[發(fā)明專利]一種圓柱狀鋰離子電池的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110266582.4
• 申請(qǐng)日: 2011-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN102306842A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂煥祥;張立軍;甘永平;陶新永;錢靈超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江吉能電池科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/058
• 分類號(hào): H01M10/058;H01M4/139
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33239
• 代理人: 胡小永

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，具體的說，涉及一種小型圓柱狀鋰離子電池，尤其是適合LED燈小電流放電條件下使用的小型圓柱狀鋰離子電池的低成本快速制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池是一種充電電池，它一般采用含有鋰元素的材料作為正極，主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。鋰離子電池是現(xiàn)代高性能電池的代表，也是目前手機(jī)、筆記本電腦等現(xiàn)代數(shù)碼產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的電池，與傳統(tǒng)的鎳氫、鎳鎘及鉛酸等充電電池相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1)高單體電壓。單體電池的工作電壓高達(dá)3.7-3.8V(磷酸鐵鋰3.2V)，是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍。

2)高比能量。目前能達(dá)到的實(shí)際比能量最高超過200Wh/kg，，3-4倍于Ni-Cd，2-3倍于Ni-MH。

3)循環(huán)壽命長(zhǎng)。一般均可達(dá)到500次以上，甚至1000次以上，磷酸鐵鋰電池可以達(dá)到2000次以上。對(duì)于小電流放電的電器，電池的使用期限長(zhǎng)，將倍增電器的競(jìng)爭(zhēng)力。

4)安全性能好，無公害，無記憶效應(yīng)。Li離子電池中不含鎘、鉛、汞等對(duì)環(huán)境有污染的重金屬元素，對(duì)環(huán)境無污染，是一種綠色電池。同時(shí)鋰離子電池也不存在Ni-Cd電池普遍存在的“記憶效應(yīng)”。

5)自放電小。室溫下充滿電的鋰離子電池儲(chǔ)存1個(gè)月后的自放電率為2％左右，大大低于Ni-Cd的25-30％，Ni、MH的30-35％。

6)可快速充放電?？焖俪潆?0分鐘容量可以達(dá)到標(biāo)稱容量的80％以上，磷酸鐵鋰電池可以在10分鐘內(nèi)充電到標(biāo)稱容量的90％。

7)工作溫度范圍高，工作溫度為-25-45℃，隨著電解液和正極的改進(jìn)，期望能擴(kuò)寬到-40-70℃。

在很多小電流放電領(lǐng)域，對(duì)鋰離子電池的需求量也很大。如新能源領(lǐng)域的LED照明，近年的發(fā)展速度非常驚人。LED(Light-Emitting?Diode發(fā)光二極管)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場(chǎng)發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點(diǎn)非常明顯，壽命長(zhǎng)、光效高、無輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可超過150lm/W(2010年)。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小于2000小時(shí)，螺旋節(jié)能燈的光效為60lm/W，壽命小于8000小時(shí)，T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時(shí)，而直徑為5毫米的白光LED光效可以超過150lm/W，壽命可大于100000小時(shí)。由于LED照明功耗低，LED作為應(yīng)急燈、手電筒、草坪燈等使用時(shí)，對(duì)配套使用的鋰離子電池，如使用18650電池，放電電流僅需要小至數(shù)十毫安到數(shù)百毫安(相當(dāng)于0.02C-0.10C)，并不需要大電流放電能力，因此采用涂布工藝制造的可高倍率放電的電池，顯得有些浪費(fèi)。

因此，本發(fā)明提供一種小型圓柱狀鋰離子電池，尤其是適合LED燈小電流放電條件下使用的小型圓柱狀鋰離子電池的快速制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種小型圓柱狀鋰離子電池，尤其是適合LED燈照明燈小電流放電條件下使用的小型圓柱狀鋰離子電池的快速制備方法。

本發(fā)明所述的制備方法包括如下步驟：

1)正極的制備：將正極粉料混合，攪拌均勻后加入乙醇或N-甲基吡咯烷酮(NMP)，攪拌均勻，壓制成環(huán)狀或圓柱狀電極；其中，圓柱狀電極以導(dǎo)電棒為芯，導(dǎo)電棒位于圓柱狀電極的中心位置；

2)負(fù)極的制備：將負(fù)極粉料混合，攪拌均勻后加入乙醇或二甲基吡咯烷酮(NMP)，攪拌均勻，壓制成與正極相配的圓柱狀或環(huán)狀電極；其中，圓柱狀電極以導(dǎo)電棒為芯，導(dǎo)電棒位于圓柱狀電極的中心位置；

3)裝配：將環(huán)狀電極裝入鋼殼，在圓柱狀電極的外側(cè)面包上隔膜，插入環(huán)狀電極的中間，直接組裝成電池。

當(dāng)然，步驟3)也可以如下進(jìn)行：在圓柱狀電極的外側(cè)面包上隔膜，插入環(huán)狀電極的中間，然后將環(huán)狀電極裝入鋼殼，直接組裝成電池。

步驟1)和2)中，所述壓制可采用本領(lǐng)域常用的方法進(jìn)行，優(yōu)選采用打環(huán)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。所述打環(huán)機(jī)是一種粉末成型設(shè)備，一般由壓力機(jī)和所需的模具組成，就本發(fā)明來說，采用環(huán)狀模具和圓柱狀模具以及常用的壓機(jī)組成。