一种长循环寿命锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂电池技术领域，尤其是指一种长循环寿命锂离子电池及其制备方法。所述长循环寿命锂离子电池包括集流体、正极材料体系和负极材料体系，所述集流体上设有多个的集流体微孔，所述正极材料体系和负极材料体系分别包括添加剂，所述添加剂为高比表面积或具有多微孔结构的碳材料。与现有技术相比，本发明专利技术具有以下效果：本发明专利技术设计合理，通过在集流体上设置多微孔结构可以提高电解液的吸收速度和存储能力，有助于锂离子在电极片两侧的传输，解决大容量锂离子电池体积大，离子传输不均匀导致的电性能一致性问题，同时可降低电池内阻。此外，引入的特殊添加剂可显著增加电池的保液量并提高锂离子电池的导电性，提高锂离子电池循环寿命。循环寿命。循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种长循环寿命锂离子电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池
，尤其是指一种长循环寿命锂离子电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]2017至2020年，我国储能锂电池出货量逐年增长，2020年达到16.2GWh，同比增长70.53％。储能电池下游应用范围广，包括电力系统、通信基站、数据中心、轨道交通等。近年来，在我国新能源发电规模大幅扩大、锂电池成本持续下降推动下，中国电化学储能装机规模一直保持高速增长的趋势，发展潜力巨大。
[0003]电池储能技术是当前研究热点，多种新型电池技术仍在不断推出，以长循环寿命、高安全、低成本及高可靠为发展趋势。近年来，我国电池储能电站的安全性、循环使用寿命、环保性等关键技术指标均得到了大幅提升。本专利技术提供了一种从锂离子电池集流体结构、电池结构、材料体系等方面进行研究，开发出具有长循环寿命的锂离子电池。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种长循环寿命的锂电子及其制备方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种长循环寿命锂离子电池，包括集流体、正极材料体系和负极材料体系，所述集流体上设有多个的集流体微孔，所述正极材料体系和负极材料体系分别包括添加剂，所述添加剂为高比表面积或具有多微孔结构的碳材料，所述碳材料的比表面积大于700m2/g。
[0006]本专利技术的另一技术方案为：一种上述的长循环寿命锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1、集流体基材采用激光打孔方式得到多微孔结构集流体；
[0008]步骤2、按照正极材料体系制浆，得正极浆料；按照负极材料体系制浆，得负极浆料；
[0009]步骤3、将正极浆料与负极浆料分别匀浆后涂覆在多微孔结构集流体上，分别得到正极片和负极片，干燥后正极片和负极片均经过辊压、模切和叠片，然后进行点焊、封装、烘烤、注液、化成、除气、baking、除气、分容、老化、二封，最后制成长循环寿命锂离子电池。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：本专利技术设计合理，通过在集流体上设置多微孔结构可以提高电解液的吸收速度和存储能力，有助于锂离子在电极片两侧的传输，解决大容量锂离子电池体积大，离子传输不均匀导致的电性能一致性问题，同时可降低电池内阻。此外，引入的特殊添加剂可显著增加电池的保液量并提高锂离子电池的导电性，提高锂离子电池循环寿命。
附图说明
[0011]图1是本专利技术具体实施方式的具有多微孔结构的集流体的结构示意图；
[0012]图2是本专利技术实施例提供的一种电池两侧出极耳的叠片体结构示意图；
[0013]图3是采用本专利技术实施例2中的方法制备的锂离子电池充放电循环曲线图；
[0014]标号说明：
[0015]1、集流体微孔；2、集流体基材。
具体实施方式
[0016]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0017]本专利技术提供一种长循环寿命锂离子电池，包括集流体、正极材料体系和负极材料体系，所述集流体上设有多个的集流体微孔，所述正极材料体系和负极材料体系分别包括添加剂，所述添加剂为高比表面积或具有多微孔结构的碳材料，所述碳材料的比表面积大于700m2/g。
[0018]进一步的，上述的长循环寿命锂离子电池中，所述集流体微孔的孔径5μm～50μm，通孔间距10μm～10mm。
[0019]进一步的，上述的长循环寿命锂离子电池中，所述碳材料为多微孔石墨化碳、碳气凝胶或介孔碳材料。
