鋰離子電池及其制造方法技術

本發明專利技術公開了一種鋰離子電池，其包括極片、隔膜、電解液以及外殼，所述極片、隔膜二者之一上設有涂層，所述涂層包括質量占93％～97％的導電材料、質量占1％～5％的粘結劑以及質量占1％～3％的添加劑。本發明專利技術鋰離子電池的好處在于：1)保證循環過程中電解液的充足；2)提高倍率、加快散熱；3)可以使極片與隔膜緊密結合，減小接觸阻抗，縮短鋰離子擴散路徑，提高擴散速度。

Lithium ion battery and manufacturing method thereof

The invention discloses a lithium ion battery, which comprises a pole piece, separator, electrolyte and a shell, a coating of the pole piece, one of the two diaphragm, the coating quality accounted for 93% to 97% of the quality of conductive materials, accounted for 1% to 5% of the binder and the quality accounted for 1% ~ 3% additive. The invention of lithium ion battery has the advantage: 1) to ensure the circulation of electrolyte in the process of adequate; 2) improve the rate and speed up the cooling; 3) can make a pole piece and the diaphragm closely, reduce contact resistance, shorten the lithium ion diffusion path, improve the diffusion speed.

【技術實現步驟摘要】
鋰離子電池及其制造方法
本專利技術涉及新能源電池
，尤其涉及一種鋰離子電池及其制造方法。
技術介紹
隨著新能源動力汽車的發展，航程遠、充電時間短成為下一代動力車的發展方向，作為動力車能量來源的鋰離子電池，針對其電池性能也提出了新的要求：能量密度高、高倍率充放電。鋰離子電池靠鋰離子在正負極片之間遷移、脫嵌、產生電流，從而給負載提供能量，遷移次數決定了電池壽命，即循環壽命，但是高倍率充放電壽命不長，3C循環300周就跳水了，所以提高高倍率循環對電池壽命至關重要。目前電動汽車正朝著快速充放(5C～10C)的方向發展。快速充放要求高倍率循環，但是鋰離子電池中的電解液在電池高倍率(5C～10C)循環過程中，消耗減少，導致電池鋰離子傳輸力下降，極化增大，容量衰減，循環壽命降低，同時，高倍率循環時產熱多，導致極片芯部溫度高，電解液干涸，極片掉粉，造成活性物質損失，容量衰減，循環下降，壽命縮短。鑒于此，實有必要提供一種新的鋰離子電池及其制造方法以克服現有技術的不足。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種具有保證電解液充足、加快散熱、提高倍率的鋰離子電池及其制造方法。為了實現上述目的，本專利技術提供了一種鋰離子電池，其包括極片、隔膜、電解液以及外殼，所述極片、隔膜二者之一上設有涂層，所述涂層包括質量占93％～97％的導電材料、質量占1％～5％的粘結劑以及質量占1％～3％的添加劑。作為本專利技術鋰離子電池的一種改進，所述極片包括集流體以及涂布在集流體上的活性物質，所述涂層涂布于所述活性物質上。作為本專利技術鋰離子電池的一種改進，所述所述導電材料的平均粒徑為100～500nm，比表面積為60～300m2/g，為SP、AB導電劑中的一種或一種以上的混合物。作為本專利技術鋰離子電池的一種改進，所述粘結劑為PVDF、丙烯酸酯類中的一種或一種以上的混合物。作為本專利技術鋰離子電池的一種改進，所述添加劑為錫的化合物、硅的化合物中的一種或一種以上的混合物。為了實現上述目的，本專利技術還提供了一種鋰離子電池的制造方法，其包括制造極片、隔膜、電解液以及外殼，按質量比例配料，導電材料占93％～97％，粘結劑占1％～5％，添加劑占1％～3％，然后用溶劑把所述導電材料、粘結劑、添加劑配成漿料，固含量為15％～30％，將所述漿料噴涂在極片或隔膜二者之一上，烘干后，組裝極片、隔膜、電解液以及外殼成鋰離子電池。作為本專利技術鋰離子電池的制造方法的一種改進，所述導電材料的平均粒徑為100～500nm，比表面積為60～300m2/g，為SP、AB導電劑中的一種或一種以上的混合物。作為本專利技術鋰離子電池的制造方法的一種改進，所述粘結劑為PVDF、丙烯酸酯類中的一種或一種以上的混合物。作為本專利技術鋰離子電池的制造方法的一種改進，所述添加劑為錫的化合物、硅的化合物中的一種或一種以上的混合物。作為本專利技術鋰離子電池的制造方法的一種改進，制造極片的步驟包括在集流體上涂布活性物質，烘烤干，然后進行對輥，再用噴涂機把所述漿料噴涂在對輥后的活性物質上，在110℃的溫度下烘烤干，完成極片的制作。與現有技術相比，本專利技術鋰離子電池及其制造方法具有的好處在于：1)保證循環過程中電解液的充足；2)提高倍率、加快散熱；3)可以使極片與隔膜緊密結合，減小接觸阻抗，縮短鋰離子擴散路徑，提高擴散速度。【附圖說明】圖1為本專利技術實施例一的極片的立體組合圖。圖2為本專利技術鋰離子電池與普通鋰離子電池的高倍率循環曲線對比圖。