锂离子电池及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池及制备方法。该锂离子电池包括：正极、负极、隔膜和电解液，正极和负极被隔膜隔开，正极、负极和隔膜封装在密闭空间中，电解液填充在密闭空间内，正极包括正极活性物质，正极活性物质包括镍钴锰三元材料，镍钴锰三元材料中镍的物质的量的百分比为50‑60％，负极包括负极活性物质，负极活性物质包括石墨，石墨的石墨化度为91‑94％，OI值为6‑7，电解液包括锂盐、溶剂和添加剂，锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和丙酸丙酯，添加剂包括二氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、三(三甲基硅烷)硼酸酯、碳酸亚乙烯酯和丁二腈。该锂离子电池具有高安全性、低成本、长使用寿命以及优良的使用性能。

Lithium-ion batteries and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池及制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，特别涉及一种锂离子电池及制备方法。
技术介绍
清洁能源具有绿色、环保、可持续发展等优点，新能源作为清洁能源的代表是第三次工业革命的重要支柱。储能电池作为新能源的重要角色，在大规模能源存储、户用储能、商用储能以及动力存储等各个领域均有广泛的应用需求与前景。在所有的储能电池中，电化学存储是应用最为广泛的一种，而其中又以锂金属元素与钠金属元素的使用最为普遍，典型的代表是锂离子电池与钠离子电池，目前商用的以锂离子电池为主。高安全、低成本、长使用寿命等是储能电池的关键指标，也是阻碍储能电池发展的主要瓶颈因素。目前储能锂离子电池各有不同，如外部壳体材料有硬质铝合金壳、软质铝塑膜等，外形尺寸以及外部形状也千差万别，材料体系有三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池等。然而专利技术人发现，目前的储能锂离子电池仍不能很好的平衡满足储能电池对安全、成本、使用寿命等的需求，储能电池安全事故频发，储能电池价格居高不下、使用寿命较短等，严重阻碍了储能电池的发展。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种锂离子电池，该锂离子电池能够很好的平衡储能电池对安全、成本、使用寿命等的要求，使得该锂离子电池具有高安全性、低成本、长使用寿命以及优良的使用性能，能够很好的满足各应用领域以及市场对储能电池的需求。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种锂离子电池，所述锂离子电池包括：正极、负极、隔膜以及电解液，所述正极和所述负极被所述隔膜隔开，且所述正极、所述负极以及所述隔膜封装在密闭空间中，所述电解液填充在所述密闭空间内，其中，所述正极包括正极活性物质，所述正极活性物质包括镍钴锰三元材料，所述镍钴锰三元材料中镍的物质的量的百分比为50-60％，所述负极包括负极活性物质，所述负极活性物质包括石墨，所述石墨的石墨化度为91-94％，所述石墨的OI值为6-7，所述电解液包括锂盐、溶剂以及添加剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂以及双氟磺酰亚胺锂，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯以及丙酸丙酯，所述添加剂包括二氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、三(三甲基硅烷)硼酸酯、碳酸亚乙烯酯以及丁二腈。进一步地，所述锂离子电池进一步包括：壳体，所述正极、所述负极、所述隔膜以及所述电解液封装在所述壳体中，所述壳体为硬质壳体，构成所述壳体的材料包括铝合金以及不锈钢的至少之一。进一步地，所述壳体的厚度为50-60mm。进一步地，所述正极进一步包括导电剂以及粘结剂，所述正极中所述正极活性物质的质量百分比为90-99％，所述导电剂的质量百分比为0.5-5％，所述粘结剂的质量百分比为0.5-5％，所述负极进一步包括导电剂、增稠剂以及粘结剂，所述负极中所述负极活性物质的质量百分比为85-98.5％，所述导电剂的质量百分比为0.5-5％，所述增稠剂的质量百分比为0.5-5％，所述粘结剂的质量百分比为0.5-5％。