一种锂离子电池制造技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池。本发明专利技术提供的锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括三正硼酸戊酯，所述添加剂的用量为所述电解液质量的0.05‑0.3％。本发明专利技术通过向所述电解液中加入特定的三正硼酸戊酯添加剂，并控制所述添加剂的用量为所述电解液质量的0.05‑0.3％，可提高电池的循环性能和高温搁置性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池
本专利技术涉及电池
，具体涉及一种锂离子电池。
技术介绍
随着电子和能源技术的不断发展，人们对CO2及汽车尾气排放的关注不断加大，电动汽车成为未来的发展趋势。作为电动汽车的核心部件之一，锂离子电池的研究和应用备受人们关注。现有锂离子电池一般采用环状碳酸酯和/或链状碳酸酯的混合溶液作为电解液溶剂。在电池循环与存储过程中，溶剂会与电极材料的活性表面发生不可逆的氧化还原反应，从而导致电池性能下降。因此一般都在电解液中添加成膜添加剂，使其在电极表面形成保护膜从而阻止溶剂与电极的反应，提升循环性能。虽然现有的成膜添加剂种类有很多，如碳酸亚乙烯酯等，其可在电极表面形成保护膜。但是现有成膜添加剂在电极表面形成保护膜的稳定性不足，在高温充放电循环和高温搁置时，部分保护膜的成分会发生分解，从而失去保护作用，使之溶剂与电极发生反应被消耗，进而造成电池性能下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中成膜添加剂无法在电极表面形成稳定的保护膜，从而影响电池的循环性能和高温搁置性能的问题，进而提供了一种锂离子电池。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括三正硼酸戊酯，所述添加剂的用量为所述电解液质量的0.05-0.3％。优选的，所述添加剂还包括对甲基苯磺酰甲基异腈。优选的，所述三正硼酸戊酯和所述对甲基苯磺酰甲基异腈的质量比为1:0.5-1.5。优选的，所述三正硼酸戊酯和所述对甲基苯磺酰甲基异腈的质量比为1:1.1。优选的，所述锂盐的用量为所述电解液质量的0.5-1.0％。优选的，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB中的一种或多种；所述有机溶剂选自碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯中的一种或多种。优选的，所述负极极片包括负极集流体及依次层叠设置于所述负极集流体表面的含碳导电涂层和活性材料层，所述含碳导电涂层中的材料为石墨烯；所述石墨烯通过化学气相沉积法在所述负极集流体表面形成所述含碳导电涂层。在本专利技术中，所述化学气相沉积法为本领域常规制备方法。本专利技术通过化学气相沉积法在所述负极集流体表面形成所述含碳导电涂层的步骤包括：将负极集流体放入到反应室内进行化学气相沉积，在反应室内的温度达到810℃时，通入C2H2含量为8％的Ar/C2H2混合气体，并保温0.5h，保温结束后得到表面含有含碳导电涂层的负极集流体。优选的，所述活性材料层包括负极活性物质、粘结剂和导电剂，所述负极活性物质选自人造石墨、天然石墨和碳化硅中的一种或几种；所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、羧甲基纤维素纳、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚中的一种或几种；所述导电剂选自导电炭黑、片层石墨、碳纤维中的一种或几种。优选的，所述负极集流体为铜箔或铝箔。优选的，所述正极极片包括正极活性物质，所述正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂、镍钴酸锂、镍酸锂中的一种或几种。本专利技术的有益效果：1)本专利技术提供的锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，通过向所述电解液中加入特定的三正硼酸戊酯添加剂，并控制所述添加剂的用量为所述电解液质量的0.05-0.3％，所述三正硼酸戊酯在电池首次充放电的过程中有助于在电极材料表面形成一层稳定的氧化膜，从而可抑制电解液与电极活性物质接触，进而显著提高电池的循环性能和高温搁置性能。2)本专利技术提供的锂离子电池，进一步的，所述添加剂还包括对甲基苯磺酰甲基异腈。本专利技术添加对甲基苯磺酰甲基异腈，通过对甲基苯磺酰甲基特有的空间结构与异腈基相互作用，同时与三正硼酸戊酯的相互配合，更利于在电极材料表面形成稳定氧化膜，从而有利于提高电池的循环性能和高温搁置性能。