CN103117411A - 锂离子电池及制作该锂离子电池的方法 - Google Patents
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Abstract
一种锂离子电池,其中包括外壳、电解液、隔离膜、正极片和负极片,其中正极片和负极片之间夹设有隔离膜,在正极片、负极片和隔离膜之间充斥电解液,其中正极片是石墨箔集流体上涂覆正极活性材料浆料构成。石墨箔作为正极集流体材料,避免了采用铝箔导致毛刺产生,提高了安全性能,同时由于石墨箔的导热率比铝箔要高,并且热阻低于铝箔,有利于提高活性材料和集流体之间的粘结强度、改善活性材料和集流体之间的接触粘合情况、提高了锂离子电池在高温和大倍率充放电情况下的循环寿命。
Description
【技术领域】
本发明属于电池能源领域,尤其涉及采用石墨箔制作电池正极,及采用该正极的锂离子电池的制作方法。
【背景技术】
随着环保能源概念、可持续发展能源策略深入人心,绿色环保的太阳能、LED照明和锂离子电池等行业的发展处于不断上升状态,锂离子电池的应用规模持续扩大,锂离子电池以其大功率充放电能力、高安全性以及长效使用寿命等特点逐渐在市场中占据主流地位,动力锂离子电池是具有大流量电流充放电、大容量蓄电、常用于提供驱动动力的锂离子电池,动力锂离子电池最常见应用在电动交通工具、电动自行车以及电动汽车中,在锂离子电池产量、销售规模、应用设置大幅增长的同时,其性能稳定性、安全性成为更多受人关注的核心问题。
锂离子电池主要是由正极片、负极片、隔离膜、电解液、壳体五大部分组成,锂离子电池内一般包括若干个依次层叠的电池单体,每个电池单体包括卷绕或者叠加的负极片、隔离膜和正极片,正极片包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体组成,由正极活性物质和导电剂混合而成的浆料涂覆粘结于金属箔的集流体表面,构成正极;负极包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和集流体组成,由负极活性物质和导电剂混合而成的浆料涂覆粘结于金属箔的集流体表面,构成负极;隔离膜间隔在负极片和正极片之间,起到电子阻隔、离子导通的作用,隔离膜是一种特殊的复合膜,成分有PP、PE、或者其混合体;所述电解液充斥在外壳之内、正极片和负极片之间,电解液是由锂盐和有机溶剂组成的溶液,壳体是包裹内部功能元件的密封外包装装置,有铝壳、钢壳、铝塑膜等。
上述集流体,是指汇集电流的结构或零件,在锂离子电池上主要指的是金属箔,如铜箔、铝箔。其功用主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出,因此集流体应与活性物质充分接触,并且应当尽量减小其内阻以提高其性能。
为了提高动力锂离子电池的综合性能,通常从电极材料、电解液、导电剂、集流体及电池制作和设计等方面作为切入点进行改进,在锂离子电池中,活性材料混合浆料均匀涂布于铝箔的集流体或铜箔的集流体表面,集流体通过与活性材料的物理接触将电化学反应产生的电子汇集并导出至外电路,从而实现化学能转化为电能的过程。由此原理可以推知,集流体与活性材料间的接触状况是影响锂离子电池充放电性能的重要因素。
在常规的锂离子电池极片制作工艺中,活性材料混合浆料直接涂布于铝箔或铜箔表面,干燥后通过粘结剂实现活性材料粘黏于集流体表面。然而,这样的结构设计存在如下两方面的缺陷:1、刚性的金属集流体与活性材料颗粒间的接触面积有限,界面电阻较大,引起电池内阻的上升,对于电池性能特别是电池在大电流充放电条件下的性能存在不良影响;2、粘结剂的粘结强度有限,在持续的充放电过程中,由于电池发热而影响性能,极易造成活性材料与集流体间的膨胀脱离,也会带来电池内阻的增加,使得电池的循环使用寿命缩短、尤其是在高温条件和大倍率充放电的情况下特别明显。因此,降低集流体与活性材料间的界面电阻,提高两者之间的粘结强度是提升锂离子电池性能的关键所在。
目前解决上述问题的常规手段主要是通过采用增加浆料粘结剂的用量、集流体表面化学腐蚀、电晕或者是在集流体表面涂敷含导电材料的薄层等方法来增加两者之间的粘附效果。然而只是单纯地增加粘结剂用量会对电池性能造成一系列不良影响:包括电池内阻的增大、能量密度和功率密度的降低、循环使用寿命缩短、电池发热量上升等;而化学腐蚀、电晕等特殊处理会对集流体产生一定程度的表面损伤,降低箔材的强度,严重影响后续的成品加工,并且成本较高,不利于大规模生产的需要。集流体表面涂敷含导电材料的薄层,是相对而言效果较好、不良影响较小,而也是目前使用最广泛的方法,但是涂覆效果有限,不能改善电池在高温和大倍率充放电情况下较差的循环寿命,同时涂覆也会增加一定的成本。
