CN101192682A - 一种锂离子二次电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子二次电池，该电池包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜，所述正极包括集电体及涂覆和/或填充于该集电体两面的正极材料层，该正极材料层含有正极活性物质、正极粘结剂和正极导电剂；所述负极包括集电体及涂覆和/或填充于该集电体两面的负极材料层，该负极材料层包括负极活性物质和负极粘合剂，其中，所述正极集电体上正极材料层的单面面密度为10至小于20毫克/厘米2，所述负极集电体上负极材料层的单面面密度为3至小于8毫克/厘米2。本发明提供的锂离子电池具有良好的大电流、大倍率放电性能。

Description

一种锂离子二次电池及其制备方法
技术领域
本发明是关于一种电池及其制备方法，更具体地说是关于一种锂离子二次电池及其制备方法。
背景技术
锂离子电池作为一种化学电源受到人们的日益关注，且具有很大的发展优势，但是现有技术的锂离子电池也存在一些不足之处。
其中，最有待提高的是电池的大倍率、大电流放电性能。锂离子二次电池在充电时，锂离子从正极片上涂覆的具有层状结构的正极氧化物的层间脱嵌，通过正负极间的隔膜和电解液到达负极片，并嵌入到具有层状结构的碳材料的中间；而放电的过程正好相反。正、负极极片通过集电体和极耳与外界电路连接，在放电时形成环路电流，所形成的电流大小与单位时间内从负极碳层脱出，通过隔膜和电解液嵌入正极氧化物的层间的锂离子数目成正比。当电池进行大电流、大倍率放电时，单位时间内锂离子脱嵌和嵌入的数目是正常倍率放电时的多倍。如10C倍率放电时，在单位时间内锂离子脱嵌和嵌入的数目是正常1C倍率放电的10倍，因此，在电池进行大倍率放电时，需要使锂离子能够在单位时间内快速在正负极片之间脱嵌和嵌入，才能使电池具有良好的大倍率放电性能，而现有技术的锂离子电池的大倍率放电性能较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的锂离子二次电池大倍率、大电流放电性能差的缺陷，提供一种具有良好的大倍率、大电流放电性能的锂离子二次电池。本发明的另外一个目的是提供它的制备方法。
本发明的发明人发现，通常情况下，常规的锂离子二次电池正极极片的单面敷料面密度为大于或等于20毫克/厘米2，负极片的单面敷料面密度为大于或等于8毫克/厘米2，这种常规设计存在以下问题：
由于正极片和负极片的单面敷料面密度太高，则在相同极片面积下，极片的敷料量增加时，极片厚度相应变厚，导致锂离子在正、负极间的脱嵌和嵌入经过的距离大，不利于在短时间内大量离子从正、负极片的脱嵌和嵌入，很容易对电池的大倍率、大电流放电性能产生不良影响。
因此，在目前的锂离子二次电池体系不可改变的情况下，本发明的发明人通过对正、负极极片的优化设计，使得电池在放电时，锂离子能够在较大的面积内同时从负极脱嵌，并在正极片嵌入。
本发明提供的锂离子电池包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜，所述正极包括集电体及涂覆和/或填充于该集电体两面的正极材料层，该正极材料层含有正极活性物质、正极粘合剂和正极导电剂；所述负极包括集电体及涂覆和/或填充于该集电体上的负极材料层，该负极材料层包括负极活性物质和负极粘合剂，其中，所述正极集电体上正极材料层的单面面密度为10至小于20毫克/厘米2，所述负极集电体上负极材料层的单面面密度为3至小于8毫克/厘米2。
本发明提供的锂离子电池的制备方法包括制备该电池的正极和负极，并且将正极、负极和隔膜制备成极芯，将得到的极芯和电解液密封在电池壳中，所述正极的制备方法包括将含有正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体的两面上，干燥，压延或不压延；所述负极的制备方法包括将含有负极活性物质和负极粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体的两面上，干燥，压延或不压延，其中，含有正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂与溶剂的浆料及含有负极活性物质和负极粘合剂与溶剂的浆料的用量使正极集电体上正极材料层的单面面密度为10至小于20毫克/厘米2，使负极集电体上负极材料层的单面面密度为3至小于8毫克/厘米2。
本发明提供的锂离子二次电池的正、负极极片的单面敷料面密度较小，使在相同敷料面积下涂覆的量较少，极片厚度较薄；在相同敷料量的情况下，敷料面积增加，极片厚度较薄，因此使得锂离子在正负极片之间脱嵌和嵌入经过的距离短，有利于短时间内大量锂离子的脱嵌，从而大大提高了电池的大电流、大倍率放电性能。
此外，由于锂离子电池的正极活性物质为绝缘材料，须添加一定量的导电剂才能保证电子在正极片内的传导。一般情况下，正极通常采用颗粒型的导电石墨或导电碳黑作为导电剂，由于现有的导电剂不利于使导电剂在正极活性物质颗粒之间形成优良的导电网络，因此也会对电子在正极片的传导产生影响，对电池的大倍率放电产生不良影响。因此，按照本发明的一个优选的实施方式，采用碳纳米管作为正极导电剂使该导电剂与正极活性物质之间能够保证在正极片内部形成良好的导电网络，解决了由于颗粒型导电材料通过点接触来完成导电作用而使导电剂不容易完全发挥导电作用的问题，进一步保证了电池的良好大倍率放电性能。
具体实施方式
按照本发明，所述材料层的单面面密度指正极材料层或负极材料层的单面材料层的质量与该材料层的面积的比值。按照本发明提供的锂离子电池，所述正极集电体上正极材料层的单面面密度为10至小于20毫克/厘米2，所述负极集电体上负极材料层的单面面密度为3至小于8毫克/厘米2，优选情况下，一方面，为了保证电池的大倍率放电性能而优化电池正、负极极片设计，减小正、负极材料层的单面面密度，另一方面，又要保证电池具有较高的容量，因此，所述正极集电体上正极材料层的单面面密度优选为12-18毫克/厘米2，所述负极集电体上负极材料层的单面面密度优选为4-7毫克/厘米2。
所述正极导电剂可以采用本领域常规的正极导电剂，比如乙炔黑、导电碳黑和导电石墨中的至少一种。但是，在优化后正极材料层面密度相对减小的情况下，为了能够保证使导电剂在正极片内部形成良好的导电网络，进一步保证电池的大倍率放电性能，所述正极导电剂优选为碳纳米管。所述碳纳米管可以采用常规的碳纳米管，但为了进一步保证电池的良好性能，优选采用直径为1-100纳米，长径比为大于或等于100的碳纳米管，更优选采用直径为10-50纳米，长径比为100-10000的碳纳米管；采用这样的碳纳米管，不但能够使所述导电剂在正极活性物质内形成良好的电子传导网络，而且它还具有较好的吸液能力，能够较低电池的电阻率。
