CN112467076A - 一种锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池，包括：正极片，包括正极涂覆区和正极空箔区，正极涂覆区具有大孔和微介孔，正极涂覆区其大孔的比表面积为3.0～7.0m2/g，正极涂覆区其微介孔的比表面积为2～5m2/g；负极片，包括负极涂覆区和负极空箔区，负极涂覆区具有大孔和微介孔，负极涂覆区其大孔的比表面积为0.8～2.0m2/g，负极涂覆区其微介孔的比表面积为0.6～1.7m2/g。相比于现有技术，本发明的锂离子电池具有优异的倍率性能，能够满足HEV车辆长寿命、高功率的需求。

Description

一种锂离子电池
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池。
背景技术
混合能源车(HEV)是一种具有油耗低、排放污染小、无里程焦虑症等优点的新能源汽车。其在原本汽油车的基础上加入了一套电动驱动设备，能够利用两种工作模式的优点。由于电机天生便有扭矩最大的优势，所以HEV车型在车辆起步、上坡、以及急加速这种需要大扭矩输出的时候，电动机便会协助发动机来工作，从而帮助车辆减少能源的消耗，达到节能的目的。
锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、高工作电压、较低的自放电率、环境友好等突出优势，可以作为HEV电机的理想电源。但是，与普通电动车锂离子电池相比，HEV电池需要优异的大倍率充放电能力，现有的锂离子电池不能满足该需求。
鉴于此，确有必要提供一种锂离子电池以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池，具有优异的倍率性能，能够满足HEV车辆长寿命、高功率的需求。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种锂离子电池，包括：
正极片，包括正极涂覆区和正极空箔区，所述正极涂覆区具有大孔和微介孔，所述正极涂覆区其大孔的比表面积为3.0～7.0m2/g，所述正极涂覆区其微介孔的比表面积为2～5m2/g；
负极片，包括负极涂覆区和负极空箔区，所述负极涂覆区具有大孔和微介孔，所述负极涂覆区其大孔的比表面积为0.8～2.0m2/g，所述负极涂覆区其微介孔的比表面积为0.6～1.7m2/g。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述正极涂覆区包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体表面的正极材料层，所述正极材料层的压实密度为2.6/cm3～3.3g/cm3。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述负极涂覆区包括负极集流体以及涂覆于所述负极集流体表面的负极材料层，所述负极材料层的压实密度为1.0g/cm3～1.6g/cm3。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述正极材料层包括正极活性物质、正极导电剂和正极粘接剂，所述正极导电剂占所述正极材料层总质量的3.0～8.0％。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述正极活性物质包括镍钴锰酸锂三元材料、磷酸铁锂材料、锰酸锂材料、钴酸锂材料、经过掺杂包覆改性的镍钴锰酸锂三元材料和经过碳包覆的磷酸铁锂材料中的至少一种。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述正极导电剂包括活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨、软碳、硬碳和无定型碳中的至少一种；所述正极粘接剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚酰亚胺中的至少一种。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述负极材料层包括负极活性物质、负极导电剂和负极粘接剂，所述负极导电剂占所述负极材料层总质量的0.5～3.0％。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述负极活性物质包括人造石墨、天然石墨、硅单质Si、硅氧化物、锡单质和钛酸锂中的至少一种。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述负极导电剂包括活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨、软碳、硬碳和无定型碳中的至少一种；所述负极粘接剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚酰亚胺中的至少一种。
作为本发明所述的锂离子电池的一种改进，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。
相比现有技术，本发明的有益效果包括但不限于：本发明将极片其涂覆区的微介孔和大孔的比表面积分别调节在合适的范围内，其中，由于微介孔孔径往往低于电解液的临界半径，因此使得电解液在其中有更好的保液效果，从而使得电池在长期运行过程中具有更长的使用寿命；而大孔给锂离子在涂层内部的传输提供了主要路径，使得电池在大倍率充放电工况下的表现更优。因此，本发明的锂离子电池具有优异的充放电性能，在大倍率充放电循环工况下具有更优的使用寿命。
具体实施方式
本发明的实施方式将会被详细的描述在下文中。本发明的实施方式不应该解释为对本发明的限制。
本发明提供一种锂离子电池，包括：
正极片，包括正极涂覆区和正极空箔区，正极涂覆区具有大孔和微介孔，正极涂覆区其大孔的比表面积为3.0～7.0m2/g，正极涂覆区其微介孔的比表面积为2～5m2/g；
负极片，包括负极涂覆区和负极空箔区，负极涂覆区具有大孔和微介孔，负极涂覆区其大孔的比表面积为0.8～2.0m2/g，负极涂覆区其微介孔的比表面积为0.6～1.7m2/g。
