CN103022554A - 一种可充电锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可充电锂离子电池，包括一个正极、一个负极、一层隔膜、电解液及电极端子；所述正极使用碳纳米管作为唯一的导电剂，所述导电剂的重量百分比含量为同型号电池所用的常规导电剂的50%；所述正、负极片上正、负涂料的涂敷长度为同型号电池的极片长度减去卷绕极组1~(N-1)折的长度，N为同型号电池极组卷绕折数，将减少的箔材及隔膜的空间提供给活性物质涂敷量；所述正、负极的涂敷量根据所述正、负涂料的涂敷长度对应提高，使制备成的电池与同型号电池的入壳比相同。本发明通过使用碳纳米管高电导率导电剂并改变极组结构，有效地提升了可充电锂离子电池容量，且不会由于结构改变而升高内阻、降低电性能，提升了可充电锂离子电池的能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，涉及一种可充电锂离子电池。
背景技术
可充电锂离子电池，由于其具有电压高，重量轻，能量密度大，自放电低等优点在可携式工具中获得了广泛的应用。但在固定的电池型号上，由于电池内部空间一定，使得电池的容量取决于正负极材料的碾压密度。
目前，许多科研工作者已经做了大量工作来改善材料的碾压性能，使其更容易提升体积密度，从而使电池容量得到提升，但材料方面性能提升似乎已到了极限；若材料本身特性不改变，简单通过提升其碾压密度会造成电池卷绕不良、循环变差或性能下降等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可充电锂离子电池，旨在解决目前的可充电锂离子电池的能量密度难以提高的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可充电锂离子电池，包括一个正极、一个负极、一层隔膜、电解液及电极端子；所述正极使用碳纳米管作为唯一的导电剂，所述导电剂的重量百分比含量为同型号电池所用的常规导电剂的50%；所述正、负极片上正、负极涂料的涂敷长度为同型号电池的极片长度减去卷绕极组1~(N-1)折的长度，N为同型号电池极组卷绕折数，将减少的集流体箔材及隔膜的空间提供给活性物质涂敷量；所述正、负极的涂敷量根据所述正、负涂料的涂敷长度对应提高，使制备成的电池与同型号电池的入壳比相同。
所述正极的活性物质为钴酸锂、镍钴酸锂或三元材料，
所述正极和负极的集流体分别为铝箔、铜箔。
所述铝箔厚度为15μm，所述铜箔厚度为8μm或10μm。
所述电极端子是由镍条、铝条、铜条以及前述金属的合金或者镀有前述金属的材料制成。
所述负极的活性物质用为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球可逆性的脱嵌锂离子的碳材料。
所述电解液是由EC/DMC按体积比为1:1混合液体配成的1~1.1mol/的LLiPF6。
所述隔膜为12~25μm聚乙烯膜。
本发明通过使用碳纳米管高电导率导电剂，从而可以将原有的电池的正、负极片上涂料的涂敷长度进行大幅度减少（即减少电池极组的卷绕折数），同时大幅度提高正、负极片的涂敷量，从而可以减少隔膜、集流体的使用，给正、负极的活性物质提供了空间，不但有效提升了电池的容量，也降低了成本，且不会由于结构改变而升高内阻、降低电性能，从而提升了可充电锂离子电池的能量密度。
附图说明
图1是本发明实施例1制作的样品电池与同型号样品电池在常温1C循环放电对比曲线；
图2是本发明实施例2制作的样品电池与同型号样品电池在常温1C循环放电对比曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
本发明是这样实现的，一种可充电锂离子电池，包括一个正极、一个负极、一层隔膜、电解液及电极端子；所述正极使用碳纳米管作为唯一的导电剂，所述导电剂的重量百分比含量为同型号电池所用的常规导电剂的50%；所述正、负极片上正、负极涂料的涂敷长度为同型号电池的极片长度减去卷绕极组1~(N-1)折的长度，N为同型号电池极组卷绕折数，将减少的集流体箔材及隔膜的空间提供给活性物质涂敷量；所述正、负极的涂敷量根据所述正、负涂料的涂敷长度对应提高，使制备成的电池与同型号电池的入壳比相同。
所述正极的活性物质为钴酸锂、镍钴酸锂或三元材料。
所述正极和负极的集流体分别为铝箔、铜箔。
所述铝箔厚度为15μm，所述铜箔厚度为8μm或10μm。
所述电极端子是由镍条、铝条、铜条以及前述金属的合金或者镀有前述金属的材料制成。
所述负极的活性物质为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球可逆性的脱嵌锂离子的碳材料。
所述电解液是由EC/DMC按体积比为1:1混合液体配成的1~1.1mol/的LLiPF6。
所述隔膜为12~25μm聚乙烯膜。
本发明实施例中，所述的可充电锂离子电池通过以下方式制备：
用所述的隔膜将电池的所述的涂有正、负极涂料的正、负极片隔开，并对齐进行卷绕形成电池极组，将卷好的正负极片形成的电池极组放入铝质的电池壳中，在干燥箱中注入所述电解液，再将电池完全密封，形成该锂离子电池。
实施例1：以043046（800mAh）方形电池为例