以正极活性物质为基准，所述正极导电剂的含量为0.1-15重量％，优选为1-8重量％。优选情况下，所述正极导电剂为碳纳米管，以正极活性物质为基准，所述正极导电剂碳纳米管的含量优选为0.1-3重量％。
所述正极材料的其它组成如正极活性物质和正极粘合剂均可以与常规的锂离子二次电池正极材料相同。
所述正极活性物质没有特别限制，可以为本领域常规的可嵌入脱嵌锂的正极活性物质，优选以下物质中的一种或者其混合物：LixNi1-yCoO2(其中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1.0)、Li1+aMbMn2-bO4(其中，-0.1≤a≤0.2，0≤b≤1.0，M为锂、硼、镁、铝、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钇、氟、碘、硫元素中的一种)、LimMn2-nBnO2(其中，B为过渡金属，0.9≤m≤1.1，0≤n≤1.0)。
所述正极粘合剂的种类和含量为本领域技术人员所公知，例如含氟树脂和聚烯烃化合物如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。一般来说，根据所用正极粘合剂种类的不同，以正极活性物质为基准，所述正极粘合剂的含量为0.5-8重量％，优选为1-5重量％。
正极集电体可以为锂离子电池中常规的正极集电体，在本发明的具体实施方案中使用铝箔作为正极集电体。
按照本发明，所述正极的制备方法包括将所述正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂与溶剂混合，涂覆和/或填充在所述集电体上，干燥，压延或不压延，其中，含有正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂与溶剂的浆料使正极集电体上正极材料层的单面面密度为10至小于20毫克/厘米2。其中，所述的溶剂可以选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)以及水和醇类可以中的一种或几种，溶剂的用量能够使所述糊状物具有粘性和流动性，能够涂覆到所述集电体上即可。一般来说以正极活性物质为基准，所述溶剂的含量30-80重量％，优选为35-60重量％。其中，干燥，压延的方法和条件为本领域技术人员所公知。
按照本发明提供的锂离子二次电池，所述负极的负极活性物质没有特别限制，可以使用本领域常规的可嵌入释出锂的负极活性物质，比如天然石墨、人造石墨、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金、硅合金中的一种或几种，优选人工石墨。
所述负极粘合剂可以采用与正极相同的粘合剂，以负极活性物质为基准，负极粘合剂的含量为0.5-10重量％，优选为1-3重量％。
本发明所述负极还可以含有导电剂，所述导电剂没有特别限制，可以为本领域常规的负极导电剂，比如乙炔黑、导电碳黑和导电石墨中的至少一种。以负极活性物质为基准，所述导电剂的含量为1-15重量％，优选为2-10重量％。
负极集电体可以为锂离子电池中常规的负极集电体，如冲压金属，金属箔，网状金属，泡沫状金属，在本发明的具体实施方案中使用铜箔作为负极集电体。
所述负极的制备方法包括将含有负极活性物质和负极粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥，压延或不压延，其中，含有负极活性物质和负极粘合剂与溶剂的浆料使负极集电体上负极材料层的单面面密度为3至小于8毫克/厘米2。其中，所述的溶剂可以选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)以及水和醇类中的一种或几种，溶所述溶剂的用量能够使所述糊状物具有粘性和流动性，能够涂覆到所述集电体上即可。一般来说，以负极活性物质为基准，所述溶剂的用量为100-150％。其中，干燥，压延的方法和条件为本领域技术人员所公知。
本发明所提供的锂离子电池包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜。除了使用由本发明提供的正极和负极以外，可以使用常规的隔膜和非水电解液。
所述隔膜设置于正极和负极之间，它具有电绝缘性能和液体保持性能，并使所述极芯和非水电解液一起容纳在电池壳中。所述隔膜可以选自锂离子电池中所用的各种隔膜，如聚烯烃微多孔膜。所述隔膜的位置、性质和种类为本领域技术人员所公知。
所述非水电解液为电解质锂盐和非水溶剂的混合溶液，对它没有特别限定，可以使用本领域常规的非水电解液。比如电解质锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂及氟烃基磺酸锂中的一种或几种。有机溶剂选用链状酸酯和环状酸酯混合溶液，其中链状酸酯可以为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸二丙酯(DPC)以及其它含氟、含硫或含不饱和键的链状有机酯类中的至少一种，环状酸酯可以为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、γ-丁内酯(γ-BL)、磺内酯以及其它含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯类中的至少一种。电解液的注入量一般为1.5-4.9g/Ah，电解液的浓度一般为0.5-2.9摩/升。
按照本发明提供的锂离子电池的制备方法，除了所述正极和负极按照本发明提供的方法制备之外，其它步骤为本领域技术人员所公知。一般来说，将所述制备好的正极和负极与隔膜构成一个极芯，将得到的极芯和电解液密封在电池壳中，即可得到本发明提供的锂离子电池。
下面将通过实施例来具体描述本发明。
实施例1
本实施例说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
