CN101232096B - 一种锂离子电池电芯体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池电芯体系，包括正极材料体系、负极材料体系及电解液体系，其中正极材料体系包括D50为10～15微米的LiCoO2 及D50为5～8微米的LiNixCoyMn1-x-yO2，0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.3；负极材料体系选用人造石墨；电解液体系包括DMC、EMC、DEC及EC，并且DMC∶EMC∶DEC∶EC＝0.5～1∶50～80∶0.5～1∶30～50。本发明的锂离子电池电芯能够增强锂离子电池的循环性能，实现锂离子电池长循环寿命，节约了能源。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池的电芯体系。
背景技术
锂离子电池是20世纪90年代初出现的新型绿色高能可充电电池，具有电压高，能量密度大，循环性能好，自放电小，无记忆效应，工作温度范围宽等众多优点。广泛应用于移动电话，笔记本电脑，电子仪表，便携电动工具，电动自行车、武器装备等。在电动汽车中也具有很好的应用前景，目前已成为世界各国竞相研究开发的重点。提升锂离子电池的循环性能有利于节约能源损失，延长锂离子电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可实现长循环寿命的锂离子电池的电芯体系。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明公开了一种锂离子电池电芯体系，包括正极材料体系、负极材料体系及电解液体系，
所述正极材料体系包括LiCoO2及LiNixCoyMn1-x-yO2，其中0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.3，并且LiCoO2的粒径D50＝10～15微米，LiNixCoyMn1-x-yO2的粒径D50＝5～8微米；
所述负极材料体系包括人造石墨；
所述电解液体系包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)及碳酸乙烯酯(EC)，并且所述各成分的体积比为DMC∶EMC∶DEC∶EC＝0.5～1∶50～80∶0.5～1∶30～50。
优选的，在所述正极材料体系中，LiCoO2∶LiNixCoyMn1-x-yO2＝90～60∶10～40，所述为质量比。
进一步的，所述正极材料体系还包括导电剂及粘合剂PVDF，并且各成分的质量比为LiCoO2∶LiNixCoyMn1-x-yO2∶导电剂∶PVDF＝90～60∶10～40∶2～3∶2.5。
优选的，在所述负极材料体系中，人造石墨的粒径D50＝18～22微米，并且是以石油焦或针状焦为基材的人造石墨。
进一步的，所述负极材料体系还包括增稠剂CMC、粘结剂SBR，并且可以含有或不含有导电剂，各成分质量比为人造石墨∶导电剂∶CMC∶SBR＝100∶0～3∶1～2∶2～3。
优选的，在所述电解液体系中，还包括有占DMC、EMC、DEC、EC总质量1～3％的成膜添加剂。
所述成膜添加剂优选为碳酸亚乙烯酯(VC)。
由于采用了以上技术方案，使本发明具备的有益效果在于：
本发明的锂离子电池电芯，正极材料体系选用粒度搭配的LiCoO2和LiNixCoyMn1-x-yO2(0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.3)，负极材料选用石油焦或者针状焦为基材的人造石墨；电解液体系选用四组分的体系，另外可进一步添加成膜剂；通过采用这些特定组成的正极材料体系、负极材料体系以及电解液配方体系，能够增强锂离子电池的循环性能，实现锂离子电池长循环寿命，节约了能源。
附图说明
图1是实施例1制备的锂离子电池的循环曲线示意图；
图2是实施例2制备的锂离子电池的循环曲线示意图；
图3是实施例3制备的锂离子电池的循环曲线示意图；
图4是对比例制备的锂离子电池的循环曲线示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步详细的描述。
实施例1
一种锂离子电池电芯体系：
其正极材料体系配方为LiCoO2∶LiNi0.8Co0.05Mn0.15O2∶导电剂SuperP∶PVDF＝90∶10∶2∶2.5，所述为质量比。其中，LiCoO2粒径D50＝11微米，LiNi0.8Co0.05Mn0.15O2粒径D50＝6微米；
负极材料体系配方为人造石墨∶CMC∶SBR＝100∶2∶2，所述为质量比，其中人造石墨D50＝20微米；
电解液体系配方为，DMC∶EMC∶DEC∶EC＝1∶60∶1∶36，所述为体积比，并且添加有占DMC、EMC、DEC、EC总质量2％的成膜添加剂VC。
按常规方法制作成型号423048的锂离子电池，并按常规检测循环性能，结果如图1及后表1所示。
实施例2
一种锂离子电池电芯体系：