【具體實施方式】為了使專利技術的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰明白，以下結合附圖和具體實施方式，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本專利技術，并不是為了限定本專利技術。鋰離子電池包括極片、隔膜、電解液以及外殼，極片包括正極片以及負極片。實施例一請參考圖1所示，極片1包括集流體11、涂布在集流體11上的活性物質12以及涂布在活性物質12上的涂層13。活性物質層12經過對輥，涂層13涂布在對輥后的活性物質12上，厚度為2～5μm。極片1可以為正極片或者負極片。涂層13包括導電材料、粘結劑和添加劑。導電材料的平均粒徑為100～500nm，比表面積為60～300m2/g，選自碳黑(SP)、乙炔黑(AB)等高比表面積、小顆粒的導電劑中的一種或一種以上的混合物，這類導電材料呈顆粒絮狀,具有很好的吸液、保液能力和彈性。粘結劑選自聚偏氟乙烯(PVDF)、丙烯酸酯類中的一種或一種以上的混合物。添加劑為錫的化合物、硅的化合物中的一種或一種以上的混合物，例如氧化錫(SnO2)、氧化硅(SiO2)。SnO2可與鋰發生可逆合金反應，SiO2可提高電解液溶劑碳酸乙烯酯(EC)或碳酸二乙酯(DEC)溶劑分解電位，減少溶劑分解。鋰離子電池的制造方法為：首先，按質量比例配料，導電材料占93％～97％，粘結劑占1％～5％，添加劑占1％～3％；然后，用N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑把導電材料、粘結劑、添加劑配成漿料，固含量為15％～30％；之后，在集流體11上涂布活性物質12，烘烤干，然后進行對輥，再用噴涂機把上述漿料噴涂在對輥后的活性物質12上，在110℃的溫度下烘烤干，完成極片1的制作。最后，將極片1以及隔膜、電解液、外殼共同組裝成鋰離子電池。在本實施例中，隔膜、電解液以及外殼的制造方法不做一一描述。涂層13呈海綿狀薄膜，因此，在注電解液時，涂層13可存儲一定的電解液，隨著鋰離子電池的高倍率循環，電解液消耗減少，涂層13中的電解液可以補償極片1中活性物質12之間的電解液，有利于鋰離子傳輸，延長循環壽命。同時涂層13具有彈性、表面可以變形，卷繞時在壓力作用下，使極片1和隔膜充分接觸，減小接觸阻抗，縮短鋰離子擴散路徑，提高擴散速度，提高倍率，加快散熱，并且在極片1膨脹時起到緩沖作用。此外，添加劑可以抑制析鋰、提高電解液溶劑分解電勢，減緩溶劑分解。請參考圖2所示為普通鋰離子電池與本專利技術鋰離子電池在常溫10C條件下的高倍率循環曲線圖，曲線A為普通鋰離子電池的數據，曲線B的本專利技術鋰離子電池的數據。顯然，本專利技術鋰離子電池的容量保持率隨著循環次數的增加變化不大，而普通鋰離子電池的在循環500次之后容量保持率就開始有所衰減。實施例二實施例二與實施一的不同點在于，涂層13設于鋰離子電池的隔膜上，涂層13的組份比例與實施一相同，在配好涂層13的漿料后，將漿料噴涂在隔膜上，烤干后形成具有涂層13的隔膜，然后將所述隔膜、與極片、電解液以及外殼共同組裝成鋰離子電池。在本實施例中，隔膜、極片、電解液以及外殼的結構以及制造方法不一一描述。涂層13位于隔膜上，可以存儲電解液，用于補償極片的活性物之間的電解液，且可令極片與隔膜充分接觸，減小接觸阻抗，縮短鋰離子擴散路徑，提高擴散速度，從而提高倍率。本專利技術鋰離子電池，并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述，因此對于熟悉領域的人員而言可容易地實現另外的優點和修改，故在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本專利技術并不限于特定的細節、代表性的設備和這里示出與描述的圖示示例。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋰離子電池，其包括極片、隔膜、電解液以及外殼，其特征在于：所述極片、隔膜二者之一上設有涂層，所述涂層包括質量占93％～97％的導電材料、質量占1％～5％的粘結劑以及質量占1％～3％的添加劑。

【技術特征摘要】
1.一種鋰離子電池，其包括極片、隔膜、電解液以及外殼，其特征在于：所述極片、隔膜二者之一上設有涂層，所述涂層包括質量占93％～97％的導電材料、質量占1％～5％的粘結劑以及質量占1％～3％的添加劑。2.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于：所述極片包括集流體以及涂布在集流體上的活性物質，所述涂層涂布于所述活性物質上。3.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于：所述導電材料的平均粒徑為100～500nm，比表面積為60～300m2/g，為SP、AB導電劑中的一種或一種以上的混合物。4.如權利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于：所述粘結劑為PVDF、丙烯酸酯類中的一種或一種以上的混合物。5.如權利要求4所述的鋰離子電池，其特征在于：所述添加劑為錫的化合物、硅的化合物中的一種或一種以上的混合物。6.一種鋰離子電池的制造方法，其包括制造極片、隔膜、電解液以及外殼，其特征在于：按質量比例配料，導電材料占93％～97％，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉藝，錢龍，饒睦敏，李瑤，
申請(專利權)人：深圳市沃特瑪電池有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44