(1)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、3克粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、2克导电剂碳纳米管(台湾汇磊公司商品，直径10-40纳米，长径比为500)加入到50克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该正极浆料均匀地涂布在厚度为20微米的铝箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为18毫克/厘米2，然后150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克活性成分LiCoO2。
(2)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、3克粘接剂聚偏氟乙烯、3克导电剂炭黑加入到100克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料。
将该负极浆料均匀地涂布在厚度为12微米的铜箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为7毫克/厘米2，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(3)电池的装配
将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/EMC/DEC＝1∶1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池铝壳中，密封，制成锂离子电池A1。
实施例2
本实施例说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
(1)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、3克粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、2克导电剂碳纳米管(台湾汇磊公司商品，直径20-50纳米，长径比为150)加入到50克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该正极浆料均匀地涂布在厚度为20微米的铝箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为16毫克/厘米2，然后150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克活性成分LiCoO2。
(2)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、3克粘接剂聚偏氟乙烯、3克导电剂炭黑加入到100克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料。
将该负极浆料均匀地涂布在厚度为12微米的铜箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为6毫克/厘米2，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(3)电池的装配
将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/EMC/DEC＝1∶1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池铝壳中，密封，制成锂离子电池A2。
实施例3
本实施例说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
(1)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、3克粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、2克导电剂碳纳米管(台湾汇磊公司商品，直径10-30纳米，长径比为300)加入到50克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该正极浆料均匀地涂布在厚度为20微米的铝箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为12毫克/厘米2，然后150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克活性成分LiCoO2。
(2)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、3克粘接剂聚偏氟乙烯、3克导电剂炭黑加入到100克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料。
将该负极浆料均匀地涂布在厚度为12微米的铜箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为5毫克/厘米2，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(3)电池的装配
将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/EMC/DEC＝1∶1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池铝壳中，密封，制成锂离子电池A3。
实施例4
本实施例说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
(1)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、3克粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、2克导电剂碳纳米管(深圳纳米港公司商品，直径20-50纳米，长径比为300)加入到50克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该正极浆料均匀地涂布在厚度为20微米的铝箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为10毫克/厘米2，然后150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克活性成分LiCoO2。
