一种锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池及其制备方法，该锂离子电池包括电池外壳、正极片、负极片、第一隔膜、第二隔膜和电解液，所述正极片的面密度为400～435g/m

A Lithium Ion Battery and Its Preparation Method

The invention discloses a lithium-ion battery and a preparation method thereof. The lithium-ion battery comprises a battery shell, a positive plate, a negative plate, a first diaphragm, a second diaphragm and an electrolyte. The area density of the positive plate is 400-435 g/m.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及其制备方法
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池因为高工作电压、高能量密度、长循环寿命等突出优点，在新能源汽车用动力电池方面具有广阔应用空间。随着石油资源日益枯竭，环境污染日趋加重，大力发展新能源汽车产业，以减少对化石能源的依赖、减少车辆尾气排放，已成为世界上多数国家的政策共识。与此同时，人们对新能源车用动力锂离子电池的性能也提出了越来越高的要求，现有的18650锂离子电池的能量密度和循环性能亟待需要进一步提升。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池及其制备方法，该锂离子电池的能量密度高、循环性能优良。本专利技术的目的采用如下技术方案实现：一种锂离子电池，包括电池外壳、正极片、负极片、第一隔膜、第二隔膜和电解液，所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液都设于所述电池外壳内，且所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜都浸于所述电解液内，所述负极片位于所述正极片与所述电池外壳之间，所述第一隔膜设于所述正极片与所述负极片之间，所述第二隔膜设于所述电池外壳与所述负极片之间，所述正极片的面密度为400～435g/m2，所述第一隔膜和所述第二隔膜均为单面涂陶瓷微孔聚乙烯隔膜，所述正极片包括正极金属基片和涂覆于所述正极金属基片外的正极涂层，所述正极涂层包括如下重量份数的组分：正极活性物质90.0％～98.5％；正极粘结剂1.0％～1.5％；第一正极导电剂0.4％～0.6％；第二正极导电剂0.4％～0.6％。进一步地，所述正极活性物质的通式为Li[NixCoyAl1-x-y]O2，其中，0.5≤x≤0.88，0.15≤y≤0.3。进一步地，所述Li[NixCoyAl1-x-y]O2为Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2。进一步地，所述正极金属基片的厚度为12μm±5μm，所述正极片的厚度为130μm±12μm；且/或，所述正极金属基片为铝箔片；且/或，所述第一正极导电剂为导电石墨或者导电碳黑；且/或，所述第二正极导电剂为碳纳米管或者碳纤维或者碳纳米管与石墨烯的组合；且/或，所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯或者聚乙烯醇；且/或，所述负极片的宽度大于所述正极片的宽度，所述第一隔膜的宽度和所述第二隔膜的宽度都大于所述负极片的宽度。进一步地，所述电解液包括溶剂、锂盐和添加剂，所述溶剂包括按体积比1:7:1混合的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯，所述锂盐的浓度为1.2mol/L±0.2mol/L，所述添加剂包括占电解液的重量比为1～5％的碳酸亚乙烯酯和占电解液的重量比为10～15％的氟代碳酸乙烯酯；或者，所述溶剂包括按体积比5:8:2混合的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯，所述锂盐的浓度为1.2mol/L±0.2mol/L，所述添加剂包括占电解液的重量比为1～3％的1,3-丙磺内酯和占电解液的重量比为1-5％的氟代碳酸乙烯酯。进一步地，所述负极片包括负极金属基片和涂覆于所述负极金属基片外的负极涂层，所述负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质95.0％～98.0％，负极导电剂0.9％～1.1％，悬浮剂1.2％～1.7％，负极粘结剂1.4％～2.0％。进一步地，所述负极金属基片的厚度为8μm±2μm，所述负极片的厚度为150μm±5μm；且/或，所述负极金属基片为铜箔片；且/或，所述负极活性物质为硅碳石墨；且/或，所述负极导电剂为导电碳黑、碳纳米管中的至少一种；且/或，所述负极粘结剂为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸、海藻酸钠中的至少一种；且/或，所述悬浮剂为羟甲基纤维素钠或羧甲基纤维素钠。本专利技术还提供一种如上所述的锂离子电池的制造方法，包括：分别制备所述电池外壳、所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液，组装所述电池外壳、所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液，所述正极片采用如下步骤制备：正极浆料制备步骤，将所述正极活性物质、所述正极粘结剂、所述第一正极导电剂、所述第二正极导电剂按所述正极涂层中的重量份数比例混合，加入N-甲基吡咯烷酮溶剂混合均匀，得到固含量为35％-50％的正极浆料；正极浆料涂覆步骤，将所述正极浆料涂覆在所述正极金属基片上，制得正极涂覆中间产品；正极浆料干燥固化步骤，将所述正极涂覆中间产品放置于80℃～120℃的环境中进行干燥固化，制得正极固化中间产品；所述负极片采用如下步骤制备：负极浆料制备步骤，按负极涂层中的重量份数比例加入所述负极活性物质、所述负极导电剂、所述负极粘结剂、所述悬浮剂，再加入去离子水后混合均匀，制得固含量40％～50％的负极浆料；负极浆料涂覆步骤，将所述负极浆料涂覆在所述负极金属基片上，制得负极涂覆中间产品；负极浆料干燥固化步骤，将所述负极涂覆中间产品放置于100℃～130℃的环境中进行干燥固化，制得负极固化中间产品；负极片加工步骤，对所述负极固化中间产品依次进行辊压、裁剪加工，制得负极片半成品；负极耳焊接步骤，在所述负极片半成品上焊接负极耳，制得所述负极片。