專(zhuān)利名稱(chēng)：鋰離子二次電池及其負(fù)極片的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具有良好安全性能和高能量密度的 鋰離子二次電池及其負(fù)極片的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，攝像機(jī)、筆記本電腦、便攜式DVD和數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備得 到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，對(duì)高能電池的需求也越來(lái)越大。現(xiàn)代移動(dòng)設(shè)備的微型化方向發(fā)展， 也對(duì)高能電池的安全性能提出了更高的要求。鋰離子二次電池作為一種綠色環(huán)保電池，在制備過(guò)程中一般是將正極片、負(fù)極片、 隔離于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜通過(guò)卷繞方式制得電芯。為了提高能量密度，鋰離子 二次電池通常采用較薄的隔離膜。較薄的隔離膜雖然可以提高能量密度，但同時(shí)也會(huì)帶來(lái) 安全隱患。為了改善鋰離子二次電池的安全性能，通常在負(fù)極片的表面印刷一層表面印刷 漿料以形成印刷層。目前印刷層的制備方法中，按照事先測(cè)定的數(shù)據(jù)在負(fù)極片的負(fù)極集流體的兩面分 別涂布一層負(fù)極漿料以形成負(fù)極膜片，經(jīng)過(guò)冷壓、分條后分別再在負(fù)極膜片的整個(gè)表面上 印刷一層表面印刷漿料以形成印刷層。這樣雖然可以有效改善鋰離子二次電池的安全性 能，但是印刷的表面印刷層具有一定的厚度，不利于提高鋰離子二次電池的能量密度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有良好安全性能和高能量密度的鋰離子二次 電池。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池，其包括正極片、負(fù) 極片、間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，以及電解液，其中，負(fù)極片包括負(fù)極集流體和 分布在負(fù)極集流體兩面上的負(fù)極膜片，負(fù)極膜片的表面間隔分布有印刷層。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明鋰離子二次電池中，負(fù)極膜片的表面間隔分布有印刷層， 既改善了電池的安全性能，同時(shí)也減少了電池厚度的增加，使電池具有理想的安全性能和 高能量密度。作為本發(fā)明鋰離子二次電池的一種改進(jìn)，所述印刷層分布在所述負(fù)極片的頭部、 尾部和卷繞拐彎處。作為本發(fā)明鋰離子二次電池的一種改進(jìn)，所述卷繞拐彎處的印刷層的寬度小于 5mm ο作為本發(fā)明鋰離子二次電池的一種改進(jìn)，分布在所述卷繞拐彎處兩面的印刷層的 總厚度為3-4 μ m。作為本發(fā)明鋰離子二次電池的一種改進(jìn)，所述負(fù)極膜片是由負(fù)極漿料涂布而成， 負(fù)極漿料是通過(guò)將石墨、導(dǎo)電碳粉、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠與去離子水均勻混合而成。作為本發(fā)明鋰離子二次電池的一種改進(jìn)，所述印刷層是通過(guò)表面印刷漿料間隔涂布而成，表面印刷漿料是通過(guò)將三氧化二鋁、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠與去離子水均勻混 合而成。本發(fā)明的另一目的在于提供一種鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法， 其包括以下步驟提供負(fù)極集流體；在負(fù)極集流體的兩面涂布負(fù)極漿料，形成負(fù)極膜片；以 及，在負(fù)極膜片的表面間隔涂布表面印刷漿料，形成印刷層。作為本發(fā)明鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法的一種改進(jìn)，所述負(fù)極漿料是通過(guò) 石墨、導(dǎo)電碳粉、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠與去離子水均勻混合而成。作為本發(fā)明鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法的一種改進(jìn)，所述表面印刷漿料是 通過(guò)三氧化二鋁、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠與去離子水均勻混合而成。作為本發(fā)明鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法的一種改進(jìn)，所述表面印刷漿料涂 布于負(fù)極片的頭部、尾部和卷繞拐彎處。