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，包括：卷绕设置的正极片和负极片，正极片包括正极集流体以及设在正极集流体表面的正极活性物质层，负极片包括负极集流体以及设在负极集流体表面的负极活性物质层；正极活性物质层和负极活性物质层均包括碳酸丙烯酯，且单位质量正极活性物质层中碳酸丙烯酯的含量Cc和单位质量负极活性物质层中碳酸丙烯酯的含量Ca均大于0mg/g，单位质量所述正极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量Cc小于单位质量所述负极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量Ca。本发明专利技术的锂离子电池能够解决正负极片在烘干过程中活性物质层开裂以及电芯卷绕过程中活性物质层脱落的问题，以提高锂离子电池的循环寿命。以提高锂离子电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池


[0001]本专利技术涉及电池
，具体地，涉及一种锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、功率密度高、安全性能好、快速充放电、长循环寿命、无污染和无记忆效应等优点，被广泛应用在便捷式设备、航空航天、城市轨道交通等领域。随着锂离子电池技术的逐渐发展和国家对新能源产业的不断推进，近年来，汽车行业对锂离子电池高能量密度的要求逐步提高。目前，为了得到高能量密度的锂离子电池，常采用的方法是提高锂离子电池正负集流体上活性物质单位面积的负载量，即提高锂离子电池正负极片的面密度。但是，当正负极片面密度较高时，由于正负极片的活性物质层中均含有高分子刚性长链结构的粘结剂，其玻璃化转变温度较高，长链分子运动能力较差，刚性较大，正负极片上的活性物质层在涂布烘干的过程中很容易开裂，正负极片柔韧性较差，导致正负极片上的活性物质层在电芯卷绕的过程中容易脱落，使得锂离子电池的循环寿命降低。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池，其能够解决正负极片在烘干过程中活性物质层开裂以及电芯卷绕过程中活性物质层脱落的问题，以提高锂离子电池的循环寿命。根据本专利技术的目的所提供的技术方案如下：一种锂离子电池，包括：卷绕设置的正极片和负极片，正极片包括正极集流体以及设在正极集流体表面的正极活性物质层，负极片包括负极集流体以及设在负极集流体表面的负极活性物质层；正极活性物质层和负极活性物质层均包括碳酸丙烯酯，且单位质量正极活性物质层中碳酸丙烯酯的含量Cc和单位质量负极活性物质层中碳酸丙烯酯的含量Ca均大于0mg/g，单位质量所述正极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量Cc小于单位质量所述负极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量Ca。
[0004]本专利技术通过在正负极活性物质层中均添加增塑剂碳酸丙烯酯（PC），PC具有小分子结构，其能够进入高分子粘结剂的分子链之间，降低分子链间的相互作用力，对粘结剂的高分子刚性长链起到一定的增塑效果，降低高分子粘结剂的玻璃化转变温度，提高粘结剂以及正负极活性物质层的柔韧性，从而避免正负极片烘干的过程中活性物质层开裂，同时避免正负极片在卷绕过程中由于柔韧性较差导致的活性物质层脱落的问题。
[0005]此外，本专利技术发现，在正负极活性物质层中添加PC，通过PC溶胀进入活性物质层的粘结剂分子内部，引导粘结剂预溶胀，从而在锂离子电池注入电解液阶段，粘结剂可以更好地吸收电解液溶剂。由此，本专利技术通过粘结剂预先吸收一定量的PC，从而能够降低电解液溶剂体系的共熔点，使得电解液在正负极中分布更均匀，电流密度更加均匀，进而在锂离子电池化成过程中，正负极活性物质层表面形成的固态电解质膜更均匀致密。
[0006]并且，当正极活性物质层中的正极活性材料为6系及以上的镍钴锰三元材料时，由电解液侵蚀正极活性材料导致，正极活性材料晶格失氧更容易发生。本专利技术通过在正极活性物质层中粘结剂发生PC的预溶胀，可以有助于正极活性物质层表面形成均匀致密的固态电解质膜，以较好的保护正极界面，防止电解液的侵蚀，进而延长了锂离子电池的循环寿命。
具体实施方式
[0007]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术方案，下面将对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。
[0008]本专利技术中，LFP 为LiFePO4，PVDF为聚偏二氟乙烯，PC为碳酸丙烯酯，NMP为N
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甲基吡咯烷酮，CMC为羧甲基纤维素钠，SBR为丁苯橡胶，EC为碳酸乙烯酯，EMC为碳酸甲乙酯，DEC为碳酸二乙酯。
[0009]并且，本专利技术中，以Cc表示单位质量正极活性物质层中碳酸丙烯酯的含量，以Ca表示单位质量负极活性物质层中碳酸丙烯酯的含量。
[0010]实施例11）正极片制备将正极活性材料LFP、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF、增塑剂PC按质量比96.45:1.5:2:0.05进行混合，然后向由此形成的混合物料中加入溶剂NMP，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，得到正极浆料；将该正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的相对两表面，并控制双面面密度为330g/m2，经烘箱干燥后进行冷压、分切，得到正极片。