(2)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、3克粘接剂聚偏氟乙烯、3克导电剂炭黑加入到100克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料。
将该负极浆料均匀地涂布在厚度为12微米的铜箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为4毫克/厘米2，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(3)电池的装配
将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/EMC/DEC＝1∶1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池铝壳中，密封，制成锂离子电池A4。
实施例5
本实施例说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
(1)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、3克粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、2克导电剂碳纳米管(台湾汇磊公司商品，直径10-40纳米，长径比为500)加入到50克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该正极浆料均匀地涂布在厚度为20微米的铝箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为12毫克/厘米2，然后150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克活性成分LiCoO2。
(2)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、3克粘接剂聚偏氟乙烯、3克导电剂炭黑加入到100克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料。
将该负极浆料均匀地涂布在厚度为12微米的铜箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为7毫克/厘米2，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(3)电池的装配
将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/EMC/DEC＝1∶1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池铝壳中，密封，制成锂离子电池A5。
实施例6
本实施例说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
(1)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、3克粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、2克导电剂碳纳米管(台湾汇磊公司商品，直径10-40纳米，长径比为500)加入到50克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该正极浆料均匀地涂布在厚度为20微米的铝箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为15毫克/厘米2，然后150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克活性成分LiCoO2。
(2)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、3克粘接剂聚偏氟乙烯、3克导电剂炭黑加入到100克N-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料。
将该负极浆料均匀地涂布在厚度为12微米的铜箔的两侧，使单面涂覆层的面密度为6毫克/厘米2，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(3)电池的装配
将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/EMC/DEC＝1∶1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池铝壳中，密封，制成锂离子电池A6。
对比例1
本对比例说明参比锂离子二次电池及其制备方法。
采用与实施例1相同的方法制备锂离子二次电池，不同的是，在制备正极，在正极集电体铝箔的两侧涂覆正极浆料的时候，使单面涂覆层的面密度为20毫克/厘米2，在制备负极，在负极集电体铜箔的两侧涂覆负极浆料的时候，使单面涂覆层的面密度为8毫克/厘米2。制备得到参比锂离子电池AC1。
对比例2
本对比例说明参比锂离子二次电池及其制备方法。
采用与实施例1相同的方法制备锂离子二次电池，不同的是，在制备正极，在正极集电体铝箔的两侧涂覆正极浆料的时候，使单面涂覆层的面密度为25毫克/厘米2，在制备负极，在负极集电体铜箔的两侧涂覆负极浆料的时候，使单面涂覆层的面密度为10毫克/厘米2。制备得到参比锂离子电池AC2。
对比例3
本对比例说明参比锂离子二次电池及其制备方法。
采用与实施例2相同的方法制备锂离子二次电池，不同的是，在制备正极，在正极集电体铝箔的两侧涂覆正极浆料的时候，使单面涂覆层的面密度为25毫克/厘米2。制备得到参比锂离子电池AC3。
对比例4
本对比例说明参比锂离子二次电池及其制备方法。
采用与实施例2相同的方法制备锂离子二次电池，不同的是，在制备负极，在负极集电体铜箔的两侧涂覆负极浆料的时候，使单面涂覆层的面密度为12毫克/厘米2。制备得到参比锂离子电池AC4。
实施例7-12
下列实施例分别测定实施例1-6制得的锂离子电池A1-A6的大倍率放电性能。
将上述制得的锂离子电池分别放在测试柜上，先以1C进行恒流恒压充电2.5小时，充电上限为4.2伏。搁置20分钟后，分别以0.2C、2C、5C和10C的电流从4.2伏放电至3.0伏，记录每次电池的放电容量并分别计算与0.2C放电时的放电容量的比值，即：