【发明内容】
本发明针对以上情况,为了克服现有技术中锂离子电池高温循环性能以及大倍率循环性能较差的缺陷,提出了一种提高活性材料与集流体之间粘合强度的锂离子电池,改善活性材料与集流体之间接触效果,从而提高锂离子电池在高温和大倍率充放电情况下的循环寿命。
本发明所提出的锂离子电池,其中包括外壳、电解液、隔离膜、正极片和负极片,其中正极片和负极片之间夹设有隔离膜,所述正极片、负极片和隔离膜全部层叠设置在外壳内,在正极片、负极片和隔离膜之间充斥电解液,其中正极片是在石墨箔集流体上涂覆正极活性材料浆料构成;所述负极片是在金属箔集流体上涂覆负极活性材料浆料构成。
其中正极活性材料浆料通过粘结剂粘覆在石墨箔集流体上,其中负极活性材料浆料通过粘结剂粘覆在铜箔集流体上。
一种制作锂离子电池的方法,其中包括正极片的制备、负极片的制备和电池的装配,
所述正极片的制备:以质量分数配比,将正极活性成分80-115份、粘结剂2-4份、正极导电剂2-5份,加入到48-130份的溶剂中,搅拌形成均匀的正极活性材料浆料;在该浆料的粘度为5000-15000mPa.S范围内时,将该正极活性材料浆料均匀地涂布在石墨箔集流体上,将涂布有正极活性材料浆料的正极集流体烘干、辊压后裁切成形正极片;
所述负极片的制备:以质量分数配比,将负极活性成分80-115份、粘结剂1.5-5份、负极导电剂1-5份加入到100-130份溶剂中,搅拌形成均匀的负极活性材料浆料;将该负极活性材料浆料均匀地涂布在金属箔集流体上,将涂布有负极活性材料浆料的金属箔集流体烘干、辊压后裁切成负极片;
所述电池的装配:将上述步骤完成的正极片、负极片中间夹设隔离膜,构成一个电芯,将该电芯容纳在电池壳体内,注入2-6g/Ah浓度为0.8-2mol/L的电解液,然后将电池壳体密封,制成锂离子电池。
更进一步地,在上述其中的正极片的制备中,所述正极活性成分为钴酸锂LiCoO2、磷酸亚铁锂LiFePO4、镍钴锰酸锂LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2和锰酸锂LiMn2O4中的一种或几种混合物;所述粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF),所述正极导电剂为乙炔黑、导电炭黑、导电石墨和碳纳米管中任意一种或者多种混合物;所述溶剂为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)以及水和醇类中的任意一种或者几种混合物;所述搅拌过程是在真空搅拌机中完成。
而其中的负极片的制备中,所述负极活性成分为天然石墨、人造石墨、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金和硅合金中的任意一种或几种混合物;所述的粘结剂包括含氟树脂和聚烯烃化合物;所述负极导电剂为乙炔黑、导电炭黑、导电石墨和碳纳米管中的任意一种或者多种混合物;所述的溶剂为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)以及水和醇类中的任意一种或者几种混合物。
其中电池的装配中,所述电解液为电解质和有机溶剂的混合溶液,所述电解质锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂和氟烃基磺酸锂中的任意一种或几种混合物;所述有机溶剂为链状酸酯和环状酸酯混合溶液,其中链状酸酯为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)和碳酸二丙酯(DPC)中的任意一种或者多种混合物;其中环状酸酯为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)和磺内酯中任意一种或几种混合物。
在所述电解液中添加亚硫酸丙烯酯(PS)或氟代碳酸乙烯酯(FEC)能促进固体电解质表面膜(SEI)形成的添加剂。
将所述正极活性材料浆料均匀涂布在石墨箔集流体上,该石墨箔集流体厚度为35-60μm涂布速度控制在1-5m/min,经过均匀涂布浆料后,在90-150°的温度下烘干、辊压后,裁切为宽度为64mm、长度为255mm的正极片。
所述负极集流体经过均匀涂布浆料后,在80-95°的温度下烘干、辊压后,裁切为宽度为66mm,长度为258mm的负极片;所述金属箔集流体为铜箔集流体或者铝箔集流体。
