[發明專利]一種高倍率充放的聚合物鋰離子電池及其制造方法

在審

• 申請號: 201911215893.0
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110931881A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 郭帥
• 申請（專利權）人: 深圳市宜加新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525;H01M4/583;C01B32/182
• 代理公司: 廣東省暢欣知識產權代理事務所(普通合伙) 44631
• 代理人: 齊軍彩

本發明公開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、負極片、間隔設置于正極片和負極片之間的隔離膜、電解液以及鋁塑膜外殼，并通過正極片的制備、負極的制備、電芯的制備方法制成；本發明通過調整配方及材料，負極石墨為高團聚的石墨化顆粒，具有很多微孔，快充時有足夠多微孔來嵌鋰，能夠使鋰離子能夠更快的嵌入和脫離負極，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率，快充快放時，能夠使鋰離子在更快的遷移，保證大倍率放電時有較高的保持率；采用單層涂覆陶瓷隔膜，能夠提高電池的安全性能；通過優化設計，減少電池阻抗，使之倍率性能更優異。

技術領域

本發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領域。

背景技術

目前，聚合物鋰離子電池具有比能量高、循環使用次數多、存儲時間長等優點，不僅在便攜式電子設備上如移動電話、數碼攝像機和手提電腦得到廣泛應用，而且也廣泛應用于電動汽車、電動自行車以及電動工具等大中型電動設備方面，因此對聚合物鋰離子電池的質量合格率要求越來越高。

隨著聚合物鋰離子電池能量密度需求不斷提升，使用的鋁塑殼越來越薄，鋁塑殼中的PP(聚丙烯)塑料層也對應變薄，對電池封裝的可靠性提出的挑戰也越來越大；具體包括：一方面，由于PP層變薄，絕對封裝壓縮不能太大，否則容易導致PP層受損，進而造成殼電阻不良，在后期使用過程中，出現由于電解液對鋁塑殼的腐蝕所帶來的殼腐蝕漏液風險激增；另一方面，由于絕對封裝壓縮太小，直接封裝不良導致的成品鼓脹漏液的風險也會增大。

目前在聚合物鋰離子電池化學體系中所用的隔膜已經發展為基膜+陶瓷+膠的形式，但這種形式主要是從物理角度出發來進行的改進，這種改善形式無法阻止鋰離子電池在高溫下發生副反應，一旦電芯發生某種事故，使得電芯內部溫度快速升高，會引起隔膜發生收縮，引發內部短路，進而發生起火等安全事故。

發明內容

為了緩解現有技術的不足和缺陷，本發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。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

高倍率充放的聚合物鋰離子電池，包括正極片、負極片、間隔設置于正極片和負極片之間的隔離膜、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置于正極集流體表面的正極活性物質層，按質量百分比計，正極活性物質層包括如下組分：正極活性物質96-98%、正極導電劑炭黑0.5-1.2%、正極導電劑碳納米管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。

正極活性物質為鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰中的一種或多種。

所述的負極片包括負極集流體和設置于負極集流體表面的負極活性物質層，按質量百分比計，負極活性物質層包括如下組分：負極活性物質人造石墨90-95%、負極導電劑炭黑2.0-4.5%、負極粘接劑丁苯橡膠2.0-3.0%、負極分散劑羧甲基纖維素鈉 1.0-2.5%；負極集流體為厚度為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溶劑、添加劑和鋰鹽，三者的體積比為 1：1：1，有機溶劑為碳酸乙烯酯(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量的質量比為1.5%的碳酸亞乙烯酯（VC）和占電解液總質量的質量比為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，包括以下內容：