一种综合性能优异的锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种综合性能优异的锂离子电池及其制备方法，本发明专利技术将正、负极片包含一种或多种不同电极，包括活性物质不同，同时根据极片的活性物质对导电剂或粘结剂的规格、种类、成分进行搭配，同时调整电极的涂覆量，使本发明专利技术提供的锂离子电池综合了各种电极的材料、配方及制作工艺等的优势，综合性能优异、可满足用户对电池的多方面性能需求；另外通过本发明专利技术提供的叠层或卷绕方式能够将多种不同的极片组合成为极组，其制备方法简单，工艺可操作性强，适用于大规模的生产应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，本专利技术将正、负极片包含一种或多种不同电极，包括活性物质不同，同时根据极片的活性物质对导电剂或粘结剂的规格、种类、成分进行搭配，同时调整电极的涂覆量，使本专利技术提供的锂离子电池综合了各种电极的材料、配方及制作工艺等的优势，综合性能优异、可满足用户对电池的多方面性能需求；另外通过本专利技术提供的叠层或卷绕方式能够将多种不同的极片组合成为极组，其制备方法简单，工艺可操作性强，适用于大规模的生产应用。【专利说明】
本专利技术涉及
，特别是涉及。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高、质量轻、安全性能好等其他储能电池不可比拟的优势，已经成功应用于各种电子产品、通讯设备、自动化仪器仪表和各种电动工具中，在电动自行车、电动汽车上也得到了广泛的应用，对于航天、航空、野战等军事领域也极具诱惑力。锂离子电池的性能受电极材料、配方和制作工艺的影响极大，例如目前最成熟的钴酸锂正极材料，其不同的形貌、粒径、掺杂元素种类和掺杂量决定了电池不同的性能特征，包括充电范围、能量密度、倍率性能、安全性能等。同样，负极材料的差异对电池性能的影响也非常显著。例如由于采用不同原材料和制备工艺得到的碳负极，又分为人造石墨、天然石墨改性材料、中间相碳微球、硬碳、软碳等等，制得的电池产品也性能各异。由此，目前很难获得一款综合性能优异的电池。即便是在已成熟应用的领域，锂离子电池性能也还是略显不足，无法体现出绝对的优势以取代其他电池体系；而在一些特殊应用领域目前技术的锂离子电池则根本无法胜任。因此，目前迫切需要寻找一种方法，可以综合各种电极材料、体系的优势，。研发出一种综合性能优异的锂离子电池。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是:一种综合性能优异的锂离子电池，其特征在于包括由正极片和负极片组成的极组、隔膜、非水电解液、极耳和外壳；所述正极片包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体；所述负极片包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体；所述负极片分为由两种不同的负极活性物质制成的负极片A和负极片B ;所述正极片与所述负极片A依次叠层或卷绕组成为极组单元A，所述正极片与所述负极片B依次叠层或卷绕组成为极组单元B ;所述极组由所述极组单元A与所述极组单元B并联叠加组成。优选的，所述负极片与所述正极片的容量比为I?1.2:1，其目的为了同时达到对电池容量、尺寸、电性能、安全性能等多方面的指标要求，以正极限制容量，负极过量为设计原则。所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、硬碳、钛酸锂、金属硅、氧化硅的一种或多种的混合物。优选的，所述负极片A的负极活性物质为质量比为87:8的人造石墨和金属硅的混合物优选的，所述负极片B的负极活性物质为硬碳。上述一种综合性能优异的锂离子电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤:(I)制作正极片；(2)使用两种不同的负极活性物质分别制作成负极片A和负极片B ；(3)将正极片与负极片A依次叠层或卷绕组成为极组单元A ;将正极片与负极片B依次叠层或卷绕组成为极组单元B ;(4)将步骤(3)制成的极组单元A和极组单元B并联叠加成为极组；(5)将步骤(4)制成的极组进行极耳焊接，并置于电池外壳中，按常规封装工艺封装，液入电解液后封口，从而制成锂离子电池。所述步骤(2)中的负极活性物质为人造石墨、天然石墨、硬碳、钛酸锂、金属硅、氧化硅的一种或多种的混合物。优选的，所述步骤(2)中的负极片A包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体；所述负极片A的负极活性物质为质量比为87:8的人造石墨和金属硅的混合物，所述导电剂为导电碳黑，所述粘结剂为重量比为1:2的羧甲基纤维素(CMC)和丁苯胶乳(SBR);所述人造石墨、金属硅、导电碳黑、羧甲基纤维素(CMC)和丁苯胶乳(SBR)的重量比为87:8:2:1:2 ;所述集流体为IOum厚的铜箔。