具体地说明,该制作锂离子电池的方法,其中包括正极片的制备、负极片的制备和电池的装配,
所述正极片的制备:以质量分数配比,将正极活性成分LiCoO2100份、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)3份、碳黑3份,加入到50份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活性材料浆料;将该浆料均匀的涂布在宽300毫米、厚48微米的石墨箔上,然后100度烘干、辊压之后,裁切得到宽64毫米,长255毫米的正极片;
所述负极片的制备:以质量分数配比,将负极活性成分人造石墨100份、羧甲基纤维素1份、丁苯橡胶2份、炭黑3份加入到120份的水中,然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料;将负极浆料均匀地涂布在宽320微米,厚度为10微米的铜箔上,然后90度烘干、辊压之后,裁切得到宽66毫米,长258毫米的负极片。
所述电池的装配:将上述步骤中制成的正、负极片中间夹设隔离膜,构成一个电芯,将该电芯容纳在电池壳体内,随后将浓度为1mol/L的六氟磷酸锂溶解在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4g/Ah的量注入电池铝塑膜中,然后将电池壳体密封,制成锂离子电池。
本发明中采用石墨箔作为正极集流体材料,避免了采用铝箔会有毛刺刺穿隔离膜,导致电池内部发生短路的情况,提高电池的安全性,而石墨箔的导热率比其他金属箔要高,同时热阻低于其他金属箔,有利于提高活性材料和集流体之间的粘结强度、改善活性材料和集流体之间的接触粘合情况、减少极化、提高倍率性能,改善锂离子电池整体性能。
【具体实施方式】
下面将结合本发明的具体实施方式对本发明锂离子电池和制备锂离子电池的方法进行进一步的详细说明。
本发明的锂离子电池,其中包括外壳、电解液、隔离膜、正极片和负极片,其中正极片和负极片之间夹设有隔离膜,所述正极片、负极片和隔离膜全部层叠设置在外壳内,在正极片、负极片和隔离膜之间充斥电解液,其中正极片是在石墨箔集流体上涂覆正极活性材料浆料构成;所述负极片是在金属箔集流体上涂覆负极活性材料浆料构成。
其中正极活性材料浆料通过粘结剂粘覆在石墨箔集流体上,其中负极活性材料浆料通过粘结剂粘覆在铜箔集流体上。
一种制作锂离子电池的方法,其中包括正极片的制备、负极片的制备和电池的装配,
所述正极片的制备:以质量分数配比,将正极活性成分80-115份、粘结剂2-4份、正极导电剂2-5份,加入到48-130份的溶剂中,搅拌形成均匀的正极活性材料浆料;在该浆料的粘度为5000-15000mPa.S范围内时,将该正极活性材料浆料均匀地涂布在石墨箔集流体上,将涂布有正极活性材料浆料的正极集流体烘干、辊压后裁切成形正极片;所述正极活性成分为钴酸锂LiCoO2、磷酸亚铁锂LiFePO4、镍钴锰酸锂LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2和锰酸锂LiMn2O4中的一种或几种混合物;所述粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF),所述正极导电剂为乙炔黑、导电炭黑、导电石墨和碳纳米管中任意一种或者多种混合物;所述溶剂为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)以及水和醇类中的任意一种或者几种混合物;所述搅拌过程是在真空搅拌机中完成。
所述负极片的制备:以质量分数配比,将负极活性成分80-115份、粘结剂1.5-5份、负极导电剂1-5份加入到100-130份溶剂中,搅拌形成均匀的负极活性材料浆料;将该负极活性材料浆料均匀地涂布在金属箔集流体上,将涂布有负极活性材料浆料的金属箔集流体烘干、辊压后裁切成负极片;所述负极活性成分为天然石墨、人造石墨、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金和硅合金中的任意一种或几种混合物;所述的粘结剂包括含氟树脂和聚烯烃化合物;所述负极导电剂为乙炔黑、导电炭黑、导电石墨和碳纳米管中的任意一种或者多种混合物;所述的溶剂为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)以及水和醇类中的任意一种或者几种混合物。
