[發(fā)明專利]一種鋰離子電池及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410050155.6
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103779602A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林鴻鵬;譚春華
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市安德豐電池有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0587;H01M4/38
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44272
• 代理人: 楊正坤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鋰離子電池及其制作方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+?在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，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)；放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。

鋰離子電池包括鋼殼/鋁殼/圓柱/軟包裝系列，其中：

（1）正極：活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料。導(dǎo)電集流體使用厚度10-20微米的鋁箔。

（2）隔膜：一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結(jié)構(gòu)，可以讓鋰離子自由通過，而電子不能通過。

（3）負(fù)極：活性物質(zhì)為石墨，或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳，導(dǎo)電集流體使用厚度7-15微米的銅箔。

（4）有機(jī)電解液：溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑。

（5）電池外殼：分為鋼殼（圓柱電池等）、鋁殼、鋁塑膜（聚合物電池）等。

隨著鋰離子電池的不斷進(jìn)步，對于能量密度的要求越來越高，LFP正極由于其低的電壓和壓實(shí)密度無法滿足要求。而動力型錳酸鋰由于改性的需要，使克容量無法超過100，如果使用純?nèi)m然能量密度可以達(dá)到200瓦時每公斤，但是從現(xiàn)有的技術(shù)來看，安全性又無法得到滿足。

目前數(shù)碼產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用對鋰離子電池能量密度要求越來越高，開發(fā)持久耐用型高容量鋰離子電池具有廣闊的市場前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高體積比能量的鋰離子電池及其制作方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種鋰離子電池，包括卷芯、電解液和外殼，所述卷芯包括依次疊放的正極片、隔膜和負(fù)極片，所述正極片包括正極集流體以及涂覆在正極集流體兩面的正極涂層，所述負(fù)極片包括負(fù)極集流體以及涂覆在負(fù)極集流體兩面的負(fù)極涂層，其中：所述正極涂層包括正極活性物質(zhì)、正極導(dǎo)電劑和正極粘合劑，所述正極活性物質(zhì)、正極導(dǎo)電劑和正極粘合劑的質(zhì)量比例為98%-99%：0.4%-1%：0.6%-1%，所述正極活性物質(zhì)包括鋰源，所述正極導(dǎo)電劑包括碳納米管，所述正極粘合劑包括聚偏氟乙烯；所述負(fù)極涂層包括負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極增稠劑、負(fù)極粘合劑和負(fù)極導(dǎo)電劑，所述負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極增稠劑、負(fù)極粘合劑和負(fù)極導(dǎo)電劑的質(zhì)量比例為96%-97.7%：0.7%-1.2%：1.3%-2.2%：0.3%-0.6%，所述負(fù)極活性物質(zhì)包括石墨。

上述技術(shù)方案中，所述鋰源為摻鋁鈷酸鋰、具有微米級單晶一次顆粒結(jié)構(gòu)的鎳鈷錳酸鋰中的一種或兩種，所述聚偏氟乙烯的分子量為95萬-150萬。

上述技術(shù)方案中，所述石墨為高壓實(shí)人造石墨、球形天然石墨中的一種或兩種，所述負(fù)極增綢劑為羧甲基纖維素鈉（CMC）。

上述技術(shù)方案中，所述負(fù)極粘合劑包括丁苯橡膠（SBR）、聚丙烯酸酯中的一種或兩種。

上述技術(shù)方案中，所述正極活性物質(zhì)、正極導(dǎo)電劑和正極粘合劑的質(zhì)量比例為98.5%：0.7%：0.8%；所述負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極增綢劑、負(fù)極粘合劑和負(fù)極導(dǎo)電劑的質(zhì)量比例為96.5%：1%：2%：0.5%。

一種鋰離子電池的制作方法，包括以下步驟：

1）將所述正極涂層的材料和負(fù)極涂層的材料分別經(jīng)真空低速混合，分別制成高均勻性的正極漿料和負(fù)極漿料；

2）將所述正極漿料均勻涂覆在正極集流體上并干燥，將所述負(fù)極漿料均勻涂覆在負(fù)極集流體上并干燥，干燥后制得正極膜片和負(fù)極膜片；

3）將正極膜片和負(fù)極膜片軋至相應(yīng)厚度，然后分成小卷，接著進(jìn)行點(diǎn)焊、貼膠和裁切，制成待卷繞的正極片和負(fù)極片；

4）將正極片、隔膜和負(fù)極片依次疊放后進(jìn)行卷繞，制成卷芯；

5）對卷芯進(jìn)行熱壓30-60秒并進(jìn)行短路測試；

6）將卷芯入殼并封口，制成待注液電芯；

7）將待注液電芯經(jīng)85-90攝氏度的真空烘烤后，注入電解液；

8）注入電解液后化成充電至50%-90%電量，得已化成電芯；

9）進(jìn)行后段流程處理，得待分容電芯。

上述技術(shù)方案中，所述待注液電芯為聚合物電芯，所述步驟6為：將卷芯入鋁塑膜殼并經(jīng)軟封封口；及所述后段流程處理包括以下步驟：

A、對所述已化成電芯的表面施加一定壓力后進(jìn)行70-85攝氏度的烘烤，持續(xù)2-4小時；

B、經(jīng)加壓烘烤后，強(qiáng)制冷卻并擱置3-8小時后進(jìn)行抽氣，得待分容電芯。