一种三元锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种三元锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜及电解液；所述正极片、隔膜、负极片经卷绕、注入电解液后，装配成三元锂离子电池；所述正极片包括正极集流体及正极浆料，正极浆料中各成分的质量百分比为：三元材料95～97％，正极导电剂1～2％，PVDF2～3％；所述三元材料为单晶三元材料；正极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑；所述负极片包括负极集流体及负极浆料，负极浆料中各成分的质量百分比为：负极活性材料90～97％，负极导电剂1～2％，CMC1～2％，SBR1～2％；负极活性材料为一次颗粒与二次颗粒复配的复合石墨；所述负极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑。本发明专利技术提供的三元锂离子电池，提高了循环性能，容量高且循环性能优异，安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种三元锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种三元锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池的能量密度与正极材料的关系密不可分。目前，商业化的正极材料主要为LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4及三元材料LiMO2(NCM)，前三者的克容量均小于150mAh/g，并且钴酸锂的价格较贵；三元材料随着镍含量的增加，克容量可达150～200mAh/g，且相对钴酸锂，价格便宜。传统应用的三元材料为由一次粒子组成的二次球颗粒或团聚体，辊压的过程中容易变形，破碎成粒径较小的一次粒子，影响了正极活性物质与粘结剂、导电剂的接触，进而影响了导电电子及锂离子的传输，降低了三元材料的导电性，导致循环性能和极片压实密度降低。鉴于此，实有必要提供一种新型的三元锂离子电池以克服以上缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种避免锟压时大颗粒破碎、提高压实密度、降低材料与电解液副反应、提高了循环性能、导电性能高、有效抑制电解液分解、提高导电电子及锂离子的传输、电池的容量高、安全性高的三元锂离子电池。为了实现上述目的，本专利技术提供一种三元锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜及电解液；所述正极片、隔膜、负极片经卷绕、注入电解液后，装配成三元锂离子电池；所述正极片包括正极集流体及涂布于所述正极集流体上的正极浆料，所述正极浆料中各成分的质量百分比为：三元材料95～97％，正极导电剂1～2％，PVDF2～3％；所述三元材料为单晶三元材料；所述正极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑；所述负极片包括负极集流体及涂布于所述负极集流体上的负极浆料，所述负极浆料中各成分的质量百分比为：负极活性材料90～97％，负极导电剂1～2％，CMC1～2％，SBR1～2％；所述负极活性材料为一次颗粒与二次颗粒复配的复合石墨；所述负极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑。在一个优选实施方式中，所述正极导电剂中的碳纳米管与导电炭黑的质量比为1：(1～2)，所述负极导电剂中的碳纳米管与导电炭黑的质量比为1：(2～4)。在一个优选实施方式中，所述负极活性材料中的一次颗粒和二次颗粒的质量比为(2：8)～(6：4)。在一个优选实施方式中，所述隔膜的透气度为60～200sec/100ml，所述隔膜的厚度为12um。在一个优选实施方式中，所述隔膜包括PE基体及涂覆于PE基体两侧的陶瓷层，所述陶瓷层的厚度为2um。在一个优选实施方式中，所述电解液包括溶质、溶剂及添加剂；所述溶质为LiPF6，所述溶剂为体积比EC：DMC＝1：2，所述添加剂为TMSB及MMDS，所述LiPF6的浓度为1mol/L。在一个优选实施方式中，所述TMSB占所述电解液的质量分数为0.5％，所述MMDS占所述电解液的质量分数为0.5％。在一个优选实施方式中，所述正极浆料涂布于正极集流体上的涂布密度为280～450g/m2；正极浆料涂布后进行辊压的压实密度为3.5～3.8g/cm3。在一个优选实施方式中，所述负极浆料涂布于负极集流体上的涂布密度为140～300g/m2；负极浆料涂布后进行辊压的压实密度为1.4～1.7g/cm3。在一个优选实施方式中，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。相比于现有技术，本专利技术提供的三元锂离子电池，避免了锟压时大颗粒破碎，提高了压实密度，降低了材料与电解液副反应，提高了循环性能；正极片及负极片的导电性能高，有效了抑制电解液分解，提高了导电电子及锂离子的传输，电池的容量高且循环性能优异，安全性高。【附图说明】图1为本专利技术提供的实施例1及实施例2所对应的三元锂离子电池的充放电曲线图；图2为本专利技术提供的实施例1及实施例2所对应的三元锂离子电池的循环曲线图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并不是为了限定本专利技术。本专利技术提供一种三元锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜及电解液；所述正极片、隔膜、负极片经卷绕、注入电解液后，装配成三元锂离子电池。