[發(fā)明專利]一種高倍率充放的聚合物鋰離子電池及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911215893.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110931881A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市宜加新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/058
• 分類號(hào): H01M10/058;H01M10/0525;H01M4/583;C01B32/182
• 代理公司: 廣東省暢欣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44631
• 代理人: 齊軍彩

本發(fā)明公開(kāi)了一種高倍率充放的聚合物鋰離子電池及其制造方法，聚合物鋰離子電池包括正極片、負(fù)極片、間隔設(shè)置于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜、電解液以及鋁塑膜外殼，并通過(guò)正極片的制備、負(fù)極的制備、電芯的制備方法制成；本發(fā)明通過(guò)調(diào)整配方及材料，負(fù)極石墨為高團(tuán)聚的石墨化顆粒，具有很多微孔，快充時(shí)有足夠多微孔來(lái)嵌鋰，能夠使鋰離子能夠更快的嵌入和脫離負(fù)極，具有大倍率充放的能力；電解液為具有較高的鋰鹽濃度和電導(dǎo)率，快充快放時(shí)，能夠使鋰離子在更快的遷移，保證大倍率放電時(shí)有較高的保持率；采用單層涂覆陶瓷隔膜，能夠提高電池的安全性能；通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少電池阻抗，使之倍率性能更優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高倍率充放的聚合物鋰離子電池及其制造方法，屬于鋰離子二次電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，聚合物鋰離子電池具有比能量高、循環(huán)使用次數(shù)多、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，不僅在便攜式電子設(shè)備上如移動(dòng)電話、數(shù)碼攝像機(jī)和手提電腦得到廣泛應(yīng)用，而且也廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車以及電動(dòng)工具等大中型電動(dòng)設(shè)備方面，因此對(duì)聚合物鋰離子電池的質(zhì)量合格率要求越來(lái)越高。

隨著聚合物鋰離子電池能量密度需求不斷提升，使用的鋁塑殼越來(lái)越薄，鋁塑殼中的PP(聚丙烯)塑料層也對(duì)應(yīng)變薄，對(duì)電池封裝的可靠性提出的挑戰(zhàn)也越來(lái)越大；具體包括：一方面，由于PP層變薄，絕對(duì)封裝壓縮不能太大，否則容易導(dǎo)致PP層受損，進(jìn)而造成殼電阻不良，在后期使用過(guò)程中，出現(xiàn)由于電解液對(duì)鋁塑殼的腐蝕所帶來(lái)的殼腐蝕漏液風(fēng)險(xiǎn)激增；另一方面，由于絕對(duì)封裝壓縮太小，直接封裝不良導(dǎo)致的成品鼓脹漏液的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增大。

目前在聚合物鋰離子電池化學(xué)體系中所用的隔膜已經(jīng)發(fā)展為基膜+陶瓷+膠的形式，但這種形式主要是從物理角度出發(fā)來(lái)進(jìn)行的改進(jìn)，這種改善形式無(wú)法阻止鋰離子電池在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，一旦電芯發(fā)生某種事故，使得電芯內(nèi)部溫度快速升高，會(huì)引起隔膜發(fā)生收縮，引發(fā)內(nèi)部短路，進(jìn)而發(fā)生起火等安全事故。

發(fā)明內(nèi)容

為了緩解現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高倍率充放的聚合物鋰離子電池及其制造方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

高倍率充放的聚合物鋰離子電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔設(shè)置于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜、電解液以及鋁塑膜外殼。

所述的正極片包括正極集流體和設(shè)置于正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量百分比計(jì)，正極活性物質(zhì)層包括如下組分：正極活性物質(zhì)96-98%、正極導(dǎo)電劑炭黑0.5-1.2%、正極導(dǎo)電劑碳納米管0.5-1.2%、正極粘接劑聚偏氟乙烯 1.0-1.6%；正極集流體為厚度為14um的鋁箔。

正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰中的一種或多種。

所述的負(fù)極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于負(fù)極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量百分比計(jì)，負(fù)極活性物質(zhì)層包括如下組分：負(fù)極活性物質(zhì)人造石墨90-95%、負(fù)極導(dǎo)電劑炭黑2.0-4.5%、負(fù)極粘接劑丁苯橡膠2.0-3.0%、負(fù)極分散劑羧甲基纖維素鈉 1.0-2.5%；負(fù)極集流體為厚度為8μm的銅箔。

所述的隔離膜采用三氧化二鋁單面涂覆聚乙烯隔膜，涂覆層厚度3μm，聚乙烯層厚度9μm。

所述的電解液包括有機(jī)溶劑、添加劑和鋰鹽，三者的體積比為 1：1：1，有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯 (DMC)、碳酸甲基乙基酯(EMC)的混合物，添加劑包括占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為1.5%的碳酸亞乙烯酯（VC）和占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為1.5%的硫酸亞乙酯（DTD），鋰鹽為 LiFP6，濃度為1.3mol/L。

高倍率充放的聚合物鋰離子電池的制造方法，包括以下內(nèi)容：