專利名稱：一種鋰離子電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電池材料領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前行業(yè)制作鋰離子電池流程基本一致，但由于目前材料受電池在運(yùn)行時(shí)鋰離子運(yùn)行的速度(倍率)影響，電池不能快速的放電，或者放電不出，所以必須將敷料層的厚度減少以增加鋰離子的運(yùn)行速度來(lái)達(dá)到快速的放電。這樣的話在同樣的體積內(nèi)必須增加敷料層的面積來(lái)達(dá)到目的，從而使成本明顯增加，設(shè)計(jì)容量偏低，增加工作量?，F(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷1、成本偏高，生產(chǎn)同樣容量的電池，需要加入同樣多的粉料，本發(fā)明加入納米纖維材料后可以將涂層涂厚，所需的用來(lái)涂敷的集流體相對(duì)減少，因此現(xiàn)有技術(shù)所需的成本較本發(fā)明偏高；2、同樣體積理論設(shè)計(jì)容量偏低，電池偏重；3、制作工藝復(fù)雜，生產(chǎn)同樣容量的電池，因?yàn)樾枰嗟姆罅稀⒓黧w因此所需的工藝時(shí)間也更長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池。具體技術(shù)方案如下一種鋰離子電池，包括設(shè)置于殼體內(nèi)的正極片、負(fù)極片、隔離膜、電解液及殼體，正極片包括正極集流體，所述正極集流體的兩面涂敷有含有正極活性物質(zhì)的正極敷料，所述正極敷料中還含有納米級(jí)碳纖維，該納米級(jí)碳纖維與正極活性物質(zhì)的配比為1-3 90-95 ； 所述正極集流體上涂覆的正極敷料的用量為220-M0mg/1000mm2。優(yōu)選地，所述正極活性物質(zhì)選自鋰鈷氧化物、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰。優(yōu)選地，所述正極敷料主要成分的重量份配比如下
正極活性物質(zhì)90-95
PVDF (聚偏氟乙烯)3_5 納米級(jí)碳纖維1-3
SP (導(dǎo)電碳粉) 1_2。更優(yōu)選地，所述正極敷料主要成份的重量份配比如下正極活性物質(zhì)94
聚偏氟乙烯3
納米級(jí)碳纖維2
導(dǎo)電碳粉1。本發(fā)明的另一目的是提供上述鋰離子電池的制備方法。具體技術(shù)方案如下一種上述鋰離子電池的制備方法，包括如下步驟(1)將正極活性物質(zhì)、聚偏氟乙烯和導(dǎo)電碳粉混合后加入溶劑攪拌成漿料，攪拌過程中加入納米級(jí)碳纖維，將上述混合物涂覆到正極集流體兩面上，干燥后形成涂覆在正極集流體兩面上含有正極活性物質(zhì)的正極敷料層，即得所需的正極片；所述正極集流體上正極敷料層重量為220-M0mg/1000mm2 ；(2)采用常規(guī)方法制作負(fù)極片，將正負(fù)極片通過卷繞或者疊片的方式并使用隔離膜將二者隔離開，裝入到殼體中，往殼體中注入與其相應(yīng)容量的電解液，密封后進(jìn)行充電激活，即得所述鋰離子電池。優(yōu)選地，以下所述成份的重量份配比為
正極活性物質(zhì)90-95
聚偏氟乙烯3-5
納米級(jí)碳纖維1-3
導(dǎo)電碳粉1-2。制作正、負(fù)極片時(shí)所需的敷料量的多少和電池容量成正比，由于殼體體積的限制 (鋁殼、鋼殼或者鋁塑膜)，所使用的敷料量也是有限制的，采用本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)為同樣的殼體體積可以使用更多的敷料，也就是容量可以更大。本發(fā)明的有益效果1、加入納米級(jí)碳纖維之后的電池重量比原有的偏輕，但同樣可以達(dá)到相同的容量，可以增加電動(dòng)汽車或者電動(dòng)工具的工作時(shí)間；2、加入納米級(jí)碳纖維之后可以降低成本，因?yàn)樵谕瑯拥募黧w上可以涂覆更多的敷料，就可以節(jié)省集流體和電池的空間；3、鋰離子電池中單位面積正極集流體上涂覆的正極敷料層的重量達(dá)到 220-240mg/1000mm2,達(dá)到了高面密度涂布。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例所述鋰離子電池，包括設(shè)置于殼體內(nèi)的正極片、負(fù)極片、隔離膜、電解液及殼體，正極片包括正極集流體，所述正極集流體的兩面涂敷有含有正極活性物質(zhì)的正極敷料。所述正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰，所述的負(fù)極活性物質(zhì)為石墨或鈦酸鋰。正極敷料各主要成份重量份如下
鈷酸鋰94
PYDF3
納米級(jí)碳纖維2
SP1具體步驟如下(1)將正極活性物質(zhì)、聚偏氟乙烯(PVDF)和導(dǎo)電碳粉(SP)混合后加入溶劑攪拌成漿料，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)，攪拌過程中加入納米級(jí)碳纖維，將上述混合物涂覆到正極集流體的兩面上，干燥后形成涂覆在正極集流體兩面上含有正極活性物質(zhì)的正極敷料層，即得所需的正極片；(2)采用常規(guī)方法制作負(fù)極片，將正負(fù)極片通過卷繞或者疊片的方式并使用隔離膜將二者隔離開，裝入到殼體(鋁殼、鋼殼或者鋁塑膜)中，往殼體中注入與其相應(yīng)容量的電解液，密封后進(jìn)行充電激活，即得本實(shí)施例所述鋰離子電池。制備得到的電池進(jìn)行如下測(cè)試，并與現(xiàn)有技術(shù)(正極片未包含納米級(jí)碳纖維)的配方進(jìn)行比較每克鈷酸鋰容量為140mAh，制作IOOOmAh電池需要1000 + 140 = 7. 14g = 7140mg