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明鋰離子二次電池及其負(fù)極片的制備方法 進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1為比較例鋰離子二次電池負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明鋰離子二次電池負(fù)極片表面間隔涂布有印刷層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為比較例鋰離子二次電池和本發(fā)明鋰離子二次電池在45°C下，以0. 5倍率充 電，1. 0倍率放電的循環(huán)曲線對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式比較例負(fù)極片的制備將石墨、導(dǎo)電碳粉(Super-P)、羧甲基纖維素鈉(CMC)、丁苯橡膠 (SBR)按質(zhì)量比94. 5 1.5 1.5 2. 5與去離子水混合，攪拌均勻得到負(fù)極漿料，在攪拌 過(guò)程中通過(guò)去離子水調(diào)節(jié)粘度；然后，將負(fù)極漿料均勻涂布在負(fù)極集流體銅箔的兩面，形成 負(fù)極膜片；經(jīng)過(guò)冷壓后進(jìn)行分條、裁片和焊接極耳，得到圖1所示的負(fù)極片10’，其中，102’ 為負(fù)極集流體，104’為負(fù)極極耳，106’為負(fù)極膜片。正極片的制備將鋰鈷氧(LiCoO2)、聚偏氟乙烯(PVDF)、導(dǎo)電碳粉(Super-Ρ)按質(zhì) 量比96 2.0 2.0與N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)混合，攪拌均勻得到正極漿料，在攪拌 過(guò)程中通過(guò)NMP調(diào)節(jié)粘度；然后，將正極漿料均勻涂布在正極集流體鋁箔的兩面，形成正極 膜片；經(jīng)過(guò)冷壓后進(jìn)行分條、裁片和焊接極耳，得到正極片。鋰離子二次電池的制備將根據(jù)前述工藝制備的正極片、負(fù)極片和ED12(PP/PE/ PP)隔離膜卷繞制成裸電芯，經(jīng)過(guò)頂封、側(cè)封、真空干燥、注電解液、真空封裝、化成和陳化等 工藝，制得比較例鋰離子二次電池。實(shí)施例負(fù)極片的制備將石墨、導(dǎo)電碳粉(Super-P)、羧甲基纖維素鈉(CMC)、丁苯橡膠 (SBR)按質(zhì)量比94. 5 1.5 1.5 2. 5與去離子水混合，攪拌均勻得到負(fù)極漿料，在攪拌 過(guò)程中通過(guò)去離子水調(diào)節(jié)粘度；然后，將負(fù)極漿料均勻涂布在負(fù)極集流體銅箔的兩面，形成負(fù)極膜片；經(jīng)過(guò)冷壓后進(jìn)行分條、裁片和焊接極耳，得到負(fù)極片。表面間隔分布印刷層的負(fù)極片的制備將三氧化二鋁(Al2O3)、羧甲基纖維素鈉 (CMC)、丁苯橡膠(SBR)按質(zhì)量比97. 5 1. 0 1. 5與去離子水混合，攪拌均勻得到負(fù)極片 的表面印刷漿料，在攪拌過(guò)程中通過(guò)去離子水調(diào)節(jié)粘度；然后，將表面印刷漿料通過(guò)凹版印 刷方法間隔印刷到前述負(fù)極片的兩面形成間隔分布的印刷層，印刷過(guò)程中，通過(guò)控制漿料 粘度來(lái)控制印刷厚度，通過(guò)控制走帶速度和印刷頻率來(lái)控制印刷間距，通過(guò)調(diào)節(jié)凹版印刷 機(jī)來(lái)控制印刷寬度，印刷時(shí)按照計(jì)算好的位置和尺寸來(lái)印刷，印刷長(zhǎng)度與負(fù)極膜片的寬度 相同。如此，得到圖2所示的表面涂布有間隔印刷層的負(fù)極片10，其中，102為負(fù)極集流體， 104為負(fù)極極耳，106為負(fù)極膜片，108為印刷層。需要特別說(shuō)明的是請(qǐng)參閱圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在采用凹版印刷方法 將表面印刷漿料印刷到負(fù)極片10的兩面上時(shí)，不是在負(fù)極片10的兩面分別全部印刷一層 印刷層，而是采用間隔印刷。印刷位置選擇在負(fù)極片10的頭部110、尾部112和卷繞拐彎 114處，卷繞拐彎114處的印刷寬度控制在5mm以?xún)?nèi)，卷繞拐彎114處兩面的印刷總厚度控 制在3-4μπι。在電池結(jié)構(gòu)中，卷繞拐彎114處存在較大的張力，此處的隔離膜容易破損。此 外，負(fù)極片10的頭部110和尾部112的銅箔處是較容易出現(xiàn)內(nèi)部短路的地方。在負(fù)極片10 的頭部110、尾部112和卷繞拐彎114處的兩面涂布印刷層108，并控制印刷層108的位置 和寬度，就可以盡量少電池厚度的增加，同時(shí)因使用較薄的隔離膜而帶來(lái)的安全問(wèn)題。正極片的制備將鋰鈷氧(LiCoO2)、聚偏氟乙烯(PVDF)、導(dǎo)電碳粉(Super-Ρ)按質(zhì) 量比96 2.0 2.0與N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)混合且攪拌均勻得到正極漿料，在攪 拌過(guò)程中通過(guò)NMP調(diào)節(jié)粘度；然后，將正極漿料均勻涂布在正極集流體鋁箔的兩面，形成正 極膜片；經(jīng)過(guò)冷壓后進(jìn)行分條、裁片和焊接極耳，得到正極片。鋰離子二次電池的制備將根據(jù)前述工藝制備的正極片、負(fù)極片和ED12(PP/PE/ PP)隔離膜卷繞成裸電芯，經(jīng)過(guò)頂封、側(cè)封、真空干燥、注電解液、真空封裝、化成和陳化等工 藝，制得本發(fā)明實(shí)施例鋰離子二次電池。表1比較例鋰離子二次電池與本發(fā)明鋰離子二次 電池的性能對(duì)比 表1為比較例鋰離子二次電池與本發(fā)明鋰離子二次電池的性能對(duì)比，圖3為比較