锂离子电池在工作过程中涉及电子传导、离子传导、电化学反应、化学反应以及相变等一系列传质和反应过程，其极片的结构与电性能息息相关。孔道结构决定锂离子的移动路径，对于电池的倍率性能有显著影响。因此，对极片孔道结构的优化成为提高电池倍率性能的重要手段。其中，微介孔来源于正负极活性材料以及导电剂、粘结剂等材料本身的微观结构，与其类型的选择以及使用比例相关；而大孔往往来源于活性材料的堆积产生的缝隙。这二者在电池运行过程中能够起到不同的作用。微介孔孔径往往低于电解液的临界半径，使得电解液在其中有更好的保液效果，从而使得电池在长期运行过程中具有更长的使用寿命。大孔给锂离子在涂层内部的传输提供了主要路径，使得电池在大倍率充放电工况下的表现更优。但是孔道结构绝非越发达越好，因为过多的微介孔结构可能成为电池副反应的中心，使得电池在高温下的性能恶化加剧；而过于发达的大孔往往意味着低压实以及低能量密度。因此，本发明将极片其的微介孔和大孔的比表面积分别调节在合适的范围内，使得电池具有优异的充放电性能，在大倍率充放电循环工况下具有更优的使用寿命。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，正极涂覆区包括正极集流体以及涂覆于正极集流体表面的正极材料层，正极材料层的压实密度为2.6/cm3～3.3g/cm3。具体的，正极材料层的压实密度可以为2.6cm3、2.65cm3、2.7cm3、2.75cm3、2.8cm3、2.85cm3、2.9cm3、2.95cm3、3.0cm3、3.05cm3、3.1cm3、3.15cm3、3.2cm3、3.25cm3和3.3cm3。压实密度过小，会降低电池的能量密度，压实密度过大大，大孔的比表面积过小，会影响锂离子的传输，影响电池的大倍率充放电性能。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，负极涂覆区包括负极集流体以及涂覆于负极集流体表面的负极材料层，负极材料层的压实密度为1.0g/cm3～1.6g/cm3。具体的，负极材料层的压实密度可以为1.0cm3、1.05cm3、1.1cm3、1.15cm3、1.2cm3、1.25cm3、1.3cm3、1.35cm3、1.4cm3、1.45cm3、1.5cm3、1.55cm3和1.6cm3。压实密度过小，会降低电池的能量密度，压实密度过大大，大孔的比表面积过小，会影响锂离子的传输，影响电池的大倍率充放电性能。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，正极材料层包括正极活性物质、正极导电剂和正极粘接剂，正极导电剂占正极材料层总质量的3.0～8.0％。导电剂的含量影响微介孔的比表面积，导电剂含量低，微介孔的比表面积也相应低，而微介孔孔径往往低于电解液的临界半径，使得电解液在其中有更好的保液效果，当微介孔的比表面积过低时，其会降低保液能力，从而降低电池的使用寿命。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，正极活性物质包括镍钴锰酸锂三元材料、磷酸铁锂材料、锰酸锂材料、钴酸锂材料、经过掺杂包覆改性的镍钴锰酸锂三元材料和经过碳包覆的磷酸铁锂材料中的至少一种。优选的，正极活性材料选用镍钴锰酸锂三元材料，材料的粒径分布满足2μm<D50<6μm，材料的一次颗粒粒径d满足500nm<d<3μm。材料的粒径分布和一次颗粒粒径大小会影响大孔比表面积和微介孔比表面积。一般地，在性能上，粒径过小材料在使用过程中工艺难以调控，压实困难；而粒径过大则材料在辊压过程中容易发生龟裂，影响材料的稳定性；一次颗粒过小材料的稳定性(尤其是高温稳定性)会变差，而一次颗粒过大材料的动力学性能会变差；在比表面积上，同样的压实密度下粒径越小则大孔比表面积越大，而粒径越大则大孔比表面积越小。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，正极导电剂包括活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨、软碳、硬碳和无定型碳中的至少一种；正极粘接剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚酰亚胺中的至少一种。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，负极材料层包括负极活性物质、负极导电剂和负极粘接剂，负极导电剂占所述负极材料层总质量的0.5～3.0％。导电剂的含量影响微介孔的比表面积，导电剂含量低，微介孔的比表面积也相应低，而微介孔孔径往往低于电解液的临界半径，使得电解液在其中有更好的保液效果，当微介孔的比表面积过低时，其会降低保液能力，从而降低电池的使用寿命。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，负极活性物质包括人造石墨、天然石墨、硅单质Si、硅氧化物、锡单质和钛酸锂中的至少一种。优选的，负极活性材料选用人造石墨材料，材料的粒径分布满足3μm<D50<10μm，材料的一次颗粒粒径d满足2μm<d<8μm。材料的粒径分布和一次颗粒粒径大小会影响大孔比表面积和微介孔比表面积。一般地，在性能上，粒径过小材料在使用过程中工艺难以调控，压实困难；而粒径过大则材料在辊压过程中容易发生龟裂，影响材料的稳定性；一次颗粒过小材料的稳定性(尤其是高温稳定性)会变差，而一次颗粒过大材料的动力学性能会变差；在比表面积上，同样的压实密度下粒径越小则大孔比表面积越大，而粒径越大则大孔比表面积越小。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，负极导电剂包括活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨、软碳、硬碳和无定型碳中的至少一种；负极粘接剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚酰亚胺中的至少一种。
