[發(fā)明專利]一種鋰離子二次電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310436802.2
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN104466231B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧世剛;翟傳鑫;龐靜;王澤;李文成;楊允杰;靳尉仁
• 申請（專利權(quán)）人: 國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/62;H01M10/058
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11100
• 代理人: 劉秀青,熊國裕

1.一種鋰離子二次電池，其特征在于，包括外殼、正極極片、負極極片、電解液、間隔于正極極片和負極極片之間的隔膜，以及通過靜電紡絲的方法形成于正極極片和/或負極極片表面的含有相變儲能材料的納米纖維涂層；所述相變儲能材料為一種固液相變溫度在80～180℃之間的材料，或者是幾種熔點在80～180℃之間的材料的組合，其固液相變的吸熱焓大于60J/g。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于，所述含有相變儲能材料的納米纖維涂層的質(zhì)量為電極極片質(zhì)量的1～40％，其中的納米纖維的直徑為20nm～2μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子二次電池，其特征在于，所述含有相變儲能材料的納米纖維涂層的質(zhì)量為電極極片質(zhì)量的3～15％。

4.一種權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)通過在金屬集流體表面涂布，繼而輥壓的方式制備含有活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的正、負極極片；

(2)將相變儲能材料與助劑均勻分散于溶劑中，在50～100℃加熱攪拌的條件下溶解制成復(fù)合混合液，該復(fù)合混合液中相變儲能材料的濃度為5～40％；

(3)將步驟(2)中得到的復(fù)合混合液通過靜電紡絲的方法噴涂在正極極片或負極極片表面形成含有相變儲能材料的納米纖維涂層，該涂層的面密度為電極面密度的1～70％；

(4)將噴涂有納米纖維涂層的極片經(jīng)過干燥去除溶劑，干燥溫度為60～80℃，時間為2～24h，并通過輥壓控制纖維涂層的孔隙率并消除毛刺，控制納米纖維涂層的孔隙率范圍40～90％；

(5)將步驟(4)得到的具有納米纖維涂層的極片與隔膜、對應(yīng)的正/負極極片，通過卷繞或者疊片的方式組裝后，經(jīng)過注液、預(yù)充、化成工藝得到鋰離子二次電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于，所述正極極片的電極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂或LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂中的一種或幾種，其中x+y<1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于，所述負極極片的電極活性物質(zhì)為可提供電化學(xué)反應(yīng)而具備充放電性能的材料，該材料為石墨、鈦酸鋰、硬碳、碳納米材料、錫基復(fù)合材料、硅基復(fù)合材料中的一種或者幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于，所述的導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳、鱗片石墨中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于，所述的導(dǎo)電碳為碳納米管。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)的復(fù)合混合液中相變儲能材料的濃度為8～15％。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中涂層的面密度為電極面密度的10～30％。

11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中靜電紡絲的工藝參數(shù)為：紡絲溫度為50～100℃，紡絲電壓為10～50kV，流速為0.3～10mL/h，紡絲距離為5～30cm，極片傳送速率為30～300cm/min。