一种锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液、钢壳、盖帽，所述正极片包括如下按质量分数计的组分：钴酸锂66.85～87.75％；锰酸锂9.75～28.65％；石墨烯0.5～1％；导电炭黑1～1.5％；聚偏氟乙烯1～2％。本发明专利技术还提供了负极片的组成及制备方法和锂离子电池的制备方法。本发明专利技术所提供的锂离子电池具有安全性能高、体积能量大、功率大及循环性能好的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池领域，具体涉及一种锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
随着移动电子设备的发展，电池的需求越来越大，对电池的容量、电压以及使用寿命都提出了更高的要求。锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。然而市面上的锂离子电池存在着电芯的安全性能差、容量低、单位体积容量低、功率低、以及循环性能差的多种缺点。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种锂离子电池，本专利技术所提供的锂离子电池具有安全性能高、体积能量大、功率大及循环性能好的特点。本专利技术的第二个目的是为了提供一种上述电池中正极片、负极片以及锂离子电池的制备方法。实现本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液、钢壳、盖帽，所述正极片包括如下按质量分数计的组分：优选地，所述负极片包括如下按质量分数计的组分：优选地，所述硅碳由氧化亚硅和石墨组成，氧化亚硅与石墨重量比为(0.1～0.5)：(99.5～99.9)。优选地，所述正极片由如下方法制备而成：(1)将各组分加入双行星打浆机中，在自转速度为48转/min、公转速度为1700转/min的条件下搅拌2h制成浆料；(2)采用高速分散机将步骤(1)获得的浆料进行分散，高速分散机在转速为3500～4500转/min的条件下分散浆料，直至浆料粘度达到7000～9000mPa.s；(3)将步骤(2)所获浆料按照230～270g/㎡的面密度涂覆在12～16μm厚的铝箔上，烘干制成正极片；(4)按照活性物3.835～4.055g/mm3的压实密度进行滚压制成密实的正极片；(5)将正极片分切为57～58mm宽的正极片。优选地，步骤(3)中将正极片烘干至含水量小于等于0.15％。优选地，所述负极片由如下方法制备而成：(1)将各组分加入到双行星打浆机中，在自转速度为48转/min公转
速度为1500转/min的条件下搅拌2h制成浆料；(2)采用高速分散机将步骤(1)获得的浆料进行分散，高速分散机在转速为3000～4000转/min的条件下分散浆料，直至浆料粘度达到5000～7000mPa.s；(3)按照80.5～94.5g/㎡的面密度涂覆在8～10μm厚的铜箔上，烘干制成负极片；(4)按照活性物1.6～1.7g/mm3的压实密度进行滚压制成密实的负极片；(5)将负极片分切为58.5-59.5mm宽的负极片。优选地，步骤(3)中将负极片烘干至含水量小于等于0.15％。本专利技术还提供一种锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：(1)将正极片、负极片分别按照要求安装在全自动卷绕机上，采用隔膜隔离正极片和负极片，同时正极片焊接铝带正极耳，负极片焊接镍带负极耳进行卷绕，制成卷芯；所述隔膜为陶瓷隔膜；(2)将卷芯插入治具中，放入真空烤箱，通过抽真空至-85～-95MPa，在75～95℃之间恒温恒压烘烤，之后充氮至气压为-35～-45MPa；抽真空、烘烤、充氮气循环实施14～18小时，至卷芯中水份含量≤200PPM；(3)将卷芯安装进钢壳中，焊接负极耳与钢壳，插入PIN钢管，安装上垫片，滚槽，测试短路，注入5.3～5.7g电解液，焊接正极耳与盖帽，再将盖帽与钢壳扣合密封形成电芯；清晰电芯外表面；(4)将电芯放置在温度为35～45℃的环境下活化30～40小时后，
安装到化成柜上进行化成；将电芯先在温度35～45℃的环境下老化五天，然后对电芯进行电压内阻筛选，筛选电芯分容单充电压在3.6～3.9V的电芯，再放在温度35～45℃的环境下老化五天，制成锂离子电池。优选地，所述陶瓷隔膜由PE基材双面各涂覆α晶型三氧化二铝制备而成。优选地，步骤(3)中的各项操作在环境温度为20-25℃、露点≦-38℃的环境中完成。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术采用钴酸锂、锰酸锂、石墨烯、导电炭黑制成正极片，采用硅碳、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶制成负极片，使本专利技术所提供的电芯具有针刺通过率高、安全性能高、循环性能好的优点。2、通过本专利技术中所提供的正极片、负极片的制备方法以及锂离子电池的制备方法，使本专利技术所提供的正极片、负极片以及卷芯的含水量低，不易造成电池短路，使本专利技术所提供的锂离子电池具有使用寿命长，使用安全的优点。