一种锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池，其特征在于，所述正极的单面涂覆面密度为23－50mg/cm2，所述负极的单面涂覆面密度为14－30mg/cm2，所述正极包括正极活性物质，其中所述正极活性物质的颗粒排布取向一致且均与所述正极的极片厚度方向的夹角不大于30度。本发明专利技术提供的锂离子电池，能显著提升电池能量密度。能显著提升电池能量密度。能显著提升电池能量密度。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有比能量高、循环寿命长、安全性好以及环境友好性而被广泛应用于数码电子、储能以及电动车产品上。由于对于产品轻薄化需求，要求电池具有越来越高的能量密度。但是，由于石墨的克容量和压实已经达到极限，常规石墨体系电池的能量密度很难再得到大的提升。
[0003]现有技术中，为了获得更高的能量密度，业内会采用厚涂布工艺，将锂离子电池膜片做厚，使单位面积的膜片重量增加，从而降低铜铝箔和隔膜的用量。但是采用厚涂布工艺，膜片涂厚之后的离子电导率会显著降低，导致电池容量发挥偏低，从而导致能量密度优势不明显。
[0004]因此，如何使得厚膜片的锂离子电池的电能量密度提升是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种锂离子电池，能显著提升厚膜片电池能量密度。
[0006]一种锂离子电池，包括正极和负极，其特征在于，所述正极的单面涂覆面密度为23－50mg/cm2，所述负极的单面涂覆面密度为14－30mg/cm2，所述正极包括正极活性物质，其中所述正极活性物质的颗粒排布取向一致且均与所述正极的极片厚度方向的夹角不大于30度。
[0007]上述的锂离子电池，优选地，所述负极包括负极活性物质，其中所述负极活性物质颗粒排布取向一致且均与所述负极的极片厚度方向的夹角不大于30度。
[0008]上述的锂离子电池，优选地，所述正极活性物质材料为钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸钴锂、镍锰酸锂以及镍钴锰铝酸锂中的至少一种。
[0009]上述的锂离子电池，优选地，所述正极还包括第一导电剂，所述第一导电剂为碳纳米管、石墨烯、碳纤维、导电石墨以及碳黑中的至少一种。
[0010]上述的锂离子电池，优选地，所述正极还包括第一粘结剂，所述第一粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯以及聚酰亚胺中的至少一种。
[0011]上述的锂离子电池，优选地，所述正极活性物质的质量份为95～98，所述第一导电剂的质量份为1～2.5，所述第一粘结剂的质量份为1～2.5。
[0012]上述的锂离子电池，优选地，所述负极活性物质为石墨或硅碳。
[0013]上述的锂离子电池，优选地，所述负极还包括第二导电剂，所述第二导电剂为碳纳米管、石墨烯、碳纤维、导电石墨以及碳黑中的至少一种。
[0014]上述的锂离子电池，优选地，所述负极还包括第二粘结剂，所述第二粘结剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、丁苯橡胶、聚丙烯酸以及聚丙烯腈中的至少一种。
[0015]上述的锂离子电池，优选地，所述负极活性物质的质量份为94－97，所述第二导电剂的质量份为1－2，所述第二粘结剂的质量份为2－4。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]本专利技术提供的锂电池，其具有大的涂覆膜密度，其正极的单面涂覆面密度为23－50mg/cm2，负极的单面涂覆面密度为14－30mg/cm2，本专利技术提供的锂电池通过使正极活性物质颗粒的取向一致、分别与正极极片的厚度方向的夹角不大于30度(其中包括平行)，显著缩短锂离子的传导路程，从而显著提升极片的离子电导率或动力学特性。保证极片在大的涂覆面密度下依然具有较好的离子电导率，改善了常规厚涂布下的离子电导率低，克容量发挥偏低的缺陷，从而可以显著提升电池能量密度。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的锂电池的正极或负极的活性物质颗粒排布取向示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例一提供的A组电池和B组电池的充电曲线图；
[0021]图3为本专利技术实施例一提供的A组电池和B组电池的放电曲线图；
[0022]图4为本专利技术实施例一提供的A组电池和B组电池倍率放电的曲线对比图；
[0023]图5为本专利技术实施例一提供的A组电池和B组电池的放电倍率性能对比相关数据。
具体实施方式
[0024]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0026]本专利技术实施例提供的一种锂离子电池，包括正极和负极，所述正极的单面涂覆面密度为23－50mg/cm2，所述负极的单面涂覆面密度为14－30mg/cm2，所述正极包括正极活性物质，其中所述正极活性物质的颗粒排布取向一致且均与所述正极的极片厚度方向的夹角不大于30度(包括平行)。
[0027]本专利技术实施例提供的一种锂离子电池，优选地，所述负极包括负极活性物质，其中所述负极活性物质颗粒排布取向一致且均与所述负极的极片厚度方向的夹角不大于30度(包括平行)。负极活性物质颗粒或正极活性物质颗粒排布如图1所示，其中a表示负极活性物质颗粒或正极活性物质颗粒。
[0028]为了实现颗粒取向一致的目的，通常采用在极片涂布时施加强磁场，从而使活性材料的颗粒取向一致。
[0029]现有技术中，为了获得更高的能量密度，业内会采用厚涂布工艺，将膜片做厚，使单位面积的膜片重量增加，从而降低铜铝箔和隔膜的用量。但是采用厚膜片工艺，膜片涂厚之后的离子电导率会显著降低，导致电池容量发挥偏低，从而导致能量密度优势不明显。
[0030]而本专利技术实施例提供的锂电池，其具有大的涂覆膜密度，其正极的单面涂覆面密度为23－50mg/cm2，负极的单面涂覆面密度为14－30mg/cm2，其正负极活性物质颗粒的取向一致，且相应与正极或负极极片的厚度方向平行，可以显著缩短锂离子的传导路程，从而显著提升极片的离子电导率或动力学特性。这样，能保证极片在大的涂覆面密度下依然具有较好的离子电导率，因此改善了常规厚涂布下的离子电导率低，克容量发挥偏低的缺陷，从而可以显著提升电池能量密度。
[0031]本专利技术实施例提供的锂离子电池，正极活性物质材料为钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸钴锂、镍锰酸锂以及镍钴锰铝酸锂中的至少一种。
[0032]本专利技术实施例提供的锂离子电池，正极还包括第一导电剂，第一导电剂为碳纳米管、石墨烯、碳纤维、导电石墨以及碳黑中的至少一种。
[0033]本专利技术实施例提供的锂离子电池，正极还包括第一粘结剂，第一粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯以及聚酰亚胺中的至少一种。
[0034]本专利技术实施例提供的锂离子电池，正极活性物质的质量份为95～98，第一导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括正极和负极，其特征在于，所述正极的单面涂覆面密度为23－50mg/cm2，所述负极的单面涂覆面密度为14－30mg/cm2，所述正极包括正极活性物质，其中所述正极活性物质的颗粒排布取向一致且均与所述正极的极片厚度方向的夹角不大于30度。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极包括负极活性物质，其中所述负极活性物质颗粒排布取向一致且均与所述负极的极片厚度方向的夹角不大于30度。3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质材料为钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸钴锂、镍锰酸锂以及镍钴锰铝酸锂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极还包括第一导电剂，所述第一导电剂为碳纳米管、石墨烯、碳纤维、导电石墨以及碳黑中的至少一种。5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述正...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雄文，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：