CN101944634A - 锂离子电池 - Google Patents

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汪颖
林楠
赵丰刚
谢远森
陈治
胡佳佳
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Dongguan Amperex Technology Ltd
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Ningde Amperex Technology Ltd
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池，其包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液。正极片包括正极集流体、分布于正极集流体上的正极活性物质，以及铆接于正极集流体上的正极极耳，正极极耳朝向正极集流体一面和正极集流体之间分布有导电碳处理层。本发明锂离子电池中，正极极耳和正极集流体之间分布有导电碳处理层，可增加正极极耳表面的粗糙程度，显著降低正极极耳和正极集流体之间的接触电阻。

Description

锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，特别涉及一种正极集流体和正极极耳之间具有理想接触电阻的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有比能量高、电压高和循环寿命优异等优点，因此近年来得到了广泛的应用。
锂离子电池的安全性能向来是业界关注的焦点，为了改善锂离子电池的安全性能，现有技术中也已经采用了多种技术方案，其中，正极采用非金属集流体被广泛研究并取得了理想的效果。
但是，正极采用非金属集流体之后，正极极耳和正极集流体的连接方式不能采用焊接连接，一般采用铆接连接。铆接连接方式主要靠接触导电，因此正极极耳和正极集流体之间的界面非常重要。
有鉴于此，确有必要提供一种正极集流体和正极极耳之间具有理想接触电阻的锂离子电池。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种正极集流体和正极极耳之间具有理想接触电阻的锂离子电池。
为了实现上述目的，本发明提供了一种锂离子电池，其包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液，其中，正极片包括正极集流体、分布于正极集流体上的正极活性物质和铆接于正极集流体上的正极极耳，正极极耳朝向正极集流体一面和正极集流体之间设有导电碳处理层。
相对于现有技术，本发明锂离子电池具有以下优点：正极极耳和正极集流体之间设置了导电碳处理层，可增加正极极耳表面的粗糙程度，显著降低正极极耳和正极集流体之间的接触电阻。
作为本发明锂离子电池的一种改进，所述正极集流体为非金属集流体。
作为本发明锂离子电池的一种改进，所述正极集流体为石墨集流体。
作为本发明锂离子电池的一种改进，所述导电碳处理层的厚度小于20μm，且所述正极极耳上至少留有部分未分布导电碳处理层的空白区。
作为本发明锂离子电池的一种改进，所述导电碳处理层含有导电碳和粘结剂。
作为本发明锂离子电池的一种改进，所述正极极耳是由铝片、铜片或镍片制成。
附图说明
下面结合说明书附图和具体实施方式，对本发明锂离子电池及其有益技术效果进行详细说明，其中：
图1所示为本发明锂离子电池中正极集流体和正极极耳的结构示意图，其中，图1a为正极极耳未涂布导电碳处理层的一面，图1b为正极极耳涂布有导电碳处理层的一面，图1c为正极极耳和正极集流体的连接示意图。
图2为本发明锂离子电池在常温下以0.7C充电0.5C放电的循环性能图。
具体实施方式
实施例
正极片的制作：以克容量为140mAh/g的LiCoO2作为正极膜片的活性物质，其占正极膜片总重量的95％；以聚偏二氟乙烯(PVDF)为粘结剂，其占正极膜片总重量的2.5％；以导电碳粉(Super-p)为导电剂，其占正极膜片总重量的2.5％；将上述粉料在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中混合均匀制成正极浆料；将正极浆料均匀地涂布在厚度为50μm的石墨集流体上，烘干压实后经裁片、铆接正极极耳，制得正极片。
请参阅图1所示，为本发明锂离子电池中正极极耳10和正极集流体40的结构示意图。正极极耳10是由80μm厚的铝片制成，正极极耳10朝向正极集流体40的一面上分布有导电碳处理层20，正极极耳10的顶端至少留有部分未涂布导电碳处理层20的空白区30，以方便后续焊接工艺。导电碳处理层20的厚度小于20μm，是用含导电碳(Super-P)和粘接剂聚偏二氟乙烯(PVDF)的浆料均匀涂布而成。涂布有导电碳处理层20的正极极耳10通过铆接方式稳定连接在正极集流体40上，导电碳处理层20位于正极集流体40和正极极耳10之间。
需要说明的是，虽然本发明的实施例中仅以铝制正极极耳为例对本发明锂离子电池的正极极耳10进行说明，但是，根据本发明的其他实施例，正极极耳10也可以由铜片或镍片或其他适当的材料制成。
负极片的制作：以石墨为负极活性物质，其占负极膜片总重量的92％；以羧甲基纤维素纳为增稠剂，其占负极膜片总重量的2.5％；以丁苯橡胶为粘结剂，其占负极膜片总重量的3.0％；以导电碳粉(Super-p)为导电剂，其占负极膜片总重量的2.5％；将上述粉料加入到去离子水中搅拌均匀制成负极浆料；将负极浆料均匀涂布在厚度为8μm的铜箔上，烘干压实后经裁片、焊接负极极耳，制得负极片。
锂离子电池的制备：将根据前述工艺制得的正极片、负极片和聚丙烯隔离膜依次叠加后，通过卷绕工艺制得电池芯；将电池芯装入电池包装壳中，向其内注入电解液，经化成等工序后制得本发明实施例锂离子电池。其中，电解液以浓度1mol/L的六氟磷酸锂(LiPF6)为锂盐，以碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合物为溶剂，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的体积比为EC∶EMC∶DMC＝1∶1∶1。
比较例
比较例锂离子电池中，正极片的制作、负极片的制作和锂离子电池的制作与本发明实施例基本相同，区别之处在于：在比较例锂离子电池中，正极极耳为两面都未进行导电碳处理的铝片。
取本发明实施例锂离子电池和比较例锂离子电池的样品各4个，分别测试电池内阻，测试结果如表1和表2所示。表1本发明实施例锂离子电池样品的内阻
  样品编号   电池内阻(mO)   电压(V)
  样品1   152   3.766
  样品2   116   3.765
  样品3   123   3.766
  样品4   117   3.765
表2比较例锂离子电池样品的内阻
  样品编号   电池内阻(mO)   电压(V)
  样品1   608   3.765
  样品2   402   3.765
  样品3   408   3.763
  样品4   390   3.763
从表1和表2的对比结果中可以看出：本发明实施例锂离子电池各个样品的内阻明显低于比较例锂离子电池各个样品的内阻；本发明实施例锂离子电池各个样品之间的内阻分布更为集中，而比较例锂离子电池各个样品之间的内阻分布则较为分散。由此可见，本发明实施例锂离子电池不仅电池内阻大大降低，而且电池的一致性也得到了改善。图2为本发明实施例锂离子电池在常温下以0.7C充电0.5C放电的循环性能图，从图2中可以看出，本发明实施例锂离子电池具有良好的循环性能。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种锂离子电池，其包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液，其中，正极片包括正极集流体、分布于正极集流体上的正极活性物质和铆接于正极集流体上的正极极耳，其特征在于：所述正极极耳朝向正极集流体一面和正极集流体之间设有导电碳处理层。
2.根据权利要求书1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极集流体为非金属集流体。
3.根据权利要求书1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极集流体为石墨集流体。
4.根据权利要求书1所述的锂离子电池，其特征在于：所述导电碳处理层的厚度小于20μm，且所述正极极耳上至少留有部分未分布导电碳处理层的空白区。
5.根据权利要求书1所述的锂离子电池，其特征在于：所述导电碳处理层含有导电碳和粘结剂。
6.根据权利要求书1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极极耳是由铝片、铜片或镍片制成。
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