[發明專利]一種高容量鋰離子電池及其制造工藝

在審

• 申請號: 201410040515.4
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103762379A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 陳端典;黃昌榮;陳文明
• 申請（專利權）人: 泉州勁鑫電子有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/131;H01M4/133;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M4/62
• 代理公司: 泉州市博一專利事務所 35213
• 代理人: 方傳榜

技術領域

????本發明涉及鋰離子電池制造技術領域，具體來說是一種為智能手機、超級本、平板電腦等數碼產品提供能源的高容量鋰離子電池及其制造工藝。?

背景技術

鋰離子電池是自上世紀90年代以來的新一代二次電池，具有能量密度大、循環壽命長、工作電壓高、無記憶效應、自放電小、工作溫度范圍寬等優點，在移動通訊、移動電腦、電動汽車、航空航天、生物醫學工程等各個領域得到了廣泛的應用，是高新技術的關鍵產品之一。近年來，各種電子產品逐漸向小型化、智能化和多功能化發展，如智能手機、超級本、平板電腦等，這就對鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。?

鋰離子電池以鈷酸鋰（LiCoO₂）、三元材料（LiNi_xCo_yMn_zO₂）、錳酸鋰（LiMn₂O₄）、磷酸鐵鋰（LiFePO₄）為主要的正極材料；其中鈷酸鋰（LiCoO₂）的能量密度最高，理論克比容量可達到270mAh/g，但目前鈷酸鋰克比容量只能做到140?mAh/g～150mAh/g之間，最高電壓也只能充到4.2V，而且在制作電池時攪拌工藝繁鎖復雜，先要進行打膠，然后再進行導電劑充分分散，最后再加入主材料高速攪拌十幾小時后才能完成漿料的制作。?

發明內容

本發明提供一種高容量鋰離子電池及其制造工藝，其主要目的在于克服現有鋰電池克比容量只能做到140150mAh/g、充電電壓不高、且制作工藝繁瑣等缺陷。?

本發明采用如下技術方案：?

一種高容量鋰離子電池，包括正極片、負極片和電解液，正極片包括正極漿料及正極金屬集流體，正極漿料由以下物質按重量百分比制成：正極材料95～98%、導電劑1～5%、粘結劑1～4%，其中，正極材料采用表面經過Co(OH)₂包覆過的LiCoO₂，該正極材料的粒度分布為D10：3～7um，D50：9～18um，D90：16～30um。

正極漿料的導電劑選自乙炔黑、VGCF、SP、磷片石墨中的至少兩種混合，粘結劑選自分子量大于一百萬以上的聚偏氟乙烯，金屬集流體選自厚度為10～18um的鋁箔。?

負極片包括：負極漿料及負極金屬集流體，負極漿料由以下物質按重量百分比制成：負極材料90～97%、導電劑0～4%、粘結劑2～8%，其中，負極材料采用以硅粉顆粒為基體，表面包覆碳納米管的硅碳合金復合材料。?

負極漿料的導電劑選自乙炔黑、VGCF、SP、磷片石墨中的一種，粘結劑選用丁笨橡膠（SBR）和羧甲基纖維素鈉(CMC)的混合物，金屬集流體選自厚度為5～9um的銅箔。?

上述電解液選用電解液含有1摩爾/升的六氟磷酸鋰、質量比為碳酸乙烯酯（EC）：碳酸二甲酯（DMC）：碳酸甲乙酯（EMC）=1：1：1的三種混合液以及含量0.5～6%的環己基苯(CHB)。?

上述高容量鋰離子電池的制造工藝，包括以下步驟：（1）采用干法高速攪拌制備正極片；（2）采用干法高速攪拌制備負極片；（3）按負極片、隔膜、正極片的方式進行卷繞，用鋁塑復合膜封裝得電芯；（4）將電芯真空烘烤后，注入電解液，封口；（5）采用階梯電流化成方法對步驟（4）的電芯進行化成。?

其中，上述正極片的制備包括如下步驟：?

1）、將正極材料、導電劑和粘結劑加入到行星攪拌機中，高速攪拌60～120min，得正極粉體；

2）、按固液質量比正極粉：有機溶劑=3:1稱取有機溶劑，有機溶劑總質量的40～60%加入正極粉體中，真空高速攪拌100～180min，攪拌溫度控制在30～60℃，得正極膏體；

3）、將有機溶劑總質量的20～30%加入正極膏體中，攪拌溫度控制在25～35℃，真空高速攪拌60～100min；

4）、將剩余的有機溶劑分次加入到正極膏體中調節粘度，過篩得到正極漿料；

5）、將過篩的正極漿料涂覆于正極金屬集流體的正反兩面，烘干、輥壓，得高容量鋰離子電池正極片。

上述正極片的壓實密度為4.0～4.3g/cm³。?

上述負極片的制備包括如下步驟：?

1）、將負極材料、導電劑和CMC加入到行星攪拌機中，高速攪拌60～120min，得負極粉體；