所述电池的装配:将上述步骤完成的正极片、负极片中间夹设隔离膜,构成一个电芯,将该电芯容纳在电池壳体内,注入2-6g/Ah浓度为0.8-2mol/L的电解液,然后将电池壳体密封,制成锂离子电池。其中所述电解液为电解质和有机溶剂的混合溶液,所述电解质锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂和氟烃基磺酸锂中的任意一种或几种混合物;所述有机溶剂为链状酸酯和环状酸酯混合溶液,其中链状酸酯为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)和碳酸二丙酯(DPC)中的任意一种或者多种混合物;其中环状酸酯为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)和磺内酯中任意一种或几种混合物。
在所述电解液中添加亚硫酸丙烯酯(PS)或氟代碳酸乙烯酯(FEC)能促进固体电解质表面膜(SEI)形成的添加剂。
将所述正极活性材料浆料均匀涂布在石墨箔集流体上,该石墨箔集流体厚度为35-60μm涂布速度控制在1-5m/min,经过均匀涂布浆料后,在90-150°的温度下烘干、辊压后,裁切为宽度为64mm、长度为255mm的正极片。
所述负极集流体经过均匀涂布浆料后,在80-95°的温度下烘干、辊压后,裁切为宽度为66mm,长度为258mm的负极片;所述金属箔集流体为铜箔集流体或者铝箔集流体。
具体地说明,请参考以下具体实施例,
实施例1:
一种锂离子电池,其中包括外壳、电解液、隔离膜、正极片和负极片,其中正极片和负极片之间夹设有隔离膜,所述正极片、负极片和隔离膜全部层叠设置在外壳内,在正极片、负极片和隔离膜之间充斥电解液,其中正极片是石墨箔集流体上涂覆正极活性材料浆料构成;所述负极片是金属箔集流体上涂覆负极活性材料浆料构成。
其中正极活性材料浆料通过粘结剂粘覆在石墨箔集流体上,其中负极活性材料浆料通过粘结剂粘覆在铜箔集流体上。
一种制作锂离子电池的方法,其中包括正极片的制备、负极片的制备和电池的装配,
所述正极片的制备:以质量分数配比,将100份正极活性成分LiCoO2,3份粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、3份碳黑,加入到50份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活性材料浆料;浆料的粘度测试值为5500mPa.S时,将该浆料均匀的涂布在宽300毫米、厚48微米的石墨箔上,其中涂布机的涂布速度设置为4.5m/min,涂布温度干燥范围为100℃,然后辊压、裁切得到宽64毫米,长255毫米的正极片;
所述负极片的制备:以质量分数配比,将100份负极活性成分人造石墨、1份羧甲基纤维素和2份丁苯橡胶的混合物、3份炭黑加入到120份水中,然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料;将负极浆料均匀地涂布在宽320微米,厚度为10微米的铜箔上,然后90度烘干、辊压之后,裁切得到宽66毫米,长258毫米的负极片。
所述电池的装配:将上述步骤中制成的正、负极片中间夹设隔离膜,构成一个电芯,将该电芯容纳在电池壳体内,随后将浓度为1mol/L的六氟磷酸锂溶解在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4g/Ah的量注入电池铝塑膜中,然后将电池壳体密封,制成锂离子电池A1。
在所述电解液中添加亚硫酸丙烯酯(PS)或氟代碳酸乙烯酯(FEC)能促进固体电解质表面膜(SEI)形成的添加剂。
实施例2:
一种制作锂离子电池的方法,其中包括正极片的制备、负极片的制备和电池的装配,
所述正极片的制备:以质量分数配比,将93份正极活性成分LiFePO4,4份粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、3份碳纳米管,加入到120份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活性材料浆料,浆料的粘度测试为12000mPa.S,随后将该浆料通过涂布机均匀的涂覆在宽300毫米、厚55微米的石墨箔集流体上,其中涂布机的涂布速度设置为1.5米/分钟,涂布的温度干燥范围100-125度,然后辊压、裁切得到宽64毫米,长255毫米的正极片;
所述负极片的制备:以质量分数配比,将93份负极活性成分中间相碳微球、2份羧甲基纤维素和2份丁苯橡胶的混合物、3份炭黑加入到120份水中,然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料;将负极浆料均匀地涂布在宽320微米,厚度为10微米的铜箔上,然后90度烘干、辊压之后,裁切得到宽66毫米,长258毫米的负极片。