进一步地，所述电池外壳、所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液的组装方式为：将所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜和所述第二隔膜按照第二隔膜、负极片、第一隔膜、正极片的顺序叠加后卷绕成圆柱状极组卷芯，将所述圆柱状极组卷芯装配于所述电池外壳内，制成半成品电芯，将所述半成品电芯烘烤；在所述半成品电芯内注入电解液，然后对所述半成品电芯进行封口，制得半成品电池；将所述半成品电池在30℃～45℃的恒温条件下以先倒置浸润后正放浸润的方式进行浸润活化，然后对所述半成品电池充电化成，制得所述锂离子电池。进一步地，所述正极浆料制备步骤中，所述正极浆料的固含量为40％或45％；且/或，所述负极浆料制备步骤中，所述负极浆料的固含量为45％。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：上述锂离子电池，通过调整正极片面密度，有效地减少了锂离子迁移距离，增加离子迁移速度；第一隔膜和第二隔膜使用单面涂陶瓷微孔聚乙烯隔膜，增加电极对电解液的吸液/饱液量，增强极片的浸润能力，从面提高循环性能；通过电解液、第一隔膜、第二隔膜、正极片和负极片相配合，在高电压条件下，稳定电极/电解液之间的界面，减少电极表面金属离子的溶出和电解液的氧化分解，提升电池的综合性能。本申请得到的锂离子电池具有高电压，工作电压范围为2.75-4.35V，0.5C放电额定容量为5000mAh，0.5C充电0.5C放电300周后容量保持率≥80％，0.5C充电1C放电1000周循环后容量保持率≥80％。附图说明图1是本专利技术实施例提供的锂离子电池的内部结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的正极片在焊接正极耳后的主视结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的正极片在焊接正极耳后的俯视结构示意图。图中：1、正极片；11、正极金属基片；12、正极耳；13、正极涂层；131、正极顶部涂覆层；132、正极底部涂覆层；2、电池外壳；21、镀镍钢壳；22、盖帽；3、负极片；31、负极耳；4、第一隔膜；5、第二隔膜。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括电池外壳、正极片、负极片、第一隔膜、第二隔膜和电解液，所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液都设于所述电池外壳内，且所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜都浸于所述电解液内，所述负极片位于所述正极片与所述电池外壳之间，所述第一隔膜设于所述正极片与所述负极片之间，所述第二隔膜设于所述电池外壳与所述负极片之间，所述正极片的面密度为400～435g/m2，所述第一隔膜和所述第二隔膜均为单面涂陶瓷微孔聚乙烯隔膜，所述正极片包括正极金属基片和涂覆于所述正极金属基片外的正极涂层，所述正极涂层包括如下重量份数的组分：正极活性物质90.0％～98.5％；正极粘结剂1.0％～1.5％；第一正极导电剂0.4％～0.6％；第二正极导电剂0.4％～0.6％。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括电池外壳、正极片、负极片、第一隔膜、第二隔膜和电解液，所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液都设于所述电池外壳内，且所述正极片、所述负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜都浸于所述电解液内，所述负极片位于所述正极片与所述电池外壳之间，所述第一隔膜设于所述正极片与所述负极片之间，所述第二隔膜设于所述电池外壳与所述负极片之间，所述正极片的面密度为400～435g/m2，所述第一隔膜和所述第二隔膜均为单面涂陶瓷微孔聚乙烯隔膜，所述正极片包括正极金属基片和涂覆于所述正极金属基片外的正极涂层，所述正极涂层包括如下重量份数的组分：正极活性物质90.0％～98.5％；正极粘结剂1.0％～1.5％；第一正极导电剂0.4％～0.6％；第二正极导电剂0.4％～0.6％。2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质的通式为Li[NixCoyAl1-x-y]O2，其中，0.5≤x≤0.88，0.15≤y≤0.3。3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述Li[NixCoyAl1-x-y]O2为Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2。4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极金属基片的厚度为12μm±5μm，所述正极片的厚度为130μm±12μm；且/或，所述正极金属基片为铝箔片；且/或，所述第一正极导电剂为导电石墨或者导电碳黑；且/或，所述第二正极导电剂为碳纳米管或者碳纤维或者碳纳米管与石墨烯的组合；且/或，所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯或者聚乙烯醇；且/或，所述负极片的宽度大于所述正极片的宽度，所述第一隔膜的宽度和所述第二隔膜的宽度都大于所述负极片的宽度。5.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解液包括溶剂、锂盐和添加剂，所述溶剂包括按体积比1:7:1混合的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯，所述锂盐的浓度为1.2mol/L±0.2mol/L，所述添加剂包括占电解液的重量比为1～5％的碳酸亚乙烯酯和占电解液的重量比为10～15％的氟代碳酸乙烯酯；或者，所述溶剂包括按体积比5:8:2混合的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯，所述锂盐的浓度为1.2mol/L±0.2mol/L，所述添加剂包括占电解液的重量比为1～3％的1,3-丙磺内酯和占电解液的重量比为1-5％的氟代碳酸乙烯酯。6.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极片包括负极金属基片和涂覆于所述负极金属基片外的负极涂层，所述负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质95.0％～98.0％，负极导电剂0.9％～1.1％，悬浮剂1.2％～1.7％，负极粘结剂1.4％～2.0％。7.如权利要求6所述的锂离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，杨斌，黄国文，
申请(专利权)人：深圳市卓能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44