具体实施方式下面，结合具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：实施例1：一种锂离子电池正极片包括如下按质量分数计的组分：所述正极片由如下方法制备而成：(1)将各组分加入双行星打浆机中，在自转速度为48转/min公转速度为1700转/min的条件下搅拌2h制成浆料；(2)用高速分散机在转速为3500转/min条件下进行分散步骤(1)获得的浆料，至粘度达到7000mPa.s；(3)将步骤(2)所获浆料按照230g/㎡的面密度涂覆在12μm厚的铝箔上，烘干至含水量≤0.15％制成正极片；(4)按照活性物3.835g/mm3的压实密度进行滚压制成密实的正极片；(5)将正极片分切为57mm宽的正极片。实施例2一种锂离子电池正极片包括如下按质量分数计的组分：所述正极片由如下方法制备而成：(1)将各组分加入双行星打浆机中，在自转速度为48转/min公转速度为1700转/min的条件下搅拌2h制成浆料；(2)再用高速分散机在转速为4500转/min条件下进行分散步骤(1)获得的浆料，至粘度达到9000mPa.s；(3)将步骤(2)所获浆料按照270g/㎡的面密度涂覆在16μm厚的铝箔上，烘干至含水量≤0.15％制成正极片；(4)按照活性物4.055g/mm3的压实密度进行滚压制成密实的正极片；(5)将正极片分切为58mm宽的正极片。实施例3一种锂离子电池正极片包括如下按质量分数计的组分：所述正极片由如下方法制备而成：(1)将各组分加入双行星打浆机中，在自转速度为48转/min公转速
度为1700转/min的条件下搅拌2h制成浆料；(2)再用高速分散机在转速为4000转/min条件下进行分散步骤(1)获得的浆料，至粘度达到8000mPa.s；(3)将步骤(2)所获浆料按照250g/㎡的面密度涂覆在14μm厚的铝箔上，烘干至含水量≤0.15％制成正极片；(4)按照活性物3.95g/mm3的压实密度进行滚压制成密实的正极片；(5)将正极片分切为57.5mm宽的正极片。实施例4一种锂离子电池正极片包括如下按质量分数计的组分：所述正极片由如下方法制备而成：(1)将各组分加入双行星打浆机中，在自转速度为40转/min公转速度为1400转/min的条件下搅拌1h制成浆料；(2)再用高速分散机在转速为4000转/min条件下进行分散步骤(1)获得的浆料，至粘度达到5000mPa.s；(3)将步骤(2)所获浆料按照200g/㎡的面密度涂覆在10μm厚的铝箔上，烘干至含水量≤0.2％制成正极片；(4)按照活性物2.5g/mm3的压实密度进行滚压制成密实的正极片；(5)将正极片分切为60.5mm宽的正极片。实施例5一种锂离子电池负极片，所述负极片包括如下按质量分数计的组分：硅碳 97.5％；羧甲基纤维素钠 1％；丁苯橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池，其特征在于包括正极片、负极片、隔膜、电解液、钢壳、盖帽，所述正极片包括如下按质量分数计的组分：

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于包括正极片、负极片、隔膜、电解液、钢壳、盖帽，所述正极片包括如下按质量分数计的组分：2.根据权利要求1所述的锂离子电池其特征在于：所述负极片包括如下按质量分数计的组分：3.根据权利要求2所述的锂离子电池其特征在于：所述硅碳由氧化亚硅和石墨组成，氧化亚硅与石墨重量比为(0.1～0.5)：(99.5～99.9)。4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极片由如下方法制备而成：(1)将各组分加入双行星打浆机中，在自转速度为48转/min、公转速度为1700转/min的条件下搅拌2h制成浆料；(2)采用高速分散机将步骤(1)获得的浆料进行分散，高速分散机在转速为3500～4500转/min的条件下分散浆料，直至浆料粘度达到7000～9000mPa.s；(3)将步骤(2)所获浆料按照230～270g/㎡的面密度涂覆在12～16μm厚的铝箔上，烘干制成正极片；(4)按照活性物3.835～4.055g/mm3的压实密度进行滚压制成密实的正极片；(5)将正极片分切为57～58mm宽的正极片。5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于：步骤(3)中将正极片烘干至含水量小于等于0.15％。6.根据权利要求3所述的锂离子电池其特征在于：所述负极片由如下方法制备而成：(1)将各组分加入到双行星打浆机中，在自转速度为48转/min公转速度为1500转/min的条件下搅拌2h制成浆料；(2)采用高速分散机将步骤(1)获得的浆料进行分散，高速分散机在转速为3000～4000转/min的条件下分散浆料，直至浆料粘度达到5000～7000mPa.s；(3)按照80.5～94.5g/㎡的面密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄延新，刘国壮，
申请(专利权)人：广西卓能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45