进一步地，所述锂盐中所述六氟磷酸锂的浓度为1.04-1.06mol/L，所述双氟磺酰亚胺锂的浓度为0.09-0.11mol/L，所述溶剂中所述碳酸乙烯酯的质量百分比为18-22％，所述碳酸甲乙酯的质量百分比为38-42％，所述碳酸二甲酯的质量百分比为18-22％，所述丙酸丙酯的质量百分比为18-22％，所述添加剂的质量占所述锂盐以及所述溶剂的总质量的百分比分别为：所述二氟磷酸锂为0.9-1.1％，所述双草酸硼酸锂为0.4-0.6％，所述三(三甲基硅烷)硼酸酯为0.4-0.6％，所述碳酸亚乙烯酯为1.9-2.1％，所述丁二腈为0.4-0.6％。进一步地，所述锂离子电池进一步包括：正极极柱以及负极极柱，所述正极极柱与所述正极的极耳连接，所述负极极柱与所述负极的极耳连接，所述正极极柱以及所述负极极柱延伸至所述壳体的外部；盖板，所述盖板设置在所述壳体的顶部，且与贯穿所述盖板的所述正极极柱、所述负极极柱连接。相对于现有技术，本专利技术所述的锂离子电池具有以下优势：本专利技术所述的锂离子电池通过对正极活性物质中镍的物质的量百分数进行调节，以及对负极活性物质石墨的石墨化度、OI值进行调节，并使用特定的电解液，使得该锂离子电池能够很好的平衡储能电池对安全、成本、使用寿命等的要求，使得该锂离子电池具有高安全性、低成本、长使用寿命以及优良的使用性能，能够很好的满足各应用领域以及市场对储能电池的需求。本专利技术的另一目的在于提出一种制备锂离子电池的方法，该方法通过对正极活性物质、负极活性物质以及电解液进行有效的设计，使得利用该方法获得的锂离子电池能够很好的平衡储能电池对安全、成本、使用寿命等的要求，使得该锂离子电池具有高安全性、低成本、长使用寿命以及优良的使用性能，能够很好的满足各应用领域以及市场对储能电池的需求。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种制备锂离子电池的方法，所述方法包括：制备正极浆料以及负极浆料，所述正极浆料包括正极活性物质，所述正极活性物质包括镍钴锰三元材料，所述镍钴锰三元材料中镍的物质的量的百分比为50-60％，所述负极浆料包括负极活性物质，所述负极活性物质包括石墨，所述石墨的石墨化度为91-94％，所述石墨的OI值为6-7；利用所述正极浆料以及所述负极浆料制备正极以及负极，并将所述正极、所述负极以及隔膜封装在密闭空间中，所述正极和所述负极被所述隔膜隔开；制备电解液，所述电解液包括锂盐、溶剂以及添加剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂以及双氟磺酰亚胺锂，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯以及丙酸丙酯，所述添加剂包括二氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、三(三甲基硅烷)硼酸酯、碳酸亚乙烯酯以及丁二腈；在所述密闭空间内注入所述电解液，获得所述锂离子电池。进一步地，所述方法包括：将所述正极浆料涂布在铝箔的正反面，经辊压、模切、烘烤后获得所述正极；将所述负极浆料涂布在铜箔的正反面，经辊压、模切、烘烤后获得所述负极；将所述正极、所述负极与所述隔膜组成电芯，将所述正极的极耳与正极极柱连接，将所述负极的极耳与负极极柱连接，将盖板与贯穿所述盖板的所述正极极柱以及所述负极极柱进行连接，获得由所述盖板与所述电芯构成的连接体，并将所述连接体装入壳体中；在所述壳体中注入所述电解液，获得电池初品；将所述电池初品进行静置处理、化成处理、二次注入所述电解液、封口处理以及分容处理，以获得所述锂离子电池。进一步地，所述锂盐中所述六氟磷酸锂的浓度为1.04-1.06mol/L，所述双氟磺酰亚胺锂的浓度为0.09-0.11mol/L，所述溶剂中所述碳酸乙烯酯的质量百分比为18-22％，所述碳酸甲乙酯的质量百分比为38-42％，所述碳酸二甲酯的质量百分比为18-22％，所述丙酸丙酯的质量百分比为18-22％，所述添加剂的质量占所述锂盐以及所述溶剂的总质量的百分比分别为：所述二氟磷酸锂为0.9-1.1％，所述双草酸硼酸锂为0.4-0.6％，所述三(三甲基硅烷)硼酸酯为0.4-0.6％，所述碳酸亚乙烯酯为1.9-2.1％，所述丁二腈为0.4-0.6％。