[發(fā)明專利]一種鋰離子二次電池的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210007924.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102738513A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金海族
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/058
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/058
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種可以提高電解液對(duì)電池極片和隔膜材料浸潤(rùn)性的鋰離子二次電池的制備方法，用此方法制備的電芯具有較好的高溫存儲(chǔ)、高溫循環(huán)和低溫循環(huán)性能。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。移動(dòng)設(shè)備的快速增長(zhǎng)，形成了對(duì)高能量密度電池的大量需求。現(xiàn)階段提高電池能量密度的方法主要包括更高能量密度活性材料的應(yīng)用和將正負(fù)極活性材料的涂布重量加重等方法。其中，將正負(fù)極活性材料的涂布重量加重這種方法目前面臨的一個(gè)最大問(wèn)題就是電解液對(duì)極片的浸潤(rùn)性不佳。隨著涂布重量的加重，電解液對(duì)極片的浸潤(rùn)能力會(huì)逐漸變差，從而造成電芯的極化增大，循環(huán)性能下降。

目前市場(chǎng)上的圓柱型18650電芯的能量密度要比相同材料體系的軟包裝電芯高很多，這很大方面來(lái)源于圓柱電芯的陰陽(yáng)極極片涂布重量比軟包裝電芯陰陽(yáng)極極片的涂布重量重。圓柱電芯的電解液中含有低粘度的碳酸二甲酯(DMC)，從而使得電解液對(duì)極片的浸潤(rùn)性獲得了極大的提高。但在軟包裝電芯中碳酸二甲酯(DMC)一直未獲得很好的應(yīng)用，其原因在于碳酸二甲酯(DMC)的耐高溫性能很差，在電芯的后期存儲(chǔ)和循環(huán)過(guò)程中很容易導(dǎo)致軟包裝電芯的脹氣，從而使電池失效。

有鑒于此，確有提供一種必要改善高涂布重量軟包裝鋰離子電池性能的鋰離子二次電池制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種改善高涂布重量軟包裝鋰離子電池性能的鋰離子二次電池制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案：

一種鋰離子二次電池的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，第一次注液：將含有碳酸二甲酯(DMC)和鋰鹽的電解液A注入待注液的預(yù)留側(cè)封邊的鋰離子二次電池中，密封側(cè)封邊；

步驟二，化成：對(duì)步驟一得到的電池進(jìn)行陳化，然后化成至電池標(biāo)稱容量的20％-90％。如果化成時(shí)充電的容量低于電池標(biāo)稱容量的20％不利于添加劑在陽(yáng)極形成有效的SEI膜，但如果化成時(shí)充電的容量高于電池標(biāo)稱容量的90％則在后面的高溫陳化時(shí)使電芯處于較高的電位，會(huì)帶來(lái)安全問(wèn)題。

步驟三，第二次注液：剪開(kāi)電池的氣袋口，將含有碳酸二乙酯(DEC)和鋰鹽的電解液B注入，封口；

步驟四，陳化：對(duì)步驟三得到的電池進(jìn)行陳化，陳化后抽出多余的電解液和氣體后進(jìn)行二次封裝得到鋰離子電池；

電解液A和電解液B中的至少一個(gè)含有催化劑，所述催化劑與DMC或DEC的摩爾比為0.002～0.06。催化劑的作用是是DMC和DEC發(fā)生酯交換反應(yīng)以生成耐高溫性能好的EMC，在改善電池中電解液對(duì)極片的浸潤(rùn)性的同時(shí)改善電池的高溫性能。催化劑與DMC或DEC摩爾比少于0.002時(shí)的催化效果不好，但如果催化劑的含量過(guò)高會(huì)對(duì)電池的性能帶來(lái)負(fù)面影響。

相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過(guò)在軟包裝鋰離子電池中注入含有低粘度DMC的電解液A，極大的改善了電解液對(duì)極片的浸潤(rùn)性能，有利于在化成時(shí)形成薄而致密的SEI膜，然后在化成后注入含有DEC的電解液B，利用DMC和DEC間的酯交換反應(yīng)，將耐高溫性能差的DMC部分或全部轉(zhuǎn)化成耐高溫性能好的EMC，使得含有DMC的電解液在軟包裝電芯中的應(yīng)用成為可能，極大的改善了高涂布重量軟包裝鋰離子電池的性能。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池制備方法的一種改進(jìn)，所述催化劑為T(mén)iO₂、SiO₂、LiC、MgO、La₂O₃、CeO₂、ZnO、Ti(OPh)₄、Bu₂SnO和BuSnCl₃中至少的一種。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池制備方法的一種改進(jìn)，電解液A和電解液B還包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、亞硫酸乙烯酯(ES)、亞硫酸丙烯酯(PS)、碳酸亞乙烯酯(VC)、γ-丁內(nèi)酯(BL)、丁酸乙酯(EB)、氟代EC中的一種或幾種的組合。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池制備方法的一種改進(jìn)，電解液A中碳酸二甲酯(DMC)的重量百分比為30％～80％。如果DMC的重量百分比小于30％會(huì)使電解液的粘度過(guò)高，如果DMC的重量百分比大于80％會(huì)使電解液的電導(dǎo)率降低很多。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池制備方法的一種改進(jìn)，電解液B中碳酸二乙酯的重量百分比為30％～80％。如果DEC的重量百分比小于30％會(huì)使電解液的粘度過(guò)高，如果DEC的重量百分比大于80％會(huì)使電解液的電導(dǎo)率降低很多。