[0020]进一步的，上述的长循环寿命锂离子电池中，所述碳材料在正极材料体系或负极材料体系的质量百分数含量为0.3％～2.0％。
[0021]进一步的，上述的长循环寿命锂离子电池中，所述添加剂替代正极材料体系和负极材料体系中的导电剂SP使用。
[0022]进一步的，上述的长循环寿命锂离子电池中，所述锂离子电池为两侧出极耳。
[0023]进一步的，上述的长循环寿命锂离子电池中，所述集流体的基材为铝箔、涂炭铝箔、铜箔或涂炭铜箔。
[0024]进一步的，上述的长循环寿命锂离子电池中，所述正极材料体系包括磷酸铁锂、导电剂SP、多微孔石墨化碳、碳纳米管和PVDF；所述负极材料体系包括石墨、导电剂SP、多微孔石墨化碳，CMC和SBR。
[0025]本专利技术还提供一种长循环寿命锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
[0026]步骤1、集流体基材采用激光打孔方式得到多微孔结构集流体；
[0027]步骤2、按照正极材料体系制浆，得正极浆料；按照负极材料体系制浆，得负极浆料；
[0028]步骤3、将正极浆料与负极浆料分别匀浆后涂覆在多微孔结构集流体上，分别得到正极片和负极片，干燥后正极片和负极片均经过辊压、模切和叠片，然后进行点焊、封装、烘烤、注液、化成、除气、baking、除气、分容、老化、二封，最后制成长循环寿命锂离子电池。
[0029]从上述描述可知，本专利技术提供了一种新型长循环寿命锂离子电池及其制备方法中，所述锂离子电池的正负极集流体采用激光打孔方式进行打孔；所述锂离子电池正负极材料体系中引入特殊添加剂；所述锂离子电池采用两侧出极耳方式设计电池结构。本专利技术设计合理，通过激光打孔方式在铝箔和铜箔上打孔，可提高电解液的吸收速度、迁移速度、存储能力和锂离子迁移速率；通过在正负极材料体系中引入特殊添加剂可显著提高电芯对电解液的存储能力和导电性；通过在锂离子电池两侧设置极耳，可使充放电时电流、温度分
布更加均匀、提高锂离子电池循环寿命；综上所述，本专利技术技术方案可增加电解液分布均匀性，提高Li
+
的迁移速率，改善电池容量一致性并提高电池的循环性能。
[0030]实施例1
[0031]请参照图1和图2，一种长循环寿命锂离子电池，包括集流体、正极材料体系和负极材料体系，所述图1中从左到右依次为具有微孔结构的正极片集流体和负极片集流体，所述集流体包括集流体基材2和集流体基材上设有的多个的微孔1，所述集流体微孔的孔径10μm，通孔间距500μm。所述集流体的基材为铝箔。
[0032]所述正极材料体系和负极材料体系分别包括添加剂，所述添加剂为多微孔石墨化碳。所述碳材料在正极材料体系或负极材料体系的质量百分数含量为0.3％。所述正极材料体系包括磷酸铁锂、导电剂SP、多微孔石墨化碳(SSA＝700m2/g)、碳纳米管和PVDF；所述负极材料体系包括石墨、导电剂SP、多微孔石墨化碳，CMC和SBR。
[0033]所述长循环寿命锂离子电池为长宽比例大的电池结构，所述极耳位置设在电池极片长边或短边两侧，如长边两侧正对面引出极耳、长边两侧斜对角引出极耳等。所述集流体极耳位置不打孔。所述长循环寿命锂离子电池包括由至少一组正极片和负极片组成的叠片结构，所述正极片和负极片之间设置隔膜，图2是电池两侧出极耳的叠片体结构示意图。
[0034]一种上述长循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长循环寿命锂离子电池，包括集流体、正极材料体系和负极材料体系，其特征在于，所述集流体上设有多个的集流体微孔，所述正极材料体系和负极材料体系分别包括添加剂，所述添加剂为高比表面积或具有多微孔结构的碳材料，所述碳材料的比表面积大于700m2/g。2.根据权利要求1所述的长循环寿命锂离子电池，其特征在于，所述集流体微孔的孔径5μm～50μm，通孔间距10μm～10mm。3.根据权利要求1所述的长循环寿命锂离子电池，其特征在于，所述碳材料为多微孔石墨化碳、碳气凝胶或介孔碳材料。4.根据权利要求1所述的长循环寿命锂离子电池，其特征在于，所述碳材料在正极材料体系或负极材料体系的质量百分数含量为0.3％～2.0％。5.根据权利要求1所述的长循环寿命锂离子电池，其特征在于，所述添加剂替代正极材料体系和负极材料体系中的导电剂SP使用。6.根据权利要求1所述的长循环寿命锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池为两侧出极耳。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿诗鹏，魏佳骏，张筱烨，吴彬杰，杨德财，
申请(专利权)人：福建巨电新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：