所述电池的装配:将上述步骤中制成的正、负极片中间夹设隔离膜,构成一个电芯,将该电芯容纳在电池壳体内,随后将浓度为1.2mol/L的六氟磷酸锂溶解在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6g/Ah的量注入电池铝塑膜中,然后将电池壳体密封,制成锂离子电池A2。
实施例3:
一种制作锂离子电池的方法,其中包括正极片的制备、负极片的制备和电池的装配,
所述正极片的制备:以质量分数配比,将94份正极活性成分LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,3份粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、3份乙炔黑,加入到60份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活性材料浆料,浆料的粘度测试为6500mPa.S,随后将该浆料通过涂布机均匀的涂覆在宽300毫米、厚40微米的石墨箔集流体上,其中涂布机的涂布速度设置为4m/min,涂布的温度干燥范围100-140度,然后辊压、裁切得到宽64毫米,长255毫米的正极片;
所述负极片的制备:以质量分数配比,将93份负极活性成分天然石墨、2份羧甲基纤维素和2份丁苯橡胶的混合物、3份炭黑加入到120份水中,然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料;将负极浆料均匀地涂布在宽320微米,厚度为10微米的铜箔上,然后90度烘干、辊压之后,裁切得到宽66毫米,长258毫米的负极片。
所述电池的装配:将上述步骤中制成的正、负极片中间夹设隔离膜,构成一个电芯,将该电芯容纳在电池壳体内,随后将浓度为1mol/L的六氟磷酸锂溶解在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4g/Ah的量注入电池铝塑膜中,然后将电池壳体密封,制成锂离子电池A3。
对比例1:
本对比例示范出将正极浆料涂覆在铝箔集流体上的锂离子电池的其制备方法,提供该锂离子电池的试验参数作为对比。
在本对比例中采用与实施例1相同的制备方法,各种成分及用量都相同,只是集流体采用的是铝箔,得到对比例1的锂离子电池AB1。
对比例2:
本对比例示范出将正极浆料涂覆在涂碳的铝箔集流体上的锂离子电池的制备方法,提供该锂离子电池的试验参数作为对比。
在本对比例中采用与实施例1相同的制备方法,各种成分及用量都相同,只是集流体采用的是涂碳铝箔,得到对比例2的锂离子电池AB2。
将实施1-3和对比例1、2的进行测试,得到结果如表1所示
表1
从表1所示的结果可以看出,本发明提供的锂离子电池与参比电池相比,具有良好的高温循环和大倍率充放电性能。
以上所述,仅是本发明较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池,其中包括外壳、电解液、隔离膜、正极片和负极片,其特征在于,其中正极片和负极片之间夹设有隔离膜,所述正极片、负极片和隔离膜全部层叠设置在外壳内,在正极片、负极片和隔离膜之间充斥电解液,其中正极片是在石墨箔集流体上涂覆正极活性材料浆料构成;所述负极片是在金属箔集流体上涂覆负极活性材料浆料构成。
2.根据权利要求1所述锂离子电子,其特征在于,其中正极活性材料浆料通过粘结剂粘覆在石墨箔集流体上,其中负极活性材料浆料通过粘结剂粘覆在铜箔集流体上。
3.一种制作锂离子电池的方法,其特征在于,其中包括正极片的制备、负极片的制备和电池的装配,
所述正极片的制备:以质量分数配比,将正极活性成分80-115份、粘结剂2-4份、正极导电剂2-5份,加入到48-130份的溶剂中,搅拌形成均匀的正极活性材料浆料;在该浆料的粘度为5000-15000mPa.S范围内时,将该正极活性材料浆料均匀地涂布在石墨箔集流体上,将涂布有正极活性材料浆料的正极集流体烘干、辊压后裁切成形正极片;
所述负极片的制备:以质量分数配比,将负极活性成分80-115份、粘结剂1.5-5份、负极导电剂1-5份加入到100-130份溶剂中,搅拌形成均匀的负极活性材料浆料;将该负极活性材料浆料均匀地涂布在金属箔集流体上,将涂布有负极活性材料浆料的金属箔集流体烘干、辊压后裁切成负极片;
所述电池的装配:将上述步骤完成的正极片、负极片中间夹设隔离膜,构成一个电芯,将该电芯容纳在电池壳体内,注入2-6g/Ah浓度为0.8-2mol/L的电解液,然后将电池壳体密封,制成锂离子电池。
