[發明專利]聚合物鋰離子電池負極及聚合物鋰離子電池的制造方法

有效

• 申請號: 200810151602.1
• 申請日: 2008-09-23
• 公開（公告）號: CN101369652A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 黃慶華;高俊奎
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M10/38;H01M10/40
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司
• 代理人: 肖莉麗

技術領域

本發明涉及一種聚合物鋰離子電池負極及聚合物鋰離子電池的制造方法，特別是一種適用于高溫環境下的聚合物鋰離子電池負極及聚合物鋰離子電池的制造方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，新的電子設備對于高能可充電池的需求日益迫切，同時環境保護也對電池提出了新的要求。目前二次可充電池主要包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池等。其中鋰離子電池具有電壓高、循環使用次數多、存儲時間長等優點，是公認的高效綠色能源，因此近些年來發展較為迅速。

鋰離子電池根據使用的電解液又可以分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。聚合物鋰離子電池比能量密度高，無液體泄露，電池厚度可以很薄(小于1毫米)，外形可塑性強(可制成各種形狀)，不僅在便攜式電子設備上如移動電話、數碼攝像機和手提電腦得到廣泛應用，而且也可應用于電動汽車、電動自行車以及電動工具等大中型電動設備方面。

然而在上述應用時，電子設備在運行過程和聚合物鋰離子電池循環充放中均會散發熱量，高溫環境容易造成電池負極表面SEI膜分解及電解液溶劑在正負極表面發生氧化還原分解反應，產生CO、CO₂、CH₄、C₂H₆等氣體，使得聚合物鋰離子電池鼓脹形變，電池容量和循環性能迅速下降，電子設備由于電池的形變也會遭到一定程度的破壞，嚴重時會癱瘓。

目前對于鋰離子電池鼓脹形變問題，主要采用改變電池結構、在電解液中加入功能添加劑等方法解決。在Journal?of?Power?Sources?119?121(2003)833?837描述了一個例子，疊片方式制作的電池形變小于卷繞方式制作的電池。此外增加泄壓閥，優化電極尺寸也可以減小電池鼓脹形變。

日本公開專利(專利號10-50342，13-52738)在電解液中加入丙磺酸內酯；日本公開專利(專利號96-64238A)在電解液中加入鈣鹽等。上述描述的方法通過在電解液中加入有機或無機添加劑，在炭負極表面形成鈍化膜，阻止負極與電解液溶劑反應，降低產氣量，減少電池鼓脹程度。然而這些方法均存在一定的問題，如防鼓脹效果不明顯，或是添加劑本身在高溫下就會發生分解，或是在負極表面形成的鈍化膜不穩定分解，或是添加劑的加入減少了電極活性物質含量，導致充放效率降低，電池容量、循環等性能下降。

Journal?of?Power?Sources?104(2002)132?139中描述了一個例子，在電解液中加入Li₂CO₃添加劑，可以降低首次充放的不可逆容量，抑制溶劑的分解，改變負極表面SEI膜的結構，防止電池鼓脹變形。然而Li₂CO₃在有機電解液溶劑中的溶解度非常低，因此實際應用存在困難。

Electrochemistry?Communications5(2003)979982中描述將Li₂CO₃添加劑包覆在天然石墨的表面，改善了電池的儲存性能，提高電池循環性能，但操作步驟耗時過長，不利于產業化。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種能夠在高溫條件下阻止負極表面鈍化膜的分解和抑制電解液溶劑與正負極之間的副反應，減少氣體的產生，有效的控制電池厚度，防止電池鼓脹變形聚合物鋰離子電池負極及聚合物鋰離子電池的制造方法。

本發明通過下述技術方案實現：

一種聚合物鋰離子電池負極的制造方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)將負極活性物質與導電劑混合均勻；

(2)在上述負極活性物質與導電劑的混合物中加入去離子水，制成負極漿料；

(3)將Li₂CO₃添加劑溶解在溶劑中制成重量百分比濃度為0.3-1.5％的溶液，所述溶劑為去離子水；

(4)將上述含有Li₂CO₃的溶液加入到步驟(2)得到的負極漿料中，制成混合漿料；