一种锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池及其制备方法，所述锂离子电池包括正极、负极和隔膜，所述正极采用的正极活性物质为D50为5μm

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]现代的电动车对锂离子电池的续航能力提出越来越高的要求，促使锂离子电池向着高能量密度，大倍率充放电的方向发展。而高容量锂离子电池大倍率放电时的发热问题一直困扰着锂电池行业，出于安全和使用的稳定性考虑，会对大倍率放电的单体锂离子电池的温升有一定的要求。
[0003]CN208655731U公开了一种具有散热装置的电池包，其包括至少一个电池模组、箱体和散热装置，电池模组设置于箱体内，散热装置设置于电池模组与箱体之间，散热装置包括第一散热件和第二散热件，第一散热件沿电池模组的长度方向设置于电池模组的两侧，第二散热件连接第一散热件以形成循环散热回路，有效地利用了箱体的内部空间，提高了空间的利用率，借助于箱体同外界接触面积大的特性，第一散热通道和第二散热通道形成的散热回路能够及时快速的将各电池模组中的热量传递至外界，改善了电池包的散热性能。CN110400990A公开了一种电池温度控制方法，所述电池温度控制方法包括获取环境温度对应的第一检测信号，并检测第一检测信号是否与第一预设信号匹配；当第一检测信号与第一预设信号匹配时，获取电池温度对应的第二检测信号，并检测第二检测信号是否与第二预设信号匹配；当第二检测信号与第二预设信号匹配时，开启加热电路。检测第一检测信号与第一预设信号的匹配情况，当第一检测信号与第一预设信号匹配时，表明环境温度较低，此时继续检测第二检测信号与第二预设信号的匹配情况，当第二检测信号与第二预设信号匹配时，表明电池温度较低，则开启加热电路为电池进行加热，使得电池的温度上升，确保了电池在低温度环境下正常充放电；上述方案仅通过外部散热装置控制电池的温升，并未对电池自身产热温升进行研究；
[0004]因此，开发一种在高容量大倍率充放电过程中具有低温升特点的锂离子电池及其制备方法仍具有重要意义。

