[發明專利]一種大容量高功率鋰二次電池及其制備方法

無效

• 申請號: 201010614219.2
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102104170A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 夏圣安;李新宏;楊萬光
• 申請（專利權）人: 常州華科新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0568;H01M4/48;H01M4/505;H01M4/62;H01M10/058
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 何學成

技術領域

本發明屬于二次鋰離子電池領域，尤其涉及一種高容量鋰二次電池及其制造方法。

背景技術

由于化石能源的不斷枯竭和環境污染的日益嚴重，發展可替代能源和節能減排已是大勢所趨。太陽能、風能等新能源以及電動汽車、混合動力汽車已經在全球范圍內掀起高潮。鋰離子電池作為電動汽車的核心電源和太陽能、風能的儲能電源，其研究開發對于新能源的發展具有重大意義，對其關鍵材料和技術的研發尤為重要，特別是新一代高功率、高容量鋰離子動力與儲能電池的研發，更是迫在眉睫。由于鋰離子動力與儲能電池在電動汽車和新能源領域的重大戰略意義，各國無論是政府還是企業，都在極力地推動其發展，以搶占新產業的先機。我國是鋰離子電池需求大國、也是生產大國，但不是技術強國。在鋰離子電池的研究和開發方面，美國、日本相對領先，美國在關鍵材料和技術的原創性和基礎性研究方面，具有明顯的優勢；而日本則在應用技術和制備技術方面領先。我國在鋰離子動力與儲能電池的研究方面基本與國際同步，但缺乏原創性和自主知識產權，關鍵技術方面也較為落后，嚴重地制約了其發展。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種大容量高功率的鋰二次電池，及其制備方法。

一種大容量高功率鋰二次電池，由正電極、電解液和負電極組成，所述電解液中含有雙(氟磺酰)亞胺鋰，所述的正電極選用：富鋰正極材料，所述負電極選用：H₂Ti₁₂O₂₅或二氧化鉬中的任意一種；

所述的富鋰正極材料為：bLi₂MnO₃·(1-b)LiMO₂，所述b的取值為：0＜b＜1，所述的LiMO₂為：LiCo_xNi_yMn_zO₂，其中x+y+z＝1或LiMn₂O₄或Li₄Mn₅O₉或?Li₄Mn₅O₁₂中的至少一種。

上述的大容量高功率鋰二次電池的制備方法，包括如下步驟：

(1)、將含有75～99％質量比的負極材料活性材料、0.5～15％質量比的導電劑和1～10％質量比的粘結劑溶于溶劑中制成負電極漿料，以9μm～25μm厚的銅箔為集流體，將負極漿料涂在銅箔上并干燥，然后將極片輥壓、裁片，制成負極片；

(2)、將含有59～98％質量比的正極材料活性材料、1～40％質量比的導電劑和1～10％質量比的粘結劑溶于溶劑中制成正電極漿料，以15μm～40μm厚的鋁箔為集流體，將正極漿料涂在鋁箔上并干燥，然后將極片輥壓、裁片，制成正極片；

(3)、將上述負電極和正電極加上隔膜一起疊片或卷繞、包膜或入殼、焊接、注電解液、封裝工序后得到鋰電池半成品，其中負電極和正電極通過隔膜隔離；

(4)、將步驟(3)中得到的鋰電池半成品進行加壓化成、分容、檢測，得到成品鋰電池。

所述的步驟(1)、(2)所述溶劑為水、N～甲基吡咯烷酮、二甲基酰胺或二甲基乙酰胺中的一種。

所述的步驟(1)、(2)中，所述粘結劑為聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、羧甲基纖維素鈉、氯丁橡膠、丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、苯乙烯～丁二烯～苯乙烯橡膠、丙烯腈～丁二烯～苯乙烯橡膠、偏聚四氟乙烯、聚四氟乙烯中的至少一種。

所述的步驟(1)、(2)中，所述的導電劑為導電炭黑、導電石墨、導電碳納米管和聚吡咯PPy或聚苯胺PANI或聚噻吩PTh或聚對苯PPP或聚對苯撐乙烯PPV中的至少一種。

本發明的有益效果體在于：

(1)本發明使用雙(氟磺酰)亞胺鋰做電解質，可以大大提高電池的高、低溫性能和離子傳導率。

(2)本發明采用導電高分子作為導電添加劑，不僅可以提高活性材料的導電性和循環壽命，還可以降低粘結劑的使用量。這些導電高分子具有一定的儲鋰活性，對熱脹冷縮的耐受性更強，極片不容易粉化，而且高分子對粘結劑的親和力比無機導電劑要強，粘結劑的使用量也會減少，這樣大大的節省了成本。