一种锂离子电池及其制备方法技术

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种锂离子电池及其制备方法。本申请的锂离子电池包括由阴极极片、阳极极片和设置于阴极极片和阳极极片之间的隔膜卷绕而成的扁平状电芯，阳极极片在电芯的拐角处涂覆有阳极材料A1，在电芯的平面层处涂覆有阳极材料B1，阳极材料A1的克容量高于阳极材料B1；和/或，阴极极片在电芯的拐角处涂覆有阴极材料A2，在电芯的平面层处涂覆有阴极材料B2，阴极材料A2的克容量低于阴极材料B2。本申请通过使电池内圈阴极包阳极的区域保持较高的正负极容量比，改善电池拐角处界面性能，解决拐角处析锂的问题，提高电池的低温放电性能和改善电池循环析锂。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有高能量密度、高循环性能、高电压、低自放电和重量轻等优点，被广泛应用于笔记本电脑、数码相机、手机和手表等各种便携式电子产品中，尤其是现在Apple所设计和制造的产品代表着现代人类技术的精华，引领着时代的潮流。随着各种便携式电子产品的广泛应用，人们对锂离子电池的性能的要求也越来越高，尤其是对锂离子电池的能量密度和循环性能等需求也越来越高。电池在循环过程中，电池的阴阳极之间会进行锂离子的嵌入和脱嵌，当锂离子从阴极向阳极迁移的过程中，由于电池卷绕结构的限制，在内圈拐弯处的阴极包裹阳极的区域，电池的阴阳极容量比不足，阴极过多的锂离子嵌入到阳极中，而阳极没有足够的容量满足对锂离子进行嵌入，导致多余的锂离子在内圈阴极包阳极的区域进行析出，阳极析锂会严重降低电池的循环性能。当前的锂离子电池所采用的常用工艺是卷绕结构设计，首先是将搅拌均匀的浆料以一定的速度在阴阳极集流体上进行涂布，目前常用的涂布工艺主要分为转移涂布和挤出涂布(slot die)，通过这两种工艺在集流体表面涂布出阴阳极膜片的长度，然后进行分切。将分切后的极片空白区焊接极耳后与隔离膜按顺序的排列进行卷绕，卷绕完成后会进行裸电芯和铝塑膜的封装，注液和化成成型。从电池设计上讲，为了防止电池在使用过程中发生析锂，电池的阴阳极容量比一般设计需要大于一定数值，才能保证电池在正常使用过程中不 发生明显的析锂，导致电池失效。如设计的阴阳极容量比太大，可以避免电池在使用过程中发生析锂，但是会导致电芯厚度较厚，严重降低电池的能量密度。鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本申请的首要专利技术目的在于提出一种锂离子电池及其制备方法。本申请的第二专利技术目的在于提出该锂离子电池的制备方法。完成本申请的目的，采用的技术方案为：本申请涉及一种锂离子电池，包括由阴极极片、阳极极片和设置于所述阴极极片和所述阳极极片之间的隔膜卷绕而成的扁平状电芯，所述阳极极片在所述电芯的拐角处涂覆有阳极材料A1，在所述电芯的平面层处涂覆有阳极材料B1，所述阳极材料A1的克容量高于所述阳极材料B1；和/或，所述阴极极片在所述电芯的拐角处涂覆有阴极材料A2，在所述电芯的平面层处涂覆有阴极材料B2，所述阴极材料A2的克容量低于所述阴极材料B2。优选的，所述阳极材料A1的克容量比所述阳极材料B1的克容量高1～100mAh/g，优选5～20mAh/g。优选的，所述阴极材料A2的克容量比所述阴极材料B2的克容量低1～100mAh/g，优选5～20mAh/g。优选的，所述阳极材料B1的克容量为300～400mAh/g，所述阳极材料A1的克容量为301～500mAh/g。优选的，所述阴极材料A2克容量为140～230mAh/g，所述阴极材料B2的克容量为141～330mAh/g。优选的，所述阴极极片在所述拐角处的涂布重量小于所述平面层处的涂布重量。优选的，所述阳极极片在所述拐角处的涂布重量大于所述平面层处的涂布重量。优选的，所述阳极材料A1所涂布区域的长度为1～30mm；和/或，所 述阴极材料A2所涂布区域的长度为1～30mm。优选的，所述阳极材料A1所涂布区域与所述阳极材料B1所涂布区域之间的间隙为0～2mm；和/或，所述阴极材料A2所涂布区域与所述阳极材料B2所涂布区域之间的间隙为0～2mm。优选的，所述阳极材料A1、阳极材料B1各自独立的分别选自天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、中间相炭微球、锡基氧化物、锡基复合氧化物、硅碳合金和钛酸锂中的至少一种；和/或，所述阴极材料A2、阴极材料B2各自独立的分别选自LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiFePO4、LixNiyCozMnO2的至少一种，0<x<1，0<y<1，0<z<1。本申请还涉及该锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法中极片的涂布选自以下方式中的至少一种：(1)在所述阴极极片的集流体上整片涂覆阴极材料；在所述阳极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阳极材料A1，在所述阳极极片的集流体上平面层所对应的区域涂覆阳极材料B1；或(2)在所述阳极极片的集流体上整片涂覆阳极材料；在所述阴极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阴极材料A2，在所述阴极极片的集流体上平面层处所对应的区域涂覆阴极材料B2；或(3)在所述阳极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阳极材料A1，在所述阳极极片的集流体上平面层所对应的区域涂覆阳极材料B1；在所述阴极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阴极材料A2，在所述阴极极片的集流体上平面层处所对应的区域涂覆阴极材料B2；或(4)在所述阴极极片的集流体上整片涂覆阴极材料，且所述阴极极片在所述拐角处的涂布重量小于所述平面层处的涂布重量；在所述阳极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阳极材料A1，在所述阳极极片的集流体上平面层所对应的区域涂覆阳极材料B1；或(5)在所述阳极极片的集流体上整片涂覆阳极材料，且所述阳极极片在所述拐角处的涂布重量大于所述平面层处的涂布重量；在所述阴极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