技术实现思路

[0005]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，所述锂离子电池包括正极、负极和隔膜，所述正极采用的正极活性物质为D50为5
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7μm的三元材料，并采用微孔铝箔作为正极集流体；本专利技术所述锂离子电池的正极采用上述特定组成和结构，其能明显改善锂离子电池的循环性能，同时降低高容量锂离子电池大倍率放电的温升，延长锂离子电池的使用寿命。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极和隔膜，所述正极采用的正极活性物质为D50为5μm
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7μm，例如5.2μm、5.5μm、5.8μm、6μm、6.2μm、6.5μm或6.8μm等，的三元材料，正极集流体为微孔铝箔。
[0008]本专利技术所述锂离子电池的正极采用上述特定粒径的三元材料并结合微孔铝箔作为集流体，锂离子的扩散路径转化为立体全方位穿透，且增大了微孔铝箔与正极活性物质的接触面积，缩短了锂离子迁移半径，提高了导电效率，改善了锂离子电池的循环性能，同时，其能有效降低高容量锂离子电池大功率放电的温升，延长电池的使用寿命。
[0009]优选地，所述微孔铝箔的孔的总面积占比为10％
‑
25％，例如10％、12％、15％、17％、18％、20％、22％或25％等，优选为17％。
[0010]优选地，所述微孔铝箔的孔的形状为圆形。
[0011]优选地，所述微孔铝箔的孔的直径为10μm
‑
50μm，例如10μm、20μm、30μm、40μm或50μm等，优选为35μm。
[0012]优选地，所述微孔铝箔的厚度为12μm
‑
18μm，例如12μm、13μm、14μm、15μm、16μm或18μm等。
[0013]优选地，所述三元材料为镍钴锰酸锂。
[0014]优选地，所述负极包括负极集流体和位于所述负极集流体表面的负极活性物质层。
[0015]优选地，所述负极集流体的厚度为8μm
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12μm，例如8μm、9μm、9.5μm、10μm、11μm或12μm等。
[0016]本专利技术所述锂离子电池中结合正极的上述材料选择，将负极集流体的厚度设置在上述范围内，进而增加了锂离子电池的电导率，降低了电池内部的阻抗，同时降低了高容量锂离子电池大倍率放电的温升。
[0017]优选地，所述负极集流体为铜箔。
[0018]优选地，所述负极的面密度为12g/m2‑
16g/m2，例如12g/m2、13g/m2、14g/m2、15g/m2或16g/m2等。
[0019]优选地，所述负极活性物质层中包含负极活性物质、第一粘结剂、第二粘结剂和导电剂，所述第一粘结剂为羧甲基纤维素钠，所述第二粘结剂为丁苯橡胶。
[0020]优选地，所述负极活性物质为活性石墨或活性石墨中的至少一种。
[0021]优选地，所述负极中的导电剂包括导电炭黑和碳纳米管。
[0022]优选地，所述负极中负极活性物质、第一粘结剂、第二粘结剂和导电剂的质量比为95.3：(1.1
‑
1.3)：(1.5
‑
2.0)：(1.4
‑
2.0)。
[0023]优选地，所述正极的面密度为24g/m2‑
30g/m2，例如24g/m2、25g/m2、26g/m2、27g/m2、28g/m2或30g/m2等。
[0024]本专利技术所述锂离子电池的正极的面密度设置在上述范围内，其能降低高容量锂离子电池放电过程产生的温升，延长锂离子电池的使用寿命。
[0025]优选地，所述正极包括位于所述正极集流体表面的正极活性物质层。
[0026]优选地，所述正极活性物质层中包括正极活性物质、粘结剂和导电剂。
[0027]优选地，所述正极活性物质、粘结剂和导电剂的质量比为97.9：(1.0～1.2)：(1.0～1.2)。
[0028]优选地，所述正极中的粘结剂包括聚偏氟乙烯。
[0029]优选地，所述正极中的导电剂包括碳纳米管。
[0030]优选地，所述正极活性物质层中还包括添加剂，所述添加剂包括碳酸锂。
[0031]优选地，以所述正极活性物质层的质量为100％计，所述添加剂的质量百分含量为0.3％
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0.5％，例如0.3％、0.4％或0.5％等。
[0032]第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述的锂离子电池的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0033](1)制备正极浆料和负极浆料；
[0034](2)将正极浆料涂覆在微孔铝箔上，得到正极；
[0035](3)将负极浆料涂覆在负极集流体上，得到负极；
[0036](4)将步骤(2)中的负极、步骤(3)中的正极和隔膜经卷绕得到极组，之后经后处理，得到锂离子电池；
[0037]其中，正极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极、负极和隔膜，所述正极采用的正极活性物质为D50为5μm
‑
7μm的三元材料，正极集流体为微孔铝箔。2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述微孔铝箔的孔的总面积占比为10％
‑
25％，优选为17％；优选地，所述微孔铝箔的孔的形状为圆形；优选地，所述微孔铝箔的孔的直径为10μm
‑
50μm，优选为35μm；优选地，所述微孔铝箔的厚度为12μm
‑
18μm。3.如权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极包括负极集流体和位于所述负极集流体表面的负极活性物质层；优选地，所述负极集流体的厚度为8μm
‑
12μm；优选地，所述负极集流体为铜箔；优选地，所述负极的面密度为12g/m2‑
16g/m2；优选地，所述负极活性物质层中包含负极活性物质、第一粘结剂、第二粘结剂和导电剂，所述第一粘结剂为羧甲基纤维素钠，所述第二粘结剂为丁苯橡胶；优选地，所述负极中负极活性物质、第一粘结剂、第二粘结剂和导电剂的质量比为95.3:(1.1
‑
1.3):(1.5
‑
2.0):(1.4
‑
2.0)。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极的面密度为24g/m2‑
30g/m2。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括位于所述正极集流体表面的正极活性物质层；优选地，所述正极活性物质层中包括正极活性物质、粘结剂和导电剂；优选地，所述正极活性物质、粘结剂和导电剂的质量比为97.9:(1.0～1.2):(1.0～1.2)；优选地，所述正极活性物质层中还包括添加剂，所述添加剂包括碳酸锂；优选地，以所述正极活性物质层的质量为100％计，所述添加剂的质量百分含量为0.3％
‑
0.5％。6.如权利要求1
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5任一项所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)制备正极浆料和...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢诗娜，楼晨阳，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：