[發(fā)明專利]鋰離子電池、電解液及電池制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010159347.2
• 申請(qǐng)日: 2010-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN102237549A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘啟明;何偉;龍鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市比克電池有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/056
• 分類號(hào): H01M10/056;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 龔安義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池制造領(lǐng)域，具體是涉及一種鋰離子電池及其電解液，以及鋰離子電池的制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有能量密度高、比功率大、循環(huán)性能好、無記憶效應(yīng)、無污染等特點(diǎn)，在手機(jī)、移動(dòng)電話、攝像機(jī)、筆記本電腦等各種電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)的鋰離子電池生產(chǎn)制程中，水分的控制成為較大難題，若制程中濕度控制不好，往往會(huì)造成成品電芯中出現(xiàn)大量的低容量和尺寸超厚的電芯。針對(duì)這種問題，現(xiàn)有技術(shù)的解決方式或者是投入大量的設(shè)備成本對(duì)制程的濕度進(jìn)行控制，如大型的鋰離子電池生產(chǎn)廠家多采用此種方式，但會(huì)增加生產(chǎn)成本；或者是耗費(fèi)大量的烘烤時(shí)間以清除鋰離子電芯中的水分，如小型的鋰離子電池生產(chǎn)廠家多采用此種方式，但這種方式同樣會(huì)增加生產(chǎn)成本、并延長了電池生產(chǎn)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服以上缺陷，實(shí)現(xiàn)改善鋰離子電池尺寸，并提升電池容量的目的，為此，本發(fā)明提出一種鋰離子電池及其電解液，以及該鋰離子電池的制備方法。

本發(fā)明提出的這種鋰離子電池電解液包括鋰鹽、鋰鹽溶劑、N-甲基砒咯烷酮(NMP)，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0.2％～0.8％。

優(yōu)選地，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0.2％～0.4％。

所述鋰鹽溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙稀酯(PC)、碳酸亞乙烯酯(DMC)混合溶劑，所述鋰鹽為LiPF₆。

本發(fā)明提出的這種鋰離子電池的制備方法包括以下步驟：1)配料：將正極活性物質(zhì)、正極導(dǎo)電劑、正極粘合劑與正極溶劑混合攪拌均勻，制成正極漿料；將負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電劑、負(fù)極粘合劑與負(fù)極溶劑混合攪拌均勻，制成負(fù)極漿料；2)涂覆：將正極漿料涂覆在正極集流體上，干燥，制成正極片并分切；將負(fù)極漿料涂覆在負(fù)極集流體上，干燥，制成負(fù)極片并分切；3)配置電極液：將鋰鹽溶解在溶劑中，并加入N-甲基砒咯烷酮，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0.2％～0.8％；4)裝配：將分切好的正極片、隔膜和負(fù)極片疊置或卷繞后裝入電池外殼中，注入配置好的電解液后電芯封口。

優(yōu)選的，步驟3)中，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0.2％～0.4％。

所述正極活性物質(zhì)為錳酸鋰材料、錳酸鋰或鎳鈷錳酸鋰三元材料。

步驟3)中，所述鋰鹽溶劑為EC、PC、DMC混合溶劑，所述鋰鹽為LiPF₆。

本發(fā)明提出的這種鋰離子電池，采用上述的鋰離子電池的制備方法所制備。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比所具有的有益效果是：本發(fā)明在電解液中添加特定含量的NMP，NMP作為電解液中的一種微量添加劑，在不影響電池的其他性能的前提下，不僅有效的改善了鋰離子電池的成品尺寸，而且也提升了鋰離子電池的容量。本發(fā)明的方法簡單，易于工業(yè)推廣應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

NMP由于具有較高的沸點(diǎn)(202℃)和閃點(diǎn)(95℃)，化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)碳鋼、鋁不腐蝕，對(duì)銅稍有腐蝕性，且具有粘度低、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、極性高、揮發(fā)性低、能與水及許多有機(jī)溶劑無限混溶等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效選擇性溶劑，無毒性、腐蝕性小、溶解度大、易回收。NMP在目前電池行業(yè)里的用途主要以下兩個(gè)方面：(1)用作正極粘結(jié)劑聚偏二氟乙烯(PVDF)的溶劑，以及鋰離子電池的電極輔助材料；(2)用作凝膠電解液的一種溶劑組分，應(yīng)用在聚合物鋰離子電池中。

本實(shí)施方式中將制備5組型號(hào)為053048A，標(biāo)稱容量為500mAh的鋰離子電池，包括實(shí)施例電池4組和對(duì)比例電池1組。其中實(shí)施例電池的制作過程中將采用本發(fā)明的方法，在電解液中添加0.2％～0.8％質(zhì)量含量的NMP，NMP作為電解液中的一種微量添加劑，改善了電池的尺寸，提升了電池的容量。

具體制備步驟如下。

1)配料。將正極活性物質(zhì)(采用尖晶石型錳酸鋰，其通用化學(xué)式為LiMn₂O₄)、正極導(dǎo)電劑乙炔黑(采用卡博特CABOT超導(dǎo)電碳黑BP2000)、正極粘合劑PVDF(型號(hào)RC10214)與溶劑NMP混合攪拌均勻，制成正極漿料。將負(fù)極活性物質(zhì)天然石墨、負(fù)極導(dǎo)電劑乙炔黑混合，然后均勻分散在配置好的羧甲基纖維素鈉(CMC)水溶液中，并將丁苯橡膠(SBR)加入其中作為粘結(jié)劑，均勻攪拌后形成負(fù)極漿料。