[發明專利]鋰離子電池的制備方法及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201711290055.0
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108039449B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 程建聰;許家春;楊宏
• 申請（專利權）人: 福建榮華科技有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/36;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 11371 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 徐彥圣

本發明公開了一種鋰離子電池的制備方法及鋰離子電池，涉及鋰離子電池技術領域。該鋰離子電池的制備方法包括：正負極集流體的預處理、正負極片的制備以及電池的組裝，正極集流體先用草酸溶液擦拭再用高錳酸鉀溶液擦拭；正極片先涂覆石墨烯?環糊精交聯聚合物漿料，再涂覆正極材料漿料，涂布面密度75～85mg/cm²，正極活性物質占正極材料的98～99％，正極活性物質包括10～30％的鈷酸鋰、10～30％的鎳酸鋰和50～70％的LiMn_xFe_1?xPO₄(0.5<x<1)。本發明緩解了目前電池能量密度及安全性不能兼顧的問題，通過本發明方法得到的鋰離子電池不僅能量密度高且安全性好。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體而言，涉及一種鋰離子電池的制備方法及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池具有比能量高、工作電壓高、循環壽命長等優勢，自商業化以來得到了迅速的發展。隨著鋰離子電池在混合動力電動汽車和電動汽車領域的應用，對高能量密度(電池能量和電池重量/體積的比值)的鋰離子電池的需求不斷增加。

鋰離子電池的能量密度和正、負極片活性物質的選取以及整個制備工藝密切相關，現有的鋰離子電池正極材料活性物質有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等。其中，磷酸鐵鋰/石墨體系電池雖然具有良好的安全性，但能量密度僅為120Wh/kg左右；錳酸鋰/石墨體系電池雖然具有良好的安全性，但能量密度低且高溫性能差；鎳鈷錳酸鋰/石墨體系電池雖能量密度高，但其安全性差。正、負極材料在與集流體粘結的過程中往往粘結力較差，嚴重影響了電池的電化學性能。

目前的鋰離子電池在能量密度和安全性能上仍存在缺陷，如何獲得高能量密度及高安全性的鋰離子電池成為亟待解決的問題。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種鋰離子電池的制備方法，該方法通過先對正負極集流體預處理，正極集流體先用草酸溶液擦拭再用高錳酸鉀溶液擦拭；并且，正極片先涂覆石墨烯-環糊精交聯聚合物漿料，再涂覆正極材料漿料，通過增大正極活性物質含量及涂布面密度以及對正極活性物質材料的改進，能夠得到能量密度高且安全性能好的鋰離子電池。

本發明的目的之二在于提供一種上述方法制備得到的鋰離子電池，具有與上述方法相同的優勢，獲得高能量密度、高安全性的鋰離子電池，鋰離子電池整體性能優良，質量比能量>190Wh/kg。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

(a)正極集流體預處理：先用草酸溶液擦拭鋁箔表面，待草酸溶液未干時再立即用高錳酸鉀溶液擦拭鋁箔表面，干燥后得到預處理后的正極集流體；

(b)負極集流體預處理：用檸檬酸溶液擦拭銅箔表面，干燥后得到預處理后的負極集流體；

(c)正極片的制備：在預處理后的正極集流體上先涂覆石墨烯-環糊精交聯聚合物漿料，干燥后形成1～4μm厚的石墨烯-環糊精交聯聚合物層；石墨烯-環糊精交聯聚合物漿料是石墨烯和環糊精交聯聚合物溶解或分散于溶劑中得到的，石墨烯-環糊精交聯聚合物漿料的粘度為50～500mPa·s；

再在已形成石墨烯-環糊精聚合物層的正極集流體上涂覆正極材料漿料，雙面涂布面密度為75～85mg/cm²，干燥、輥壓后得到正極片；