下会由于热失控出现起火、 爆炸等事故。 [0004]为了提高锂电池的使用安全性， 现有研究结果显示可通过多种方式对电池进行改 进。 [0005]例如， CN109988330A公开了一种耐高温的涂覆改性隔膜及其制备方法， 通过将温 敏性耐高温聚合物、 粘结剂和纳米陶瓷调配得到的浆料涂覆于基膜获得改性隔膜， 以提高 隔膜的耐高温性， 从而提高电池的安全性。 但高温下易出现聚烯烃基膜收缩连带表面改性 涂层随之收缩或者脱落的问题。 [0006]CN112072109A公开了一种锂离子电池及其制备方法， 其通过在极片表面包覆陶瓷 层和高分子微球颗粒层， 以在高温下实现热关断， 从而提高电池的针刺、 加热 的安全性。 但 该锂离子电池存在两层绝缘层， 导致极片组装成电池后内阻较大严重， 进而影响电池倍率 性能。 [0007]CN109755463A公开了一种电极极片， 该电极极片的集流体与电极活性材料层之间 设有安全涂层； 该安全涂层可在电化学装置处理高温条件或短路时迅速断开电路， 以改善 电化学装置的高温安全性。 但该安全涂层为PTC涂层， 基于PTC涂层的本体电阻及界面电阻 增加了电极 极片的电阻， 降低了由该极片组装电池的倍 率性能。 [0008]CN113178547A公开了一种无机隔膜复合电极， 其通过在负极极片上涂覆 无机隔膜 浆料形成复合电极极片； 该无机隔膜具有耐高温特性以及耐针刺特性。 但该电极极片的表 面涂覆层不经辊压， 粘结力较弱， 无法应对挤压、 针刺等极片破损的情况； 但若经过辊压提 高粘结力， 则会导致陶瓷涂层孔隙率大幅降低而致使离子电导率不高， 从而影响电池倍率 性能。 [0009]CN104409681A公开了一种含PTC涂层的锂离子电池极片的制备方法， 该极片为多 层涂覆极片， 在集流体上涂布具有温敏性的预涂层， 再涂布活性物质。 含有该极片的电池具 有良好的过充、 短路、 针刺等安全特性。 但由于预涂层的存在， 存在与CN109755463A相似的 问题， 即基于预涂层的本体电阻及 界面电阻而增加了电极极片的电阻， 从而降低了由该极 片组装电池的倍 率性能。 [0010]由此可见， 虽然现有技术尝试通过多种极片改性方式以提高锂离子电池的耐高 温、 针刺特性， 但效果并不十 分理想， 很难兼顾较高的离子电导率及较强的涂层与基体之间 的粘结力， 难以同时实现高离 子电导率、 绝缘、 阻燃及高温闭孔 等多重功能。说　明　书 1/10 页 3 CN 114361382 A 3