例鋰離子二次電池和本發(fā)明鋰離子二次電池在45°C下，以0. 5倍率充電，1. 0倍率放電的循
環(huán)曲線對(duì)比圖。從表1和圖3中可以看出相對(duì)于采用表面無(wú)印刷層的負(fù)極片的鋰離子二
次電池，采用表面間隔分布印刷層的負(fù)極片的鋰離子二次電池的厚度略有增加，循環(huán)性能
保持基本相同的水平，但是安全性能得到很大改善。相對(duì)于采用負(fù)極片表面全部涂布印刷
層的負(fù)極片的鋰離子二次電池，采用表面間隔分布印刷層的負(fù)極片的鋰離子二次電池可同時(shí)獲得良好的安全性能和能量密度。 根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方 式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本 發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū) 中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
一種鋰離子二次電池，其包括正極片、負(fù)極片、間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，以及電解液，其中，負(fù)極片包括負(fù)極集流體和分布在負(fù)極集流體兩面上的負(fù)極膜片，其特征在于所述負(fù)極膜片的表面間隔分布有印刷層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于所述印刷層分布在所述負(fù)極 片的頭部、尾部和卷繞拐彎處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子二次電池，其特征在于所述卷繞拐彎處的印刷層的 寬度小于5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子二次電池，其特征在于分布在所述卷繞拐彎處兩面 的印刷層的總厚度為3-4 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于所述負(fù)極膜片是由負(fù)極漿料 涂布而成，負(fù)極漿料是通過(guò)將石墨、導(dǎo)電碳粉、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠與去離子水均勻 混合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于所述印刷層是通過(guò)表面印刷 漿料間隔涂布而成，表面印刷漿料是通過(guò)將三氧化二鋁、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠與去離 子水均勻混合而成。
7.—種鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法，其包括以下步驟提供負(fù)極集流體；在負(fù)極集流體的兩面涂布負(fù)極漿料，形成負(fù)極膜片；以及在負(fù)極膜片表面間隔涂布表面印刷漿料，形成印刷層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于所述負(fù)極 漿料是通過(guò)將石墨、導(dǎo)電碳粉、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠與去離子水均勻混合而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于所述表面 印刷漿料是通過(guò)將三氧化二鋁、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠與去離子水均勻混合而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于所述表面 印刷漿料涂布于負(fù)極片的頭部、尾部和卷繞拐彎處。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子二次電池，其包括正極片、負(fù)極片、間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，以及電解液，其中，負(fù)極片包括負(fù)極集流體和分布在負(fù)極集流體兩面上的負(fù)極膜片，負(fù)極膜片的表面間隔分布有印刷層。本發(fā)明鋰離子二次電池中，負(fù)極膜片的表面間隔分布有印刷層，既改善了電池的安全性能，又減少了電池厚度的增加，使電池具有理想的安全性能和高能量密度。此外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種鋰離子二次電池負(fù)極片的制備方法。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK101882693SQ201010213228
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者宋曉娜, 陳杰 申請(qǐng)人:東莞新能源電子科技有限公司