一种具有良好安全性能的锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有良好安全性能的锂离子电池及其制备方法，包括如下步骤：(1)用N‑甲基吡咯烷酮溶液溶解吸附气体添加剂制得溶剂，将溶剂分为两份，向其中一份溶剂中加入粘结剂、导电剂和正极活性物质,混合均匀后得到正极片的浆料；(2)向另一份所述的溶剂中加入粘结剂、导电剂和负极活性物质,混合均匀后得到负极片的浆料；(4)使用辊涂或喷涂方式将正极片的浆料与负极片的浆料分别涂覆在锂离子电池的集流体上。本发明专利技术所述的具有良好安全性能的锂离子电池可抑制电解液与电极活性材料的产气反应，同时抑制电解液与电池中微量水分反应生成氢氟酸，进而避免了氢氟酸对活性材料的腐蚀和产气。

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好安全性能的锂离子电池及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种具有良好安全性能的锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池作为一种高性能的二次电池，因其具有较高的能量密度、较长的循环寿命和环境友好等特点，在生活中得到广泛应用，例如手机、摄像机、电脑、电动自行车等各方面。近年来，随着其应用范围的不断扩大，尤其是在高耗能的交通工具如纯电动汽车、插电式混合动力汽车等中的应用，对锂离子电池能量密度的要求不断提高。锂离子电池能量密度的直接制约条件为其正极材料，常规能量密度(克容量155-170mAh/g)的正极材料如磷酸铁锂、低镍含量的锂镍锰钴氧化物(LiNixCoyMn1-x-yO2，0.3≤x＜0.6，0.3≤y≤1/3等)不能满足实际需求。高能量密度(克容量180-210mAh/g)的正极材料如高镍含量的锂镍锰钴氧化物(LiNixCoyMn1-x-yO2，0.6≤x＜1，0.3≤y≤1/3)、锂镍钴铝氧化物(LiNixCoyAl1-x-yO2，0.8≤x＜1，0.1≤y≤1/3)材料得到了广泛的研究，并应运用于实际生产。在实际使用的过程中，高镍含量的锂镍锰钴氧化物(LiNixCoyMn1-x-yO2，0.6≤x＜1，0.3≤y≤1/3)、锂镍钴铝氧化物(LiNixCoyAl1-x-yO2，0.8≤x＜1，0.1≤y≤1/3)材料的锂离子电池产气较多，电芯鼓胀较为严重，安全性能较差，直接制约其实际使用，解决产气问题迫在眉睫。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种具有良好安全性能的锂离子电池及其制备方法，使用能量密度高的高镍正极材料，制备出的电芯不仅具有较好的电化学性能，还具有产气少、不易鼓胀、优良的安全性等特点。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种具有良好安全性能的锂离子电池，该锂离子电池包括正极片、负极片；所述的正极片的浆料由包括如下重量份数的原料制成：进一步，所述的负极片的浆料由包括如下重量份数的原料制成：进一步，所述的吸附气体添加剂的孔径为0.3-2nm。进一步，所述的吸附气体添加剂为粉末活性炭、二氧化锰、硅藻土或丙烯酰胺中的一种或多种的混合物。进一步，所述的负极活性物质为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球、硬碳、软碳、钛酸锂、硅碳或硅锡合金中的一种或多种的混合物。进一步，所述的正极活性物质为镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂中的至少一种；所述的镍钴锰酸锂满足如下公式：LiNixCoyMn1-x-yO2，0.6≤x＜1，0.3≤y≤1/3；所述的镍钴铝酸锂满足如下公式：LiNixCoyAl1-x-yO2，0.8≤x＜1，0.1≤y≤1/3。进一步，所述的粘结剂为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或羧甲基纤维素钠中的一种或多种的混合物。进一步，所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、石墨烯、导电石墨、导电碳管或导电碳纤维中的一种或多种的混合物。所述的具有良好安全性能的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：(1)用N-甲基吡咯烷酮溶液溶解吸附气体添加剂制得溶剂，将溶剂分为两份，向其中一份溶剂中加入粘结剂、导电剂和正极活性物质,混合均匀后得到正极片的浆料；(2)向另一份所述的溶剂中加入粘结剂、导电剂和负极活性物质,混合均匀后得到负极片的浆料；(4)使用辊涂或喷涂方式将正极片的浆料与负极片的浆料分别涂覆在锂离子电池的集流体上；(5)通过烘箱将溶剂烘干去除，得到极片；(6)将极片进行装配，制作成电池。相对于现有技术，本专利技术所述的具有良好安全性能的锂离子电池及其制备方法具有以下优势：(1)本专利技术所述的具有良好安全性能的锂离子电池可抑制电解液与电极活性材料的产气反应，同时抑制电解液与电池中微量水分反应生成氢氟酸，进而避免了氢氟酸对活性材料的腐蚀和产气。(2)本专利技术所述的具有良好安全性能的锂离子电池可抑制正极活性物质中金属元素的溶出，进而杜绝了因金属溶出而造成的能量密度降低现象，改善了锂离子电池的电化学性能。