阴极材料A2，在所述阴极极片的集流体上平面层处所对应的区域涂覆阴极材料B2；或(6)在所述阳极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阳极材料A1，在所述阳极极片的集流体上平面层所对应的区域涂覆阳极材料B1，且所述阳极极片在所述拐角处的涂布重量大于所述平面层处的涂布重量；在所述阴极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阴极材料A2，在所述阴极极片的集流体上平面层处所对应的区域涂覆阴极材料B2；或(7)在所述阳极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阳极材料A1，在所述阳极极片的集流体上平面层所对应的区域涂覆阳极材料B1；在所述阴极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阴极材料A2，在所述阴极极片的集流体上平面层处所对应的区域涂覆阴极材料B2，且所述阴极极片在所述拐角处的涂布重量小于在所述平面层处的涂布重量；或(8)在所述阳极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阳极材料A1，在所述阳极极片的集流体上平面层所对应的区域涂覆阳极材料B1，且所述阳极极片在所述拐角处的涂布重量大于所述平面层处的涂布重量；在所述阴极极片的集流体上拐角处所对应的区域涂覆阴极材料A2，在所述阴极极片的集流体上平面层处所对应的区域涂覆阴极材料B2，且所述阴极极片在所述拐角处的涂布重量小于所述平面层处的涂布重量。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请通过在集流体上涂布不同的材料，使电池拐角处区域和平面处区域的尤其是电池内圈阴极包阳极的区域保持较高的正负极容量比，改善电池拐角处界面性能，解决拐角处析锂的问题，提高电池的低温放电性能和改善电池循环析锂。本申请通过采用不同的材料进行涂布，拐角处区域采用高克容量的阳极材料或低克容量的阴极材料，有利于阴极极片中特别是拐角处阴极包阳极的界面出更好嵌入锂离子，提高电池的阴极的克容量发挥，提高电池的能量密度。附图说明： 图1为阴极极片均一涂布的截面示意图；图2为阴极极片间隙涂布的截面示意图；图3为阳极极片均一涂布的截面示意图；图4为阳极极片间隙涂布的截面示意图；图5为阴极极片间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池，包括由阴极极片、阳极极片和设置于所述阴极极片和所述阳极极片之间的隔膜卷绕而成的扁平状电芯，其特征在于，所述阳极极片在所述电芯的拐角处涂覆有阳极材料A1，在所述电芯的平面层处涂覆有阳极材料B1，所述阳极材料A1的克容量高于所述阳极材料B1；和/或，所述阴极极片在所述电芯的拐角处涂覆有阴极材料A2，在所述电芯的平面层处涂覆有阴极材料B2，所述阴极材料A2的克容量低于所述阴极材料B2。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括由阴极极片、阳极极片和设置于所述阴极极片和所述阳极极片之间的隔膜卷绕而成的扁平状电芯，其特征在于，所述阳极极片在所述电芯的拐角处涂覆有阳极材料A1，在所述电芯的平面层处涂覆有阳极材料B1，所述阳极材料A1的克容量高于所述阳极材料B1；和/或，所述阴极极片在所述电芯的拐角处涂覆有阴极材料A2，在所述电芯的平面层处涂覆有阴极材料B2，所述阴极材料A2的克容量低于所述阴极材料B2。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阳极材料A1的克容量比所述阳极材料B1的克容量高1～100mAh/g，优选5～20mAh/g。3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阴极材料A2的克容量比所述阴极材料B2的克容量低1～100mAh/g，优选5～20mAh/g。4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阳极材料B1的克容量为300～400mAh/g，所述阳极材料A1的克容量为301～500mAh/g。5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阴极材料A2克容量为140～230mAh/g，所述阴极材料B2的克容量为141～330mAh/g。6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阴极极片在所述拐角处的涂布重量小于所述平面层处的涂布重量。7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阳极极片在所述拐角处的涂布重量大于所述平面层处的涂布重量。8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阳极材料A1所涂布区域的长度为1～30mm；和/或，所述阴极材料A2所涂布区域的长度为1～30mm。9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阳极材料
\tA1所涂布区域与所述阳极材料B1所涂布区域之间的间隙为0～2mm；和/或，所述阴极材料A2所涂布区域与所述阳极材料B2所涂布区域之间的间隙为0～2mm。10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述阳极材料A1、阳极材料B1各自独立的分别选自天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、中间相炭微球、锡基氧化物、锡基复合氧化物、硅碳合金和钛酸锂中的至少一种；和/或，所述阴极材料A2、阴极材料B2各自独立的分别选自LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiFePO4、LixNiyCozMnO2的至少一种，0<x<1，0<y<1，0<z<1。11.一种如权利要求1～10所述任一权利要求所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，陶涛，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44