[發明專利]一種快充鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011116945.1
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112290079A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 吳麗軍;龍海濤;李亞輝;馬柱;王亞峰;陳亞;王居懿
• 申請（專利權）人: 江蘇智泰新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/66;H01M4/583
• 代理公司: 金華大器專利代理事務所(特殊普通合伙) 33345
• 代理人: 童健

本發明公開一種快充鋰離子電池，包括正極、隔膜、負極和電解液，所述正極包括鋁箔和涂覆于鋁箔的正極主材層，正極主材層包括磷酸鐵鋰、導電劑和粘接劑；所述負極包括銅箔、負極主材層和位于負極主材層中的導電夾層；其中負極主材層包括人造石墨、導電劑、粘結劑和分散劑；該發明利用磷酸鐵鋰正極與具有夾層結構的負極相配合，5C充電符合快速充電標準。

技術領域

本發明涉及化學電池技術領域，特別是涉及一種快充鋰離子電池。

背景技術

對于鋰離子電池的發展，除了能量密度與安全性能，充電速度也成了一項關鍵的評價指標。目前，各個廠家都開始快充電池的開發，對于快充體系，關鍵在于負極接收鋰離子的速度和能力。負極接收鋰離子速度和能力不足，極易造成負極析鋰，析鋰將導致電池出現安全事故。尤其是針對負極涂布厚度大于600g/cm²的厚涂布鋰離子電池，負極層在厚度方向上鋰離子傳導不暢，阻抗增加，導致電池的充電速度較慢，限制鋰離子電池的實際應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種快充鋰離子電池，該發明利用磷酸鐵鋰正極與具有夾層結構的負極相配合，5C充電符合快速充電標準。

為解決此技術問題，本發明的技術方案是：一種快充鋰離子電池，包括正極、隔膜、負極和電解液，所述正極包括鋁箔和涂覆于鋁箔的正極主材層，正極主材層包括磷酸鐵鋰、導電劑和粘接劑；

所述負極包括銅箔、負極主材層和位于負極主材層中的導電夾層；

其中負極主材層包括人造石墨、導電劑、粘結劑和分散劑。

優選所述鋁箔和正極主材層之間還包括一正極導電涂層；

正極導電涂層厚度在1μm至3μm之間。

本發明使用靜電紡絲噴涂技術制得正極導電涂層，正極導電涂層改善界面性能，減小接觸電阻、增強活性材料和鋁箔的結合強度，增進集流體的穩定性；正極導電涂層可幫助鋰電子快速脫出，保持正極結構穩定，可反復的脫嵌電子。

本發明中所述磷酸鐵鋰顆粒D50為5μm至8μm。本發明正極選用磷酸鐵鋰主要目的在于磷酸鐵鋰的安全性能較高；選用小顆粒的磷酸鐵鋰在于鋰離子脫出材料時，通過的路徑較短，可以快速的從正極脫出，傳導入負極，利于實現快速充電。

優選所述負極主材層按照質量分數包括：

本發明的負極主材層為常用的材料，一般選用的D50在10μm至25μm之間方便本發明針對現有技術進行改善。

優選負極主材層和導電夾層的總厚度為L，所述導電夾層朝向所述隔膜的一側與所述隔膜之間的距離1/3L至1/2L。本發明中導電夾層的位置對負極的嵌入鋰離子的速度有影響。

所述導電夾層的厚度為8μm至10μm。本發明中導電夾層的導電性能優于負極主層，夾層越厚，導電性能越好，但是導電夾層的固含量低，導電夾層越厚，整體的能量密度越低。

優選所述導電夾層按照質量分數包括以下物質：

其中，小顆粒人造石墨D50為3μm至6μm。

優選所述銅箔和負極主材層之間還有負極導電涂層；

負極導電涂層厚度在1μm至3μm之間。

本發明中負極導電涂層改善界面性能，減小接觸電阻、增強活性材料和銅箔的結合強度，增進集流體的穩定性；負極導電涂層幫助鋰電子快速嵌入負極，保持負極結構穩定，可反復的脫嵌電子；

進一步優選所述正極導電涂層和負極導電涂層導電漿料包括碳納米管、石墨烯和導電炭黑中的一種或者幾種。