(3)本专利技术所述的具有良好安全性能的锂离子电池可抑制电化学反应过程中因产气副反应的发生而导致的热量释放，极大的提高了安全性能和循环寿命，改善了锂离子电池的电性能和安性能。具体实施方式除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下面结合实施例来详细说明本专利技术。一种具有良好安全性能的锂离子电池，该锂离子电池包括正极片、负极片；所述的正极片的浆料由包括如下重量份数的原料制成：所述的负极片的浆料由包括如下重量份数的原料制成：所述的吸附气体添加剂的孔径为0.3-2nm。所述的吸附气体添加剂为粉末活性炭、二氧化锰、硅藻土或丙烯酰胺中的一种或多种的混合物。所述的负极活性物质为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球、硬碳、软碳、钛酸锂、硅碳或硅锡合金中的一种或多种的混合物。所述的正极活性物质为镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂中的至少一种；所述的镍钴锰酸锂满足如下公式：LiNixCoyMn1-x-yO2，0.6≤x＜1，0.3≤y≤1/3；所述的镍钴铝酸锂满足如下公式：LiNixCoyAl1-x-yO2，0.8≤x＜1，0.1≤y≤1/3。所述的粘结剂为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或羧甲基纤维素钠中的一种或多种的混合物。所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、石墨烯、导电石墨、导电碳管或导电碳纤维中的一种或多种的混合物。所述的具有良好安全性能的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：(1)用N-甲基吡咯烷酮溶液溶解吸附气体添加剂制得溶剂，将溶剂分为两份，向其中一份溶剂中加入粘结剂、导电剂和正极活性物质,混合均匀后得到正极片的浆料；(2)向另一份所述的溶剂中加入粘结剂、导电剂和负极活性物质,混合均匀后得到负极片的浆料；(4)使用辊涂或喷涂方式将正极片的浆料与负极片的浆料分别涂覆在锂离子电池的集流体上；(5)通过烘箱将溶剂烘干去除，得到极片；(6)将极片进行装配，制作成电池。实施例1一种具有良好安全性能的锂离子电池，正极片：将由粉末活性炭和二氧化锰混合而成的吸附气体添加剂用N-甲基吡咯烷酮配制成质量比为2.0％的溶液，所述添加剂孔径分布在0.3-0.7nm，其中粉末活性炭和二氧化锰的质量比为8:2，称取15.62千克溶液和0.25千克导聚偏氟乙烯放入双行星动力混合机中，在公转15rpm的条件下搅拌15分钟，之后提高转速在自转为2500rpm、公转为30rpm的条件下搅拌30分钟，加入0.35千克导电炭黑，在公转15rpm的条件下搅拌10分钟，之后提高转速在自转为2500rpm、公转为30rpm的条件下搅拌30分钟；加入9.4千克正极活性物质镍钴锰酸锂(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)，在公转15rpm的条件下搅拌10分钟，之后提高转速在自转为2500rpm、公转为30rpm的条件下搅拌90分钟；之后检测浆料的固含量和粘度，需要达到粘度范围为3000-9000mPa*s，固含量为35-85％，如果不符合，需要加入N-甲基吡咯烷酮来调整浆料粘度，每次加入适量N-甲基吡咯烷酮之后在自转为2500rpm、公转为35rpm的条件下搅拌30分钟，直至浆料粘度能够达到涂覆要求为止；测试浆料的粘度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有良好安全性能的锂离子电池，其特征在于：该锂离子电池包括正极片、负极片；所述的正极片的浆料由包括如下重量份数的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种具有良好安全性能的锂离子电池，其特征在于：该锂离子电池包括正极片、负极片；所述的正极片的浆料由包括如下重量份数的原料制成：2.根据权利要求1所述的具有良好安全性能的锂离子电池，其特征在于：所述的负极片的浆料由包括如下重量份数的原料制成：3.根据权利要求2所述的具有良好安全性能的锂离子电池，其特征在于：所述的吸附气体添加剂的孔径为0.3-2nm。4.根据权利要求2或3所述的具有良好安全性能的锂离子电池，其特征在于：所述的吸附气体添加剂为粉末活性炭、二氧化锰、硅藻土或丙烯酰胺中的一种或多种的混合物。5.根据权利要求1所述的具有良好安全性能的锂离子电池，其特征在于：所述的负极活性物质为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球、硬碳、软碳、钛酸锂、硅碳或硅锡合金中的一种或多种的混合物。6.根据权利要求1所述的具有良好安全性能的锂离子电池，其特征在于：所述的正极活性物质为镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂中的至少一种；所述的镍钴锰酸锂满足如下公式：LiNixCoyMn1-x-yO2，0.6≤x＜1，0.3≤y≤1/3...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢红红，高秀玲，王驰伟，申津婧，何会兵，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12