4.根据权利要求3所述制作锂离子电池的方法,其特征在于,其中的正极片的制备中,所述正极活性成分为钴酸锂LiCoO2、磷酸亚铁锂LiFePO4、镍钴锰酸锂LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2和锰酸锂LiMn2O4中的一种或几种混合物;所述粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF),所述正极导电剂为乙炔黑、导电炭黑、导电石墨和碳纳米管中任意一种或者多种混合物;所述溶剂为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)以及水和醇类中的任意一种或者几种混合物;所述搅拌过程是在真空搅拌机中完成。
5.根据权利要求3所述制作锂离子电池的方法,其特征在于,其中的负极片的制备中,所述负极活性成分为天然石墨、人造石墨、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金和硅合金中的任意一种或几种混合物;所述的粘结剂包括含氟树脂和聚烯烃化合物;所述负极导电剂为乙炔黑、导电炭黑、导电石墨和碳纳米管中的任意一种或者多种混合物;所述的溶剂为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)以及水和醇类中的任意一种或者几种混合物。
6.根据权利要求3所述制作锂离子电池的方法,其特征在于,其中电池的装配中,所述电解液为电解质和有机溶剂的混合溶液,所述电解质锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂和氟烃基磺酸锂中的任意一种或几种混合物;所述有机溶剂为链状酸酯和环状酸酯混合溶液,其中链状酸酯为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)和碳酸二丙酯(DPC)中的任意一种或者多种混合物;其中环状酸酯为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)和磺内酯中任意一种或几种混合物。
7.根据权利要求6所述制作锂离子电池的方法,其特征在于,在所述电解液中添加亚硫酸丙烯酯(PS)或氟代碳酸乙烯酯(FEC)能促进固体电解质表面膜(SEI)形成的添加剂。
8.根据权利要求4所述制作锂离子电池的方法,其特征在于,将所述正极活性材料浆料均匀涂布在石墨箔集流体上,该石墨箔集流体的厚度为35-60μm,涂布速度控制在1-5m/min,经过均匀涂布浆料后,在90-150°的温度下烘干、辊压后,裁切为规格大小的正极片。
9.根据权利要求5所述制作锂离子电池的方法,其特征在于,所述金属箔集流体经过均匀涂布浆料后,在80-95°的温度下烘干、辊压后,裁切为规格大小的负极片;所述金属箔集流体为铜箔集流体或者铝箔集流体。
10.一种制作锂离子电池的方法,其中包括正极片的制备、负极片的制备和电池的装配,所述正极片的制备:以质量分数配比,将正极活性成分LiCoO2100份、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)3份、碳黑3份,加入到50份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活性材料浆料;将该浆料均匀的涂布在宽300毫米、厚48微米的石墨箔上,然后100度烘干、辊压之后,裁切得到宽64毫米,长255毫米的正极片;
所述负极片的制备:以质量分数配比,将负极活性成分人造石墨100份、羧甲基纤维素1份、丁苯橡胶2份、炭黑3份加入到120份的水中,然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料;将负极浆料均匀地涂布在宽320微米,厚度为10微米的铜箔上,然后90度烘干、辊压之后,裁切得到宽66毫米,长258毫米的负极片。
所述电池的装配:将上述步骤中制成的正、负极片中间夹设隔离膜,构成一个电芯,将该电芯容纳在电池壳体内,随后将浓度为1mol/L的六氟磷酸锂溶解在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4g/Ah的量注入电池铝塑膜中,然后将电池壳体密封,制成锂离子电池。
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