所述正极片包括正极集流体及涂布于所述正极集流体上的正极浆料，所述正极浆料中各成分的质量百分比为：三元材料95～97％，正极导电剂1～2％，PVDF(聚偏氟乙烯)2～3％；所述三元材料为单晶三元材料，由单独的一个晶体组成，单晶颗粒一次粒子粒径较大，避免了辊压时颗粒破碎，辊压后单晶三元材料一次颗粒间仍然接触良好，循环性能良好；所述正极导电剂包括碳纳米管(CNT)和导电炭黑(SP)，所述正极导电剂中的碳纳米管与导电炭黑的质量比为1：(1～2)。具体的，所述正极浆料涂布于所述正极集流体的两面，且所述正极浆料涂布于正极集流体上的涂布密度为280～450g/m2；正极浆料涂布后进行辊压的压实密度为3.5～3.8g/cm3，所述正极集流体为铝箔。所述负极片包括负极集流体及涂布于所述负极集流体上的负极浆料，所述负极浆料中各成分的质量百分比为：负极活性材料90～97％，负极导电剂1～2％，CMC(羧甲基纤维素钠)1～2％，SBR(丁苯橡胶)1～2％；所述负极活性材料为一次颗粒与二次颗粒复配的复合石墨，所述负极活性材料中的一次颗粒和二次颗粒的质量比为(2：8)～(6：4)；所述负极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑，所述负极导电剂中的碳纳米管与导电炭黑的质量比为1：(2～4)。具体的，所述负极浆料涂布于所述负极集流体的两面，且所述负极浆料涂布于负极集流体上的涂布密度为140～300g/m2；负极浆料涂布后进行辊压的压实密度为1.4～1.7g/cm3，所述负极集流体为铜箔。所述隔膜的透气度为60～200sec/100ml，所述隔膜的厚度为12um。具体的，所述隔膜包括PE(聚乙烯)基体及涂覆于PE基体两侧的陶瓷层，所述陶瓷层的厚度为2um，双面陶瓷PE隔膜，能够进一步改善高容三元锂离子电池的安全性能。所述电解液为耐高压电解液，包括溶质、溶剂及添加剂；所述溶质为LiPF6，所述溶剂为体积比EC(碳酸乙烯酯)：DMC(碳酸二甲酯)＝1：2，所述添加剂为TMSB(3-三甲基-硅烷硼酸酯)及MMDS(甲烷二磺酸亚甲酯)，所述LiPF6的浓度为1mol/L。具体的，所述TMSB占所述电解液的质量分数为0.5％，所述MMDS占所述电解液的质量分数为0.5％。TMSB的氧化电位在5V(vs.Li+/Li)，低于电解液的氧化电位，所以，在高电压下TMSB首先被氧化而在材料表面形成表面膜，能够有效地抑制了电解液分解；当电压窗口在3.0～4.4V时，使用添加0.5％TMSB的电解液的电池循环更加稳定，1C循环后容量保持率较高，并且，在同样的电位窗口，MMDS的添加对电池循环性能亦有提高。实施例1：(1)正极片的制作：将单晶三元材料、碳纳米管、导电炭黑和PVDF按照95.5：0.5：1：3的质量比加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)中配制正极浆料，然后将正极浆料涂布至铝箔上，依次经过干燥、辊压、分切及制片得到含1个极耳的正极片；其中，控制涂布时，正极片极片双面涂布密度为400g/m2，辊压时，正极片的压实密度为3.5g/cm3；(2)负极片的制作：将复合石墨、碳纳米管、导电炭黑、CMC和SBR按照96：0.2：0.8：1：2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三元锂离子电池，其特征在于：包括正极片、负极片、隔膜及电解液；所述正极片、隔膜、负极片经卷绕、注入电解液后，装配成三元锂离子电池；所述正极片包括正极集流体及涂布于所述正极集流体上的正极浆料，所述正极浆料中各成分的质量百分比为：三元材料95～97％，正极导电剂1～2％，PVDF2～3％；所述三元材料为单晶三元材料；所述正极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑；所述负极片包括负极集流体及涂布于所述负极集流体上的负极浆料，所述负极浆料中各成分的质量百分比为：负极活性材料90～97％，负极导电剂1～2％，CMC1～2％，SBR1～2％；所述负极活性材料为一次颗粒与二次颗粒复配的复合石墨；所述负极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑。

【技术特征摘要】
1.一种三元锂离子电池，其特征在于：包括正极片、负极片、隔膜及电解液；所述正极片、隔膜、负极片经卷绕、注入电解液后，装配成三元锂离子电池；所述正极片包括正极集流体及涂布于所述正极集流体上的正极浆料，所述正极浆料中各成分的质量百分比为：三元材料95～97％，正极导电剂1～2％，PVDF2～3％；所述三元材料为单晶三元材料；所述正极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑；所述负极片包括负极集流体及涂布于所述负极集流体上的负极浆料，所述负极浆料中各成分的质量百分比为：负极活性材料90～97％，负极导电剂1～2％，CMC1～2％，SBR1～2％；所述负极活性材料为一次颗粒与二次颗粒复配的复合石墨；所述负极导电剂包括碳纳米管和导电炭黑。2.如权利要求1所述的三元锂离子电池，其特征在于：所述正极导电剂中的碳纳米管与导电炭黑的质量比为1：(1～2)，所述负极导电剂中的碳纳米管与导电炭黑的质量比为1：(2～4)。3.如权利要求2所述的三元锂离子电池，其特征在于：所述负极活性材料中的一次颗粒和二次颗粒的质量比为(2：8)～(6：4)。4.如权利要求3所述的三元锂离子电池，其特征在于：所述隔膜的透气度...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟莎莎，王振峰，邓昌源，许辉，李金林，李路伟，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44