锂离子电池及其制备方法技术

本申请提供一种锂离子电池及其制备方法，锂离子电池包括正极、隔膜、电解液、负极，正极包括正极活性物质层和正极集流体；负极包括负极活性物质层和负极集流体；正极活性物质层和/或负极活性物质层在远离正极/负极集流体的一侧形成有多孔纤维膜，电解液分散于多孔纤维膜中，形成连续的锂离子通道。同时提升了极片的抗断裂能力，防止在卷对卷生产制备时发生断带，提高了生产效率。提高了生产效率。提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池及其制备方法


[0001]本申请涉及锂离子电池
，特别是涉及一种锂离子电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的快速发展，锂离子电池被广泛应用于新能源汽车和便携式电子设备等领域，传统的湿法电极制备工艺随着技术革新，展现出局限性，限制了锂离子电池产业化的发展脚步。湿法工艺中，电极浆料混合过程，需要使用大量的NMP(N
‑
甲基吡咯烷酮)，NMP会在干燥时挥发，因此必须建立回收装置，否则造成环境污染。而且部分有机溶剂如NMP等具有高吸湿性，在电池制备过程中，会引起水分含量过高，从而导致电池在长时间的循环过程中出现膨胀、性能衰减过快等问题。
[0003]干法电极的制备工艺，不含任何的溶剂成分，杜绝了锂离子电池在充放电过程中由于溶剂残留造成的副反应，同时消除了安全隐患。但传统的干法工艺中，在进行卷对卷生产制备时对电极膜的强度要求较高，否则很容易导致断带，使得生产速度降低，无法提高生产效率。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种锂离子电池及其制备方法，该锂离子电池中的正极活性物质层和/或负极活性物质层在远离正极/负极集流体的一侧形成有多孔纤维膜，电解液分散于多孔纤维膜中，形成连续的锂离子通道；同时提升了极片的抗断裂能力，防止在卷对卷生产时发生断带，提高了生产效率。
[0005]本申请的第一方面，提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜、电解液，其中正极包括正极活性物质层和正极集流体；负极包括负极活性物质层和负极集流体；正极活性物质层和/或负极活性物质层在远离正极/负极集流体的一侧形成有多孔纤维膜，电解液分散于多孔纤维膜中，形成连续的锂离子通道。
[0006]在一些实施方式中，正极活性物质层和/或负极活性物质层包括纤维化处理的混合物，纤维化处理的混合物包括正极/负极活性物质、导电剂和粘结剂。
[0007]在一些实施方式中，纤维化处理方式包括气流磨、高速搅拌、机械融合或双螺杆挤出中的任意一种或两种的组合。在一些实施方式中，多孔纤维膜的平均孔径为0.5μm以上，优选地，多孔纤维膜的平均孔径为1μm以上。
[0008]在一些实施方式中，多孔纤维膜的厚度为12μm以下。
[0009]在一些实施方式中，多孔纤维膜的材质包括聚合物材料、碳材料、金属材料或及陶瓷材料中的一种或多种。
[0010]在一些实施方式中，多孔纤维膜的材质包括聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳纶、纤维素、聚醚醚酮和全氟磺酸醚中的一种或多种。
[0011]在一些实施方式中，活性物质为正极活性物质或负极活性物质，其中，正极活性物质包括LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiVO2、LiNi
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
O2、LiMn2O4、LiTi5O
12
、Li(Ni
0.5
Mn
1.5
)
O4、LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、LiCoPO4及LiNbO3中的一种或多种；负极活性物质包括石墨、硅、硅
‑
石墨烯、硅
‑
铝合金、锡基材料、石墨烯、沥青碳微球、活性炭、碳纤维、石墨烯及碳纳米管中的一种或多种。
[0012]本申请的第二方面提供了一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1：将正极活性物质、导电剂、粘结剂干法混合，制备正极混合料；将负极活性物质、导电剂、粘结剂干法混合，制备负极混合料；
[0014]S2：对S1制备的正极混合料进行纤维化处理，制备纤维化正极混合物；对S1制备的负极混合料进行纤维化处理，制备纤维化负极混合物；
[0015]S3：对S2制备的纤维化正极混合物进行辊压处理，制备正极活性物质层；
[0016]对S2制备的纤维化负极混合物进行辊压处理，制备负极活性物质层；
