[發明專利]一種高電壓鋰離子電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201310635116.8
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103700807A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 徐敖奎
• 申請（專利權）人: 徐敖奎
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/66;H01M4/62;H01M10/058
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 韓洪

【技術領域】

本發明涉及電池的技術領域，特別是電動車用高壓鋰電池的技術領域。?

【背景技術】

目前開發應用的單體動力鋰離子電池的電芯內部普遍由一個電池單元構成，電芯工作電壓平臺范圍在3～4V之間，而電芯的荷電容量可能高達一兩百安時(Ah)。對于大容量鋰離子電池而言，如果電芯內部沒有其它安全措施或者安全措施失效，一旦內部某一處發生短路，電芯將在短時間內釋放大量熱量，造成單體電池的完全失效甚至發生燃燒爆炸等安全事故。電動車對于動力鋰離子電池的安全性要求非常嚴格，這使得動力鋰離子電池必須采用安全性能更好的電極材料，或者增加額外的電池內部安全措施，因此這在很大程度上限制了鋰離子電池動力性能的發揮，也降低了電池組可能的能量密度和功率密度。?

為了克服上述缺陷，中國專利200910243553·9公開了一種高電壓電池的電芯，采用銅鋁復合箔制作復合極片，但是其在實際推廣生產中很難實現，因為銅鋁復合箔尚不能商品化的生產，采用銅鋁復合箔的復合極片的制作難度和制作成本極高。?

【發明內容】

本發明的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種高電壓鋰離子電池及其制備方法，僅采用金屬鋁箔作為復合極片的基材，材料價格低，工藝簡單，降低了高電壓鋰離子電池的制造成本，并大大提高了鋰電池的安全性和循環壽命，適合電動車輛及儲能領域的應用。?

為實現上述目的，本發明提出了一種高電壓鋰離子電池，包括正極集流體、?負極集流體和若干復合極片，所述復合極片采用金屬鋁箔為基材，金屬鋁箔的一面涂有正極材料，所述正極材料為正極活性物質、導電劑和粘合劑的混合物，金屬鋁箔的另一面涂有負極材料，所述負極材料為負極活性物質、導電劑和粘結劑的混合物，兩個復合極片之間設有微孔隔膜，兩片金屬鋁箔基材之間充滿電解液，復合極片的外沿采用密封膠進行絕緣隔離。?

作為優選，所述復合極片的兩面的中心區域分別涂有正極材料和負極材料，復合極片的四周設有寬度為5～25mm的留白鋁箔，所述密封膠將若干復合極片上的留白鋁箔進行絕緣隔離。多層復合極片、微孔隔膜重疊,便形成高電壓電芯，重疊的越多，電壓便越高。?

作為優選，所述正極活性物質采用錳酸鋰、鈷酸鋰和磷酸亞鐵鋰中的一種或任意幾種的混合物，正極材料中的正極活性物質：導電劑：粘結劑為73：24：3，所述負極活性物質采用鈦酸鋰，負極材料中的負極活性物質：導電劑：粘結劑為73：24：3，所述導電劑采用石墨與炭黑的混合物，粘結劑采用聚偏氟乙烯樹脂。?

作為優選，所述金屬鋁箔為純鋁箔，金屬鋁箔的厚度為0.01至1mm，所述微孔隔膜由若干層PP或PP與PE的復合膜堆疊組成，微孔隔膜的厚度為20～50μm，所述密封膠采用耐電解液密封膠。?

作為優選，所述正極集流體包括正極集流鋁箔和只涂覆在正極集流鋁箔內側的正極材料層，所述正極集流鋁箔的上端設有正極極耳，正極集流體重疊在若干復合極片的一側邊緣，所述負極集流體包括負極集流鋁箔和只涂覆在負極集流鋁箔內側的負極材料層，所述負極集流鋁箔的上端設有負極極耳，負極集流體重疊在若干復合極片的另一側邊緣。?

為實現上述目的，本發明還提出了一種高電壓鋰離子電池的制備方法，依次包括以下步驟：?

a）混料：將正極活性物質、導電劑和粘結劑安比例混合制備正極材料，將負極活性物質、導電劑和粘結劑安比例混合制備負極材料；?

b）涂布：在金屬鋁箔的正反面分別涂上正極材料和負極材料，采用間隙涂布并縱向留白的工藝進行涂布；?

c）制片：將涂布后的金屬鋁箔送入烤箱烘干后，裁剪成若干正反面中心涂有正極材料和負極材料、四周有5～25mm留白鋁箔的復合極片，同時制備若干帶有極耳的正極集流體和負極集流體；?

d）組裝：將若干復合極片經壓輥壓實或壓床壓實后進行組裝，兩個復合極片之間設有微孔隔膜，并用密封膠進行密封處理；?

e）化成：向兩片金屬鋁箔基材之間注入電解液后，對電池充電進行化成處理。?

作為優選，所述所述正極活性物質采用錳酸鋰、鈷酸鋰和磷酸亞鐵鋰中的一種或任意幾種的混合物，正極材料中的正極活性物質：導電劑：粘結劑為73：24：3，所述負極活性物質采用鈦酸鋰，負極材料中的負極活性物質：導電劑：粘結劑為73：24：3，所述導電劑采用石墨與炭黑的混合物，粘結劑采用聚偏氟乙烯樹脂。?

作為優選，步驟c中的裁剪方式為模切或者分條機分條后再沖切或者激光切割。?