进一步的，所述三正硼酸戊酯和所述对甲基苯磺酰甲基异腈的质量比为1:0.5-1.5，专利技术人经过大量的研究发现，在此特定比例下，对电池的循环性能和高温搁置性能效果的提升更为显著。3)本专利技术提供的锂离子电池，进一步的，所述含碳导电涂层中的材料为石墨烯；所述石墨烯通过化学气相沉积法在所述负极集流体表面形成所述含碳导电涂层。本专利技术通过化学气相沉积法在所述负极集流体表面形成所述含碳导电涂层，相比于现有湿法涂布技术，其操作简单，制备周期短，制备的含碳导电涂层均匀。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。实施例1本实施例提供一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，所述负极极片包括负极集流体及依次层叠设置于所述负极集流体表面的含碳导电涂层和活性材料层，所述活性材料层包括负极活性物质；其中，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂为三正硼酸戊酯，所述添加剂的用量为所述电解液质量的0.05％；所述锂盐为LiPF6，所述有机溶剂为碳酸二甲酯，所述锂盐的用量为所述电解液质量的1.0％；负极活性物质为人造石墨，负极集流体为铜箔，并且通过化学气相沉积法在铜箔表面形成一层石墨烯层(即含碳导电涂层)，该石墨烯层的厚度为20nm，负极导电剂为导电炭黑，负极粘结剂为羧甲基纤维素纳；正极活性物质选用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，正极导电剂为导电炭黑，正极集流体为铝箔；隔膜为聚乙烯表面涂覆陶瓷，平均孔隙率为47％；电池采用端面焊结构，铝塑膜包装。上述锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：(1)正极极片的制备：将聚偏氟乙烯和NMP(N-甲基吡咯烷酮)按质量比4:96加入到搅拌机中，搅拌速度为40rpm，搅拌1.5h；搅拌结束，向其中加入导电炭黑(导电剂)，搅拌速度为40rpm，搅拌2h；加入LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，搅拌速度为30rpm，搅拌2h；搅拌结束，将获得的浆料过150目筛网，涂覆在铝箔上，控制单面面密度为7.5mg/cm2，并辊压至82μm；其中正极活性物质、导电剂和聚偏氟乙烯的质量比为96.5:2:1.5；(2)负极极片的制备：将CMC(羧甲基纤维素钠)和纯水按质量比1:80加入到搅拌机中，搅拌速度为30rpm，搅拌2h；加入导电炭黑(导电剂)，搅拌速度为35rpm，搅拌2h；加入负极活性物质人造石墨，搅拌速度为30rpm，搅拌3h；搅拌结束，将获得的浆料过120目筛网，涂覆在表面覆有石墨烯层的铜箔上，控制单面面密度为4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括三正硼酸戊酯，所述添加剂的用量为所述电解液质量的0.05-0.3％。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括三正硼酸戊酯，所述添加剂的用量为所述电解液质量的0.05-0.3％。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂还包括对甲基苯磺酰甲基异腈。


3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述三正硼酸戊酯和所述对甲基苯磺酰甲基异腈的质量比为1:0.5-1.5。


4.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述三正硼酸戊酯和所述对甲基苯磺酰甲基异腈的质量比为1:1.1。


5.根据权利要求1-4任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐的用量为所述电解液质量的0.5-1.0％。


6.根据权利要求1-5任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB中的一种或多种；
所述有机溶剂选自碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯中的一种或多种。

【专利技术属性】
技术研发人员：汪小知，龙照，卢文成，
申请(专利权)人：苏州微木智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32