该方形电池采用上述方法制备，其正极活性物质采用LiCoO2，负极活性物质采用人造石墨，电解液使用1mol/LLiPF6的EC/DMC（体积比1：1）；导电剂为该043046（800mAh）电池所用的常规导电剂（碳黑）的50%，同时，将正、负极片上正极涂料及负极涂料的涂敷长度减少，减少的长度为同型号电池的极片长度减去卷绕极组的1折；将正、负极上正极涂料及负极涂料的涂敷量相应提高，使结构改变前后电池的入壳比相同。
按实施1的方法，制作测试样品电池两个，分别记作实例样品01、实例样品02，与该型号电池（两个，分别记作原型号样品01、原型号样品02），经常规常温下1C循环放电测定，该型号的锂离子电池使用上述结构改变后和添加碳纳米管导电剂后容量提升10mAh，内阻基本不变，常温循环性能保持与原型号电池相当，见附图1。
实例2：以043450（900mAh）方形电池为例
该方形电池的正极活性物质采用LiCoO2，负极活性物质采用天然石墨，电解液使用1mol/LLiPF6的EC/DMC（体积比1：1），导电剂为该043450（900mAh）电池所用的常规导电剂（碳黑）的50%，将正、负极上正极涂料及负极涂料的涂敷长度减少，减少的长度为该型号电池的极片长度减去卷绕极组的3折；同时，将正、负极正极涂料及负极涂料的涂敷量相应提高，使结构改变前后电池的入壳比相同；由于涂敷量提升，故添加碳纳米管导电剂的重量百分比的量比043046（800mAh）电池提升1.6％。
按实施1的方法，制作测试样品电池两个，分别记作实例样品01、实例样品02，与该型号电池（两个，分别记作原型号样品01、02），经常规常温下1C循环放电测定，该型号的锂离子电池使用上述结构和添加碳纳米管后容量提升100mAh，内阻基本不变，常温循环性能保持与原型号电池相当，见附图2。
本发明由于使用碳纳米管作为锂离子电池的导电剂，从而可以将原有的电池的正、负极片上涂料的涂敷长度进行大幅度减少（即减少电池极组的卷绕折数），同时大幅度提高正、负极片的涂敷量，从而可以减少隔膜、集流体的使用，给正、负极的活性物质提供了空间，不但提升了电池的容量，也降低了成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种可充电锂离子电池，包括一个正极、一个负极、一层隔膜、电解液、电极端子以及电池外壳；其特征在于，所述正极使用碳纳米管作为唯一的导电剂，所述导电剂的重量百分比含量为同型号电池所用的常规导电剂的50%；所述正、负极片上正、负极涂料的涂敷长度为同型号电池的极片长度减去卷绕的1~(N-1)折的长度，N为同型号电池极组卷绕折数，将减少的集流体箔材及隔膜的空间提供给活性物质涂敷量；所述正、负极的涂敷量根据所述正、负涂料的涂敷长度对应提高，使制备成的电池与同型号电池的入壳比相同。
2.根据权利要求1所述的可充电锂离子电池，其特征在于，所述正极的活性物质为钴酸锂、镍钴酸锂或三元材料。
3.根据权利要求1所述的可充电锂离子电池，其特征在于，所述正极和负极的集流体分别为铝箔、铜箔。
4.根据权利要求1所述的可充电锂离子电池，其特征在于，所述电极端子是由镍条、铝条、铜条以及前述金属的合金或者镀有前述金属的材料制成。
5.根据权利要求1所述的可充电锂离子电池，其特征在于，所述负极的活性物质为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球可逆性的脱嵌锂离子的碳材料。
6.根据权利要求1所述的可充电锂离子电池，其特征在于，所述电解液是由EC/DMC按体积比为1∶1混合液体配制成的1~1.1mol/LLiPF6。
7.根据权利要求1所述的可充电锂离子电池，其特征在于，所述隔膜为12~25μm聚乙烯膜。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107240713A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-10 | 广东天劲新能源科技股份有限公司 | 一种提高电池充电效率的方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH11283629A (ja) * | 1998-03-27 | 1999-10-15 | Japan Storage Battery Co Ltd | 有機電解質電池 |
| CN1588679A (zh) * | 2004-08-09 | 2005-03-02 | 深圳市纳米港有限公司 | 锂离子二次电池正极材料及其制备方法 |
| CN102088086A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-06-08 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种高电压锂离子电池正极，使用其的锂离子电池以及制备方法 |
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2012
- 2012-12-27 CN CN201210581821XA patent/CN103022554A/zh active Pending
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