在本发明所述的锂离子电池的一些实施方式中，正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔。
下面结合实施例，举例说明本发明的实施方案。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不意在限制本发明要求保护的范围。
实施例1～5及对比例1～8
一种锂离子电池，其制备方法包括以下步骤：
1)将正极活性物质粉末、导电碳、碳纳米管以及PVDF以规定比例混合，然后在高速搅拌机中加入NMP并均匀混合成固含量为74％的浆料；将该浆料使用转移涂布机涂布于厚度为12微米的铝箔单面，并干燥，保持单位面积涂层干燥后重量为17.8mg/cm2；然后在铝箔的另一面采用同样的工序涂布并干燥获得正极片半成品；
2)将负极活性物质粉末、导电碳、碳纳米管、CMC以及SBR以指定比例混合，然后在高速搅拌机中加入去离子水并均匀混合成固含量为48％的浆料。将该浆料使用转移涂布机涂布于厚度为8微米的铜箔单面，并干燥，保持单位面积涂层干燥后重量为10.4mg/cm2。然后在铜箔的另一面采用同样的工序涂布并干燥获得负极片半成品；
3)将上述极片的裸露金属箔材部分加工并焊接成极耳，然后与隔离膜卷绕形成卷芯；使用铝塑膜包裹卷芯制成半成品电芯后注入电解液，经化成、分容步骤获得成品锂离子电池。
性能测试
1)放电倍率测试：采用上述制备方法并按照表1～2的各参数要求制备容量为2Ah的测试用软包锂离子电池，调整其SOC至50％，然后以80A电流进行放电，统计电压降低至2.5V时经历的时间。
2)高倍率循环测试：采用上述制备方法并按照表1～2的各参数要求制备容量为2Ah的测试用软包锂离子电池，以6A电流在2.8～4.2V电压范围内进行充放电循环，统计当电池容量保持率降低至80％时经历的循环周数。
以上测试结果见表3。
表1电极材料明细
Figure BDA0002797249180000071
表2工艺参数明细
Figure BDA0002797249180000072
Figure BDA0002797249180000081
表3测试结果
Figure BDA0002797249180000082
Figure BDA0002797249180000091
由表1～2中实施例和对比例各参数以及表3的测试结果可以看出：
由实施例1～5和对比例1对比可以看出，当电极材料层的压实密度变大时，大孔的比表面积会减小，从而影响电池的充放电性能和使用寿命；由实施例1～5和对比例2对比可以看出，当电极材料层中导电剂的含量变小时，微介孔的比表面积会减小，从而影响电池充放电性能和使用寿命；由实施例1～5和对比例1～3对比可知，当压实密度、导电剂含量、大孔比表面积和微介孔比表面积均不在限定范围内时，其电池的充放电性能最差，使用寿命最低。另外，由实施例1和对比例4～7对比可知，当电极材料层的活性物质的粒径和一次颗粒尺寸过大或过小，其也会对电池充电性能和使用寿命造成影响。由实施例1～5和对比例1～8对比可以看出，当所有参数都未落入本发明的限定范围时(对比例8)，其效果最差。
综上，当且仅当电极活性物质的粒径和一次颗粒尺寸均值在本发明的限定范围内，且压实密度、导电剂含量、大孔比表面和微介孔比表面也在本发明的限定范围内时，电池的放电持续时间长、循环性能好，也就是说，本发明的电池具有优异的充放电性能，在大倍率充放电循环工况下具有更优的使用寿命。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。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 (10)

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括：
正极片，包括正极涂覆区和正极空箔区，所述正极涂覆区具有大孔和微介孔，所述正极涂覆区其大孔的比表面积为3.0～7.0m2/g，所述正极涂覆区其微介孔的比表面积为2～5m2/g；
负极片，包括负极涂覆区和负极空箔区，所述负极涂覆区具有大孔和微介孔，所述负极涂覆区其大孔的比表面积为0.8～2.0m2/g，所述负极涂覆区其微介孔的比表面积为0.6～1.7m2/g。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极涂覆区包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体表面的正极材料层，所述正极材料层的压实密度为2.6/cm3～3.3g/cm3。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极涂覆区包括负极集流体以及涂覆于所述负极集流体表面的负极材料层，所述负极材料层的压实密度为1.0g/cm3～1.6g/cm3。
4.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料层包括正极活性物质、正极导电剂和正极粘接剂，所述正极导电剂占所述正极材料层总质量的3.0～8.0％。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质包括镍钴锰酸锂三元材料、磷酸铁锂材料、锰酸锂材料、钴酸锂材料、经过掺杂包覆改性的镍钴锰酸锂三元材料和经过碳包覆的磷酸铁锂材料中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极导电剂包括活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨、软碳、硬碳和无定型碳中的至少一种；所述正极粘接剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚酰亚胺中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极材料层包括负极活性物质、负极导电剂和负极粘接剂，所述负极导电剂占所述负极材料层总质量的0.5～3.0％。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性物质包括人造石墨、天然石墨、硅单质Si、硅氧化物、锡单质和钛酸锂中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极导电剂包括活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨、软碳、硬碳和无定型碳中的至少一种；所述负极粘接剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚酰亚胺中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114497698A (zh) * 2022-01-21 2022-05-13 江苏正力新能电池技术有限公司 一种锂离子电池及用电装置