进一步地，所述化成处理包括：对所述电池初品0.02C恒流充电0.5h，0.05C恒流充电4h，以及0.2C恒流充电4h，其中，所述化成处理的温度为45℃，负压力为-70±3KPa；任选的，所述分容处理包括：(1)将经所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括：正极、负极、隔膜以及电解液，所述正极和所述负极被所述隔膜隔开，且所述正极、所述负极以及所述隔膜封装在密闭空间中，所述电解液填充在所述密闭空间内，其中，所述正极包括正极活性物质，所述正极活性物质包括镍钴锰三元材料，所述镍钴锰三元材料中镍的物质的量的百分比为50‑60％，所述负极包括负极活性物质，所述负极活性物质包括石墨，所述石墨的石墨化度为91‑94％，所述石墨的OI值为6‑7，所述电解液包括锂盐、溶剂以及添加剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂以及双氟磺酰亚胺锂，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯以及丙酸丙酯，所述添加剂包括二氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、三(三甲基硅烷)硼酸酯、碳酸亚乙烯酯以及丁二腈。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括：正极、负极、隔膜以及电解液，所述正极和所述负极被所述隔膜隔开，且所述正极、所述负极以及所述隔膜封装在密闭空间中，所述电解液填充在所述密闭空间内，其中，所述正极包括正极活性物质，所述正极活性物质包括镍钴锰三元材料，所述镍钴锰三元材料中镍的物质的量的百分比为50-60％，所述负极包括负极活性物质，所述负极活性物质包括石墨，所述石墨的石墨化度为91-94％，所述石墨的OI值为6-7，所述电解液包括锂盐、溶剂以及添加剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂以及双氟磺酰亚胺锂，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯以及丙酸丙酯，所述添加剂包括二氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、三(三甲基硅烷)硼酸酯、碳酸亚乙烯酯以及丁二腈。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，进一步包括：壳体，所述正极、所述负极、所述隔膜以及所述电解液封装在所述壳体中，所述壳体为硬质壳体，构成所述壳体的材料包括铝合金以及不锈钢的至少之一。3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述壳体的厚度为50-60mm。4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极进一步包括导电剂以及粘结剂，所述正极中所述正极活性物质的质量百分比为90-99％，所述导电剂的质量百分比为0.5-5％，所述粘结剂的质量百分比为0.5-5％，所述负极进一步包括导电剂、增稠剂以及粘结剂，所述负极中所述负极活性物质的质量百分比为85-98.5％，所述导电剂的质量百分比为0.5-5％，所述增稠剂的质量百分比为0.5-5％，所述粘结剂的质量百分比为0.5-5％。5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐中所述六氟磷酸锂的浓度为1.04-1.06mol/L，所述双氟磺酰亚胺锂的浓度为0.09-0.11mol/L，所述溶剂中所述碳酸乙烯酯的质量百分比为18-22％，所述碳酸甲乙酯的质量百分比为38-42％，所述碳酸二甲酯的质量百分比为18-22％，所述丙酸丙酯的质量百分比为18-22％，所述添加剂的质量占所述锂盐以及所述溶剂的总质量的百分比分别为：所述二氟磷酸锂为0.9-1.1％，所述双草酸硼酸锂为0.4-0.6％，所述三(三甲基硅烷)硼酸酯为0.4-0.6％，所述碳酸亚乙烯酯为1.9-2.1％，所述丁二腈为0.4-0.6％。6.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，进一步包括：正极极柱以及负极极柱，所述正极极柱与所述正极的极耳连接，所述负极极柱与所述负极的极耳连接，所述正极极柱以及所述负极极柱延伸至所述壳体的外部；盖板，所述盖板设置在所述壳体的顶部，且与贯穿所述盖板的所述正极极柱、所述负极极柱连接。7.一种制备锂离子电池的方法，其特征在于，所述方法包括：制备正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥哲，王洪伟，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32