[0011]2）负极片制备将负极活性材料石墨、导电剂乙炔黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR、增塑剂PC按质量比96.4:1:1:1.4:0.2进行混合，然后向由此形成的混合物料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，得到负极浆料；将该负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的相对两表面，并控制双面面密度为150g/m2，经烘箱干燥后进行辊压、分切，得到负极片。
[0012]3）电解液制备：将EC、EMC、DEC按体积比1:1:1混合得到有机溶剂，然后向此有机溶剂中加入充分干燥的锂盐LiPF6，搅拌至锂盐LiPF6完全溶解，以配置得到锂盐LiPF6浓度为1mol/L的电解液。
[0013]4）电池装配：将步骤1）的正极片、聚乙烯隔膜、步骤2）的负极片按顺序叠好，使聚乙烯隔膜处于正极片和负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯至于外壳内，干燥后注入电解液，经真空封装、静置、化成、整形等工序，得到本实施例的锂离子电池。
[0014]实施例21）正极片制备将正极活性材料LFP、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF、增塑剂PC按质量比96:1.5:2:0.5进行混合，然后向由此形成的混合物料中加入溶剂NMP，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，得到正极浆料；将该正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的相对两表面，并控
制双面面密度为447g/m2，经烘箱干燥后进行冷压、分切，得到正极片。
[0015]2）负极片制备将负极活性材料石墨、导电剂乙炔黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR、增塑剂PC按质量比94.6:1:1:1.4:2进行混合，然后向由此形成的混合物料中加入溶剂去离子水，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，得到负极浆料；将该负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的相对两表面，并控制双面面密度为200g/m2，经烘箱干燥后进行辊压、分切，得到负极片。
[0016]3）电解液制备：将EC、EMC、DEC按体积比1:1:1混合得到有机溶剂，然后向此有机溶剂中加入充分干燥的锂盐LiPF6，搅拌至锂盐LiPF6完全溶解，以配置得到锂盐LiPF6浓度为1mol/L的电解液。
[0017]4）电池装配：将步骤1）的正极片、聚乙烯隔膜、步骤2）的负极片按顺序叠好，使聚乙烯隔膜处于正极片和负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到裸电芯；将裸电芯至于外壳内，干燥后注入电解液，经真空封装、静置、化成、整形等工序，得到本实施例的锂离子电池。
[0018]实施例31）正极片制备将正极活性材料LFP、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF、增塑剂PC按质量比95.5:1.5:2:1进行混合，然后向由此形成的混合物料中加入溶剂NMP，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，得到正极浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括：卷绕设置的正极片和负极片，所述正极片包括正极集流体以及设在正极集流体表面的正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体以及设在负极集流体表面的负极活性物质层；所述正极活性物质层和所述负极活性物质层均包括碳酸丙烯酯，且单位质量所述正极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量Cc和所述负极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量Ca均大于0mg/g，单位质量所述正极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量Cc小于单位质量所述负极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量Ca。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于：所述正极片的双面面密度为267
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447g/m2。3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池，其特征在于：单位质量所述正极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量为0.34 mg/g＜Cc＜5.71mg/g。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池，其特征在于：所述正极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的添加量为所述正极活性物质层总质量的0.05
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1wt%。5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池，其特征在于：单位质量所述正极活性物质层中所述碳酸丙烯酯的含量为3.17mg/g＜Cc＜3.28mg/g。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：修忠勋，沈桃桃，乔智，单旭意，
申请(专利权)人：中创新航科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：