[發(fā)明專利]一種容量高的鋰離子電池及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911340003.9
• 申請(qǐng)日: 2019-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110957524A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈明;劉芳洋;湯水;賴延清;艾亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/0525
• 分類號(hào): H01M10/0525;H01M2/16;H01M10/0583;H01M10/0587
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 李娜

一種容量高的鋰離子電池，包括電芯和外殼，電芯密封在外殼內(nèi)；電芯由正極、負(fù)極和隔膜卷繞或者折疊而成，電芯上浸有電解液，隔膜上接枝有甲基丙烯酸甲酯的單體或者聚合物。在本發(fā)明中，由于在隔膜上接枝有甲基丙烯酸甲酯聚合物或者有甲基丙烯酸乙酯摻雜的甲基丙烯酸甲酯聚合物，使得隔膜對(duì)電解液的親和力更強(qiáng)，并且聚合物在隔膜表面形成一個(gè)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使得隔膜能夠吸收更多的電解液，并且浸潤(rùn)電解液的時(shí)間大大縮短，這能夠提高鋰離子電池的放電比容量，并且能夠大大的縮短鋰離子電池的封裝時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，尤其涉及一種容量高的鋰離子電池及制備方法，其隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性好，隔膜能夠吸收更多的電解液。

背景技術(shù)

鋰離子電池因具有功率大、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電容量低等優(yōu)異性能而在移動(dòng)電子設(shè)備及電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

目前對(duì)于鋰離子電池的改進(jìn)主要是集中在電解液、正極活性材料和負(fù)極材料上，對(duì)隔膜的關(guān)注遠(yuǎn)沒(méi)有上面三種關(guān)注的多，實(shí)際上隨著鋰離子電池性能要求的提高對(duì)隔膜材料提出了越來(lái)越高的要求。鋰離子電池中隔膜的主要作用是物理分隔開(kāi)正負(fù)極以防止電池短路，并提供鋰離子傳輸通道以確保鋰離子能通過(guò)隔膜在電極之間來(lái)回穿梭。目前，商業(yè)化鋰離子電池的隔膜材料主要是烯烴類聚合物，如聚乙烯( PE) 和聚丙烯( PP)。聚烯烴隔膜具有成本低、孔結(jié)構(gòu)適宜、機(jī)械性能及熱閉孔性能良好等優(yōu)點(diǎn)，然而其熱穩(wěn)定性較差，對(duì)液體電解液的浸潤(rùn)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隔膜能夠吸收更多電解液的容量高的鋰離子電池及制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種容量高的鋰離子電池，包括電芯和外殼，所述電芯密封在外殼內(nèi)；所述電芯由正極、負(fù)極和隔膜卷繞或者折疊而成，所述電芯上浸有電解液，所述隔膜上接枝有甲基丙烯酸甲酯的單體或者聚合物。

上述的容量高的鋰離子電池，優(yōu)選的，所述隔膜上還接枝有甲基丙烯酸乙酯的單體或者聚合物。

上述的容量高的鋰離子電池，優(yōu)選的，所述溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙烯酯中的一種或者多種。

上述的容量高的鋰離子電池，優(yōu)選的，所述隔膜為PE隔膜或者PP隔膜。

一種容量高的鋰離子電池的制備方法，：包括以下步驟，

1）活性隔膜的制備，

向40-60份甲基丙烯酸甲酯單體溶液中加入1-2份交聯(lián)劑，混合均勻后加入1-2份光引發(fā)劑在黑暗條件下混合均勻；

將隔膜浸人到步驟的溶液中，光照5-10秒，后取出在去離子水中正反旋轉(zhuǎn)漂洗1-5分鐘；

重復(fù)步驟和5-10次后烘干；

將步驟的隔膜浸在電解液中30-60分鐘；

將步驟的隔膜在常溫-50℃的溫度下烘干，即得到活性隔膜。

2）將正極、隔膜和負(fù)極裁切后卷繞或者折疊成電芯，并且裝入到外殼內(nèi)；

3）向外殼內(nèi)注入電解液，并且封裝。

上述的容量高的鋰離子電池的制備方法，優(yōu)選的，所述在甲基丙烯酸甲酯單體溶液中加入甲基丙烯酸乙酯單體，所述甲基丙烯酸甲酯單體和甲基丙烯酸乙酯單體的摩爾比為20：1-5:1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：在本發(fā)明中，由于在隔膜上接枝有甲基丙烯酸甲酯聚合物或者有甲基丙烯酸乙酯摻雜的甲基丙烯酸甲酯聚合物，使得隔膜對(duì)電解液的親和力更強(qiáng)，并且聚合物在隔膜表面形成一個(gè)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使得隔膜能夠吸收更多的電解液，并且浸潤(rùn)電解液的時(shí)間大大縮短，這能夠提高鋰離子電池的放電比容量，并且能夠大大的縮短鋰離子電池的封裝時(shí)間。

具體實(shí)施方式