所述步骤(2)中的负极片B包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体；所述负极片B的负极活性物质为硬碳；所述粘接剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，硬碳与聚偏氟乙烯(PVDF)的重量比为97:3 ;所述集流体为IOum厚的铜箔。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:将正、负极片包含一种或多种不同电极，包括活性物质不同，同时根据极片的活性物质对导电剂或粘结剂的规格、种类、成分进行搭配，同时调整电极的涂覆量，使本专利技术提供的锂离子电池综合了各种电极的材料、配方及制作工艺等的优势，综合性能优异、可满足用户对电池的多方面性能需求；另外通过本专利技术提供的叠层或卷绕方式能够将多种不同的极片组合成为极组，其制备方法简单，工艺可操作性强，适用于大规模的生产应用。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的一种锂离子电池的制作过程示意图；图2为1#、2#、3#电池进行20安培(简称A)恒流放电曲线；图3为1#、2#、3#电池在_30°C条件下搁置4小时后，再采用以下放电制式进行放电:22.5A恒流放电30秒，再以4A恒流放电直至电压降低至2.0V得到的曲线。【具体实施方式】以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术所涉一种综合性能优异的锂离子电池，包括由正极片和负极片组成的极组、隔膜、非水电解液、极耳和外壳。所述正极片包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体；所述正极活性物质包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、钴镍锰三元材料等可用作锂离子电池正极活性物质的材料，以及其中两种或多种材料的混合体系。所述负极片包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体；所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、硬碳、钛酸锂、金属硅、氧化硅的一种或多种的混合物。所述负极片分为由两种不同的负极活性物质制成的负极片A和负极片B ;所述正极片与所述负极片A依次叠层或卷绕组成为极组单元A，所述正极片与所述负极片B依次叠层或卷绕组成为极组单元B ;所述极组由所述极组单元A与所述极组单元B并联叠加组成。上述叠层操作是指将不同体系的正极片或负极片进行区分编号，叠层时根据设计要求叠加相应数量的正极和负极，以达到预设的电池的容量，其尺寸及性能满足客户要求。上述卷绕操作是将设计匹配的正、负极片用隔膜分隔开，卷绕成一个极组单元；将不同体系卷绕而成的极组单元采用焊接或铆接等方法并联形成一个最终的极组。优选的，所述负极片A的负极活性物质为质量比为87:8的人造石墨和金属硅的混合物，两者的特点均为高比容量。优选的，所述负极片B的负极活性物质为硬碳，其特点为硬碳具有优异的大倍率放电性能和低温性能。所述粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)和丁苯胶乳(SBR)、聚氧化乙烯(PEO)等等可用于锂离子电池电极粘结剂的材料。所述外壳包括铝壳、钢壳和铝塑封装膜。所述电解液包括液态、凝胶态电解质和全固态电解质。从整体上来说，所述负极片与所述正极片的容量比为I?1.2:1，其目的为了同时达到对电池容量、尺寸、电性能、安全性能等多方面的指标要求，以正极限制容量，负极过量为设计原则。上述一种综合性能优异的锂离子电池的制备方法，包括以下步骤:(I)制作正极片；I)将正极活性物质与导电剂充分混合，加入溶剂，如N-甲基吡咯烷酮(NMP);加入粘结剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合性能优异的锂离子电池，其特征在于：包括由正极片和负极片组成的极组、隔膜、非水电解液、极耳和外壳；所述正极片包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体；所述负极片包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体；所述负极片分为由两种不同的负极活性物质制成的负极片A和负极片B；所述正极片与所述负极片A依次叠层或卷绕组成为极组单元A，所述正极片与所述负极片B依次叠层或卷绕组成为极组单元B；所述极组由所述极组单元A与所述极组单元B并联叠加组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阳晓霞，高俊奎，王玉龙，冯辉，
申请(专利权)人：天津力神电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12