[發明專利]一種圓柱形鋰離子電池及其制備工藝

在審

• 申請號: 201710560346.0
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107492654A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 朱全健;苑澤保;張銘
• 申請（專利權）人: 河南比得力高新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/583;H01M10/0566;H01M10/0587;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種圓柱形鋰離子電池，該圓柱形鋰離子電池包括鋼殼、鋰離子電芯、分別設在鋰離子電芯上部和下部上絕緣片和下絕緣片、鋰離子電芯包括依次疊置并卷繞的正極片、第一隔膜、負極片和第二隔膜、鋼殼內部設有電解液，其特征在于：

所述正極片包括鋁箔和設在鋁箔表面的正極活性材料；所述的正極活性材料包含下列原料按照重量份數制成：正極材料94-98份、氣相生長炭纖維0.1-3份、聚偏氟乙烯1-3份和N-甲基吡咯烷酮10-40份；

所述的正極材料的化學式為：Li₄Ni_5-3XCo_2XY_XO₈(0＜X＜0.5)；

所述負極片包括銅箔和設在銅箔表面的負極活性材料；所述的負極活性材料包含下列原料按照重量份數制成：碳負極材料95份、氣相生長炭纖維1份、羧甲基纖維素鈉1.5份、丁苯橡膠2.5份和去離子水50份；所述的碳負極材料為人造石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維或熱解樹脂之一；

所述電解液為非水電解液，非水電解液包括非水溶劑、六氟磷酸鋰、雙氟磺酰胺亞鋰、二氟代苯和二乙烯基碳酸亞乙烯酯；非水溶劑由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯構成，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯的體積比為1∶5∶4；非水電解液中含有0.9mol/L的六氟磷酸鋰和0.1mol/L雙氟磺酰胺亞鋰，二氟代苯的重量與非水溶劑的重量之和的百分比為2％，二乙烯基碳酸亞乙烯酯的重量與非水溶劑的重量之和的百分比為2％。

2.根據權利要求1所述的一種圓柱形鋰離子電池，其特征在于：所述的正極活性材料包含下列原料按照重量份數制成：正極材料96份、氣相生長炭纖維2份、聚偏氟乙烯2份和N-甲基吡咯烷酮30份；所述的正極材料的化學式為：Li₄Ni_4.7Co_0.2Y_0.1O₈；X＝0.1。

3.一種如權利要求1所述的圓柱形鋰離子電池的制備工藝，其特征在于：該制備工藝包括正極片的制備方法、負極片的制備方法和電解液的制備方法，

正極片的制備方法包括如下步驟：

步驟一：將鎳鹽水溶液、鈷鹽水溶液、釔鹽水溶液混合均勻后，制成混合溶液；

步驟二：將步驟一中所述的混合溶液放置在反應容器內，加入氨水和強堿的混合液，使反應液進行共沉淀反應；所述的反應液的pH值為11～12；

步驟三：對步驟二中共沉淀反應結束后的沉淀物進行洗滌烘干，烘干后的沉淀物中加入鋰鹽在球磨機內高速混合；所述的高速混合的轉速200～1000rpm，球料比為3∶1～10∶1，球磨時間8～30h；

步驟四：步驟三中球磨機內高速混合后的混合物經高溫焙燒24小時，靜置室溫后經粉碎過篩，制成正極材料；所述的高溫焙燒的溫度為800～1100℃，所述粉碎過篩的篩網為100～400目；

步驟五：將步驟四中所述的正極材料、氣相生長炭纖維、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮放置在行星式高速分散裝置內分散均勻后，均勻涂布于鋁箔上，經輥壓后制得正極片；所述的鋁箔的厚度為12μm，所述的正極片厚度為130μm；

負極片的制備方法：將碳負極材料、氣相生長炭纖維、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠和去離子水分別放入行星式高速分散設備內分散均勻后，均勻涂布于厚度為6μm的銅箔上，經輥壓后得到厚度為130μm的負極片；

電解液的制備方法包括如下步驟：

步驟一：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯進行混合，混合均勻后制得非水溶劑；

步驟二：向步驟一中所述的非水溶劑內加入六氟磷酸鋰和雙氟磺酰胺亞鋰，制得鋰鹽非水溶劑；

步驟三：向步驟二中所述的鋰鹽非水溶劑內依次加入二氟代苯和二乙烯基碳酸亞乙烯酯，即可。

4.根據權利要求3所述的一種圓柱形鋰離子電池的制備工藝，其特征在于：所述的鎳鹽水溶液選自硫酸鎳水溶液、硝酸鎳水溶液、氯化鎳水溶液或醋酸鎳水溶液之一；鈷鹽水溶液選自硫酸鈷水溶液、硝酸鈷水溶液、氯化鈷水溶液或醋酸鈷水溶液之一；釔鹽水溶液選自硫酸釔水溶液、硝酸釔水溶液、氯化釔水溶液或醋酸釔水溶液之一；鎳鹽水溶液中的鎳、鈷鹽水溶液中的鈷與釔鹽水溶液中的釔的摩爾比為5-3x∶2x∶x，所述的X大于0，且小于0.5。

5.根據權利要求3所述的一種圓柱形鋰離子電池的制備工藝，其特征在于：所述的強堿選自氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液中的一種或幾種。