WO2022110633A1 (zh) * 2020-11-25 2022-06-02 江苏正力新能电池技术有限公司 一种锂离子电池
CN115911511A (zh) * 2022-12-13 2023-04-04 江苏正力新能电池技术有限公司 一种锂离子电池
EP4167314A4 (en) * 2021-08-23 2024-03-27 Contemporary Amperex Technology Co., Limited CARBON-COATED LITHIUM IRON PHOSPHATE POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, METHOD OF PRODUCING THE SAME, POSITIVE ELECTRODE POLE PIECE COMPRISING THE SAME, AND LITHIUM-ION BATTERY

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115224267A (zh) * 2022-07-25 2022-10-21 江苏正力新能电池技术有限公司 一种正极片、二次电池和用电装置
CN115312701B (zh) * 2022-09-29 2023-02-10 比亚迪股份有限公司 一种正极片及锂离子电池
CN117174829B (zh) * 2023-11-03 2024-01-19 溧阳中科海钠科技有限责任公司 一种钠离子电池负极及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830521A (zh) * 2010-04-22 2010-09-15 江苏凯力克钴业股份有限公司 一种碳酸钴的生产方法
CN102237517A (zh) * 2010-04-20 2011-11-09 深圳市比克电池有限公司 一种锂离子电池、正极复合材料及其制备方法
JP2015041600A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 Ａｇｃセイミケミカル株式会社 リチウムイオン二次電池用のリチウム含有複合酸化物の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4709710B2 (ja) * 2006-08-04 2011-06-22 株式会社東芝 非水電解質電池、電池パック及び自動車
JP6250998B2 (ja) * 2013-09-17 2017-12-20 株式会社東芝 非水電解質電池及び電池パック
WO2019093332A1 (ja) * 2017-11-07 2019-05-16 株式会社 東芝 非水電解質電池用正極及び非水電解質電池
WO2019193691A1 (ja) * 2018-04-04 2019-10-10 株式会社 東芝 正極、電極群及び非水電解質電池
CN112467076B (zh) * 2020-11-25 2021-12-07 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种锂离子电池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102237517A (zh) * 2010-04-20 2011-11-09 深圳市比克电池有限公司 一种锂离子电池、正极复合材料及其制备方法
CN101830521A (zh) * 2010-04-22 2010-09-15 江苏凯力克钴业股份有限公司 一种碳酸钴的生产方法
JP2015041600A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 Ａｇｃセイミケミカル株式会社 リチウムイオン二次電池用のリチウム含有複合酸化物の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022110633A1 (zh) * 2020-11-25 2022-06-02 江苏正力新能电池技术有限公司 一种锂离子电池
EP4167314A4 (en) * 2021-08-23 2024-03-27 Contemporary Amperex Technology Co., Limited CARBON-COATED LITHIUM IRON PHOSPHATE POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, METHOD OF PRODUCING THE SAME, POSITIVE ELECTRODE POLE PIECE COMPRISING THE SAME, AND LITHIUM-ION BATTERY
CN114497698A (zh) * 2022-01-21 2022-05-13 江苏正力新能电池技术有限公司 一种锂离子电池及用电装置
WO2023138109A1 (zh) * 2022-01-21 2023-07-27 江苏正力新能电池技术有限公司 一种锂离子电池及用电装置
CN115911511A (zh) * 2022-12-13 2023-04-04 江苏正力新能电池技术有限公司 一种锂离子电池

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