[0017]S4：通过辊压处理，将多孔纤维膜复合在S3制备的正极活性物质层的一侧表面上，制备复合正极电极膜；通过辊压处理，将多孔纤维膜复合在S3制备的负极活性物质层的一侧表面上，制备复合负极电极膜；
[0018]S5：通过辊压，将S4制备的复合正极电极膜未复合多孔纤维膜的一侧表面与正极集流体进行复合，制备得到复合正极极片；通过辊压，将S4制备的复合负极电极膜未复合多孔纤维膜的一侧表面与负极集流体进行复合，制备得到复合负极极片；
[0019]S6：将S5制备得到的复合正极极片和复合负极极片以及隔膜卷绕或叠片，形成电芯；或者将复合正极极片、非复合负极极片以及隔膜卷绕或叠片，形成电芯；又或者将非复合正极极片、复合负极极片以及隔膜卷绕或叠片，形成电芯；向电芯内注入电解液，经真空封装、静置、化成等工序，制备锂离子电池。
[0020]本申请的锂离子电池的正极活性物质层和/或负极活性物质层在远离正极/负极集流体的一侧表面上复合有多孔纤维膜，电解液能够进入到多孔纤维膜中，并在多孔纤维结构的三维连续孔道作用下，形成连续的锂离子通道，提高了锂离子的快速传递能力。另一方面，多孔纤维膜能够为正负极极片提供支撑和连接作用，在保证循环容量保持率的同时，提升了极片的抗断裂能力，防止在卷对卷生产制备时发生断带，防止极片表面开裂影响电池的性能，提高了生产效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请一实施例中复合正极极片的结构示意图。
[0023]图2为本申请一实施例中锂离子电池的结构示意图。
[0024]附图标记说明
[0025]1.正极活性物质层；2.负极活性物质层；3.正极集流体；4.负极集流体；5.复合正极极片；6.复合负极极片；7.多孔纤维膜；8.隔膜。
具体实施方式
[0026]下面将对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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]本申请的第一方面，提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜、电解液，其中正极包括正极活性物质层和正极集流体；负极包括负极活性物质层和负极集流体；正极活性物质层和/或负极活性物质层在远离正极/负极集流体的一侧形成有多孔纤维膜，利用多孔纤维膜的多孔结构，电解液分散于多孔纤维膜中，增强了电解液的浸润能力，实现贯通的锂离子通道。
[0028]在一些实施方式中，活性物质层在远离正极/负极集流体的一侧形成有多孔纤维膜，多孔纤维膜能够为正负极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，包括正极、隔膜、负极、电解液，所述正极包括正极活性物质层和正极集流体，所述负极包括负极活性物质层和负极集流体，其特征在于，所述正极活性物质层和/或所述负极活性物质层在远离所述正极/负极集流体的一侧形成有多孔纤维膜，所述电解液分散于所述多孔纤维膜中，形成连续的锂离子通道。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质层和/或所述负极活性物质层包括纤维化处理的混合物，所述纤维化处理的混合物包括正极/负极活性物质、导电剂和粘结剂。3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述纤维化处理的方式包括气流磨、高速搅拌、机械融合或双螺杆挤出中的任意一种或两种的组合。4.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述多孔纤维膜的材质包括聚合物材料、碳材料、金属材料及陶瓷材料中的一种或多种；优选地，所述多孔纤维膜的材质包括聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳纶、纤维素、聚醚醚酮和全氟磺酸醚中的一种或多种。5.根据权利要求2～4任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质包括LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiVO2、LiNi
1/3
Co
1/3
Mn
1/3
O2、LiMn2O4、LiTi5O
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘京亮，陈凯，冯玉川，李峥，何泓材，
申请(专利权)人：苏州清陶新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：