C2C/C0.2C：以2C的电流从4.2V放电至3.0V的放电容量与以0.2C的电流从4.2V放电至3.0V的放电容量的比值；
C5C/C0.2C：以2C的电流从4.2V放电至3.0V的放电容量与以0.2C的电流从4.2V放电至3.0V的放电容量的比值；
C10C/C0.2C：以2C的电流从4.2V放电至3.0V的放电容量与以0.2C的电流从4.2V放电至3.0V的放电容量的比值。
结果分别如下表1和表2所示。
对比例5-8
该对比例分别测定对比例1-4制得的参比锂离子电池AC1-AC4的大倍率放电性能。
采用与实施例7-12相同的方法进行测定，不同的是测定的电池是参比锂离子电池AC1-AC4。
结果分别如下表1和表2所示。
表1
Figure A20061014482100191
表2
Figure A20061014482100201
从表1中的数据可以看出，比较本发明提供的电池与对比例的电池容量，可以看出，虽然在正常放电电流(0.2C)下，本发明的电池容量与对比例的电池相比没有非常显著的差别，甚至各别的电池容量还与对比例的参比电池相同，但是，当电池以2C、5C和10C的大电流放电后，本发明提供的电池的放电容量的衰减速度明显低于对比例的参比电池。
进一步从表2中的数据可以看出，本发明提供的电池的C2C/C0.2C、C5C/C0.2C、C10C/C0.2C的倍率放电性能明显优于对比例的参比电池，因此说明，本发明提供的锂离子电池具有良好的大电流、大倍率放电性能。

Claims (11)

1.一种锂离子二次电池，该电池包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜，所述正极包括集电体及涂覆和/或填充于该集电体两面的正极材料层，该正极材料层含有正极活性物质、正极粘合剂和正极导电剂；所述负极包括集电体及涂覆和/或填充于该集电体两面的负极材料层，该负极材料层包括负极活性物质和负极粘合剂，其特征在于，所述正极集电体上正极材料层的单面面密度为10至小于20毫克/厘米2，所述负极集电体上负极材料层的单面面密度为3至小于8毫克/厘米2。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述正极集电体上正极材料层的单面面密度为12-18毫克/厘米2，所述负极集电体上负极材料层的单面面密度为4-7毫克/厘米2。
3.根据权利要求1所述的电池，其中，所述正极导电剂为碳纳米管。
4.根据权利要求3所述的电池，其中，所述碳纳米管的直径为10-50纳米，长径比为100-10000。
5.根据权利要求3所述的电池，其中，以正极活性物质为基准，所述正极导电剂碳纳米管的含量为0.1-3重量％。
6.根据权利要求1所述的电池，其中，所述正极活性物质选自LixNi1-yCoO2，式中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1.0、Li1+aMbMn2-bO4，式中，-0.1≤a≤0.2，0≤b≤1.0，M为锂、硼、镁、铝、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钇、氟、碘、硫元素中的一种、LimMn2-nBnO2，式中，B为过渡金属，0.9≤m≤1.1，0≤n≤1.0中的一种或几种；所述正极粘合剂或负极粘合剂选自聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶中的一种或几种，以正极活性物质为基准，所述正极粘合剂的含量为0.5-8重量％；以负极活性物质为基准，所述负极粘合剂的含量为0.5-10重量％；所述非水电解液为电解质锂盐和非水溶剂的混合溶液，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂及氟烃基磺酸锂中的一种或几种；所述有机溶剂为链状酸酯和环状酸酯的混合溶液，所述链状酸酯选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸二丙酯(DPC)以及其它含氟、含硫或含不饱和键的链状有机酯类中的至少一种，所述环状酸酯选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、γ-丁内酯(γ-BL)、磺内酯以及其它含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯类中的至少一种。
7.权利要求1所述电池的制备方法，该方法包括制备该电池的正极和负极，并且将正极、负极和隔膜制备成极芯，将得到的极芯和电解液密封在电池壳中，所述正极的制备方法包括将含有正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体的两面上，干燥，压延或不压延；所述负极的制备方法包括将含有负极活性物质和负极粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体的两面上，干燥，压延或不压延，其特征在于，含有正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂与溶剂的浆料及含有负极活性物质和负极粘合剂与溶剂的浆料的用量使正极集电体上正极材料层的单面面密度为10至小于20毫克/厘米2，使负极集电体上负极材料层的单面面密度为3至小于8毫克/厘米2。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述含有正极活性物质、正极导电剂和正极粘合剂与溶剂的浆料及含有负极活性物质和负极粘合剂与溶剂的浆料的用量使正极集电体上正极材料层的单面面密度为12-18毫克/厘米2，使负极集电体上负极材料层的单面面密度为4-7毫克/厘米2。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述正极导电剂为碳纳米管。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述碳纳米管的直径为10-50纳米，长径比为100-10000。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，以正极活性物质为基准，所述正极导电剂碳纳米管的含量为0.1-3重量％。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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