其正极材料体系配方为LiCoO2∶LiNi0.6Co0.3Mn0.1O2∶导电剂SuperP∶PVDF＝80∶20∶2∶2.5，所述为质量比。其中，LiCoO2粒径D50＝12微米，LiNi0.6Co0.3Mn0.1O2粒径D50＝7微米；
负极材料体系配方为人造石墨∶导电剂(SFG-6)∶CMC∶SBR＝100∶2∶1∶2，所述为质量比，其中人造石墨D50＝20微米；
电解液体系配方为，DMC∶EMC∶DEC∶EC＝0.8∶47∶0.8∶50，所述为体积比，并且添加有占DMC、EMC、DEC、EC总质量1.4％的成膜添加剂VC。
按常规方法制作成型号423048的锂离子电池，并按常规检测循环性能，结果如图2及后表1所示。
实施例3
一种锂离子电池电芯体系：
其正极材料体系配方为LiCoO2∶LiNi0.7Co0.2Mn0.1O2∶导电剂SuperP∶PVDF＝60∶40∶2∶2.5，所述为质量比。其中，LiCoO2粒径D50＝15微米，LiNi0.7Co0.2Mn0.1O2粒径D50＝8微米；
负极材料体系配方为人造石墨∶导电剂(SFG-6)∶CMC∶SBR＝1OO∶3∶1∶3，所述为质量比，其中人造石墨D50＝20微米；
电解液体系配方为，DMC∶EMC∶DEC∶EC＝0.5∶50∶0.5∶48，所述为体积比，并且添加有占DMC、EMC、DEC、EC总质量1％的成膜添加剂VC。
按常规方法制作成型号423048的锂离子电池，并按常规检测循环性能，结果如图3及后表1所示。
对比例
一种锂离子电池电芯体系：
其正极材料体系配方为LiCoO2∶导电剂SuperP∶PVDF＝100∶2∶2.5，所述为质量比。其中，LiCoO2粒径D50＝8微米；
负极材料体系配方为天然改性石墨∶导电剂(SFG-6)∶CMC∶SBR＝100∶2.5∶1.5∶2，所述为质量比；
电解液体系配方为，EC∶EMC＝3∶7，所述为体积比，并且添加有占EMC、EC总质量1％的成膜添加剂VC。
按常规方法制作成型号423048的锂离子电池，并按常规检测循环性能，结果如图4及后表1所示。
表1
| 初始容量(mAh) | 800次循环后容量(mAh) | 容量保持率 | |
| 实施例1 | 674 | 552 | 81.9％ |
| 实施例2 | 678 | 549 | 81.0％ |
| 实施例3 | 680 | 552 | 81.1％ |
| 比较例 | 630 | 521(400次) | 82.3％(400次) |
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种锂离子电池电芯体系，包括正极材料体系、负极材料体系及电解液体系，其特征在于：
所述正极材料体系包括LiCoO2及LiNixCoyMn1-x-yO2，其中0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.3，并且LiCoO2的粒径D50＝10～15微米，LiNixCoyMn1-x-yO2的粒径D50＝5～8微米；
所述负极材料体系包括人造石墨；
所述电解液体系包括碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）及碳酸乙烯酯（EC），并且所述各成分的体积比为DMC∶EMC∶DEC∶EC=0.5～1∶50～80∶0.5～1∶30～50。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电芯体系，其特征在于：所述正极材料体系中，LiCoO2与LiNixCoyMn1-x-yO2的质量比为90～60∶10～40。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池电芯体系，其特征在于：所述正极材料体系还包括导电剂及粘合剂PVDF，并且各成分的质量比为LiCoO2∶LiNixCoyMn1-x-yO2∶导电剂∶PVDF=90～60∶10～40∶2～3∶2.5。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电芯体系，其特征在于：所述负极材料体系中，人造石墨的粒径D50＝18～22微米，并且是以石油焦或针状焦为基材的人造石墨。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池电芯体系，其特征在于：所述负极材料体系还包括增稠剂CMC、粘结剂SBR，并且可以含有或不含有导电剂，各成分质量比为人造石墨∶导电剂∶CMC∶SBR=100∶0～3∶1～2∶2～3。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电芯体系，其特征在于：所述电解液体系中，还包括有占DMC、EMC、DEC、EC总质量1～3％的成膜添加剂。
7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池电芯体系，其特征在于：所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯（VC）。
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