敷料量。測(cè)試項(xiàng)目現(xiàn)有技術(shù)配方本發(fā)明配方差異正極集流體上涂覆的200mg/1000mm2220mg/1000mm2后者單位面積正極敷正極敷料重量料重10%正極片所需的正極集7140 + 200=35. 7mm27140^ 220=32. 5mm2后者正極集流體面積流體面積節(jié)約正極所需的正極集流35. 7*0. 1=3. 57g32. 5*0. 1=3. 25g后者正極集流體重量體重量輕9%正極片重量7. 14(正極敷料)+3. 577. 14(正極敷料)+3. 25后者極片偏輕3%(正極集流體)=10. 71(正極集流體)=10. 39隔離膜面積正極集流體面積正極集流體面積后者面積節(jié)約9%*2=35. 7*2=71. 4mm2*2=32.5*2=65mm2隔離膜重量71. 4*0. 02=1. 43g65*0. 02=1. 3g后者重量偏輕9%負(fù)極片重量6. 5g6. 5g—電池殼體重量6g6g—電解液重量3. 5g3. 5g—整個(gè)電池重量10. 71 (正極片)+6. 510. 39 (正極片)+6. 5后者偏輕1. 6%(負(fù)極片)+1.43 (隔(負(fù)極片)+1. 3 (隔離離膜)+6 (殼體)+3. 5膜)+6(殼體)+3. 5(電(電解液)=28. 14解液)=27. 69電池容量1C ；jt電容量 IOIOmAh電容量 1013mAh—倍率放電性能0.2C 放電容量0.2C 放電容量基本相同1035mAh，0. 5C 容量1038mAh , 0. 5C 容量1022mAh, 1. OC 放電容1025mAh, 1. OC 放電容t 1009mAh, 2. OC 容量量 IOlQmAh, 2. OC 容量975mAh98OmAh安全性能短路測(cè)試無(wú)爆炸、起火短路測(cè)試無(wú)爆炸、起火—針刺測(cè)試無(wú)爆炸、起火針刺測(cè)試無(wú)爆炸、起火—
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池，包括設(shè)置于殼體內(nèi)的正極片、負(fù)極片、隔離膜、電解液及殼體，正極片包括正極集流體，所述正極集流體的兩面涂敷有含有正極活性物質(zhì)的正極敷料，其特征在于，所述正極敷料中還含有納米級(jí)碳纖維，該納米級(jí)碳纖維與正極活性物質(zhì)的配比為 1-3 90-95 ；所述正極集流體上涂覆的正極敷料的用量為220-M0mg/1000mm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性物質(zhì)選自鋰鈷氧化物、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極敷料主要成份的重量份配比如下正極活性物質(zhì)90-95聚偏氟乙烯3-5納米級(jí)碳纖維1-3導(dǎo)電碳粉1-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極敷料主要成份的重量份配比如下正極活性物質(zhì)94聚偏氟乙烯3納米級(jí)碳纖維2導(dǎo)電碳粉1。
5.一種鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將正極活性物質(zhì)、聚偏氟乙烯和導(dǎo)電碳粉混合后加入溶劑攪拌成漿料，攪拌過程中加入納米級(jí)碳纖維，將上述混合物涂覆到正極集流體兩面上，干燥后形成涂覆在正極集流體兩面上含有正極活性物質(zhì)的正極敷料層，即得所需的正極片，其中，納米級(jí)碳纖維與正極活性物質(zhì)的配比為1-3 90-95;所述正極集流體上正極敷料層的用量為 220-240mg/1000mm2 ；(2)采用常規(guī)方法制作負(fù)極片，將正負(fù)極片通過卷繞或者疊片的方式并使用隔離膜將二者隔離開，裝入到殼體中，往殼體中注入與其相應(yīng)容量的電解液，密封后進(jìn)行充電激活， 即得所述鋰離子電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，以下所述成份的重量份配比為正極活性物質(zhì)90-95聚偏氟乙烯3-5納米級(jí)碳纖維1-3導(dǎo)電碳粉1-2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池，所述電池包括設(shè)置于殼體內(nèi)的正極片，負(fù)極片，隔離膜，電解液及殼體，正極片包括正極集流體，所述正極集流體的兩面涂敷有含有正極活性物質(zhì)的正極敷料，所述正極敷料中還含有納米級(jí)碳纖維，該納米級(jí)碳纖維與正極活性物質(zhì)的配比為1-3∶90-95；所述正極集流體上涂覆的正極敷料的重量為220-240mg/1000mm2。加入納米級(jí)碳纖維之后的電池重量比原有的偏輕，但同樣可以達(dá)到相同的容量，可以增加電動(dòng)汽車或者電動(dòng)工具的工作時(shí)間；加入納米級(jí)碳纖維之后可以降低成本，在同樣的集流體上可以涂覆更多的敷料，節(jié)省集流體和電池空間。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK102227030SQ20111012576
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者丁波, 曾士蘭, 沈兩尼, 雷忠華 申請(qǐng)人:河源新凌嘉電音有限公司