专利名称：一种锂离子电池及其制备方法
技术领域：
本发明属于电池材料领域，特别涉及一种锂离子电池及其制备方法。
背景技术：
目前行业制作锂离子电池流程基本一致，但由于目前材料受电池在运行时锂离子运行的速度(倍率)影响，电池不能快速的放电，或者放电不出，所以必须将敷料层的厚度减少以增加锂离子的运行速度来达到快速的放电。这样的话在同样的体积内必须增加敷料层的面积来达到目的，从而使成本明显增加，设计容量偏低，增加工作量。现有技术存在如下缺陷1、成本偏高，生产同样容量的电池，需要加入同样多的粉料，本发明加入纳米纤维材料后可以将涂层涂厚，所需的用来涂敷的集流体相对减少，因此现有技术所需的成本较本发明偏高；2、同样体积理论设计容量偏低，电池偏重；3、制作工艺复杂，生产同样容量的电池，因为需要更多的敷料、集流体因此所需的工艺时间也更长。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子电池。具体技术方案如下一种锂离子电池，包括设置于壳体内的正极片、负极片、隔离膜、电解液及壳体，正极片包括正极集流体，所述正极集流体的两面涂敷有含有正极活性物质的正极敷料，所述正极敷料中还含有纳米级碳纤维，该纳米级碳纤维与正极活性物质的配比为1-3 90-95 ； 所述正极集流体上涂覆的正极敷料的用量为220-M0mg/1000mm2。优选地，所述正极活性物质选自锂钴氧化物、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂。优选地，所述正极敷料主要成分的重量份配比如下
正极活性物质90-95
PVDF (聚偏氟乙烯)3_5 纳米级碳纤维1-3
SP (导电碳粉) 1_2。更优选地，所述正极敷料主要成份的重量份配比如下正极活性物质94
聚偏氟乙烯3
纳米级碳纤维2
导电碳粉1。本发明的另一目的是提供上述锂离子电池的制备方法。具体技术方案如下一种上述锂离子电池的制备方法，包括如下步骤(1)将正极活性物质、聚偏氟乙烯和导电碳粉混合后加入溶剂搅拌成浆料，搅拌过程中加入纳米级碳纤维，将上述混合物涂覆到正极集流体两面上，干燥后形成涂覆在正极集流体两面上含有正极活性物质的正极敷料层，即得所需的正极片；所述正极集流体上正极敷料层重量为220-M0mg/1000mm2 ；(2)采用常规方法制作负极片，将正负极片通过卷绕或者叠片的方式并使用隔离膜将二者隔离开，装入到壳体中，往壳体中注入与其相应容量的电解液，密封后进行充电激活，即得所述锂离子电池。优选地，以下所述成份的重量份配比为
正极活性物质90-95
聚偏氟乙烯3-5
纳米级碳纤维1-3
导电碳粉1-2。制作正、负极片时所需的敷料量的多少和电池容量成正比，由于壳体体积的限制 (铝壳、钢壳或者铝塑膜)，所使用的敷料量也是有限制的，采用本发明的优势为同样的壳体体积可以使用更多的敷料，也就是容量可以更大。本发明的有益效果1、加入纳米级碳纤维之后的电池重量比原有的偏轻，但同样可以达到相同的容量，可以增加电动汽车或者电动工具的工作时间；2、加入纳米级碳纤维之后可以降低成本，因为在同样的集流体上可以涂覆更多的敷料，就可以节省集流体和电池的空间；3、锂离子电池中单位面积正极集流体上涂覆的正极敷料层的重量达到 220-240mg/1000mm2,达到了高面密度涂布。
具体实施例方式实施例1本实施例所述锂离子电池，包括设置于壳体内的正极片、负极片、隔离膜、电解液及壳体，正极片包括正极集流体，所述正极集流体的两面涂敷有含有正极活性物质的正极敷料。所述正极活性物质为钴酸锂，所述的负极活性物质为石墨或钛酸锂。正极敷料各主要成份重量份如下
钴酸锂94
PYDF3
纳米级碳纤维2
SP1具体步骤如下(1)将正极活性物质、聚偏氟乙烯(PVDF)和导电碳粉(SP)混合后加入溶剂搅拌成浆料，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，搅拌过程中加入纳米级碳纤维，将上述混合物涂覆到正极集流体的两面上，干燥后形成涂覆在正极集流体两面上含有正极活性物质的正极敷料层，即得所需的正极片；(2)采用常规方法制作负极片，将正负极片通过卷绕或者叠片的方式并使用隔离膜将二者隔离开，装入到壳体(铝壳、钢壳或者铝塑膜)中，往壳体中注入与其相应容量的电解液，密封后进行充电激活，即得本实施例所述锂离子电池。制备得到的电池进行如下测试，并与现有技术(正极片未包含纳米级碳纤维)的配方进行比较每克钴酸锂容量为140mAh，制作IOOOmAh电池需要1000 + 140 = 7. 14g = 7140mg
敷料量。测试项目现有技术配方本发明配方差异正极集流体上涂覆的200mg/1000mm2220mg/1000mm2后者单位面积正极敷正极敷料重量料重10%正极片所需的正极集7140 + 200=35. 7mm27140^ 220=32. 5mm2后者正极集流体面积流体面积节约正极所需的正极集流35. 7*0. 1=3. 57g32. 5*0. 1=3. 25g后者正极集流体重量体重量轻9%正极片重量7. 14(正极敷料)+3. 577. 14(正极敷料)+3. 25后者极片偏轻3%(正极集流体)=10. 71(正极集流体)=10. 39隔离膜面积正极集流体面积正极集流体面积后者面积节约9%*2=35. 7*2=71. 4mm2*2=32.5*2=65mm2隔离膜重量71. 4*0. 02=1. 43g65*0. 02=1. 3g后者重量偏轻9%负极片重量6. 5g6. 5g—电池壳体重量6g6g—电解液重量3. 5g3. 5g—整个电池重量10. 71 (正极片)+6. 510. 39 (正极片)+6. 5后者偏轻1. 6%(负极片)+1.43 (隔(负极片)+1. 3 (隔离离膜)+6 (壳体)+3. 5膜)+6(壳体)+3. 5(电(电解液)=28. 14解液)=27. 69电池容量1C ；jt电容量 IOIOmAh电容量 1013mAh—倍率放电性能0.2C 放电容量0.2C 放电容量基本相同1035mAh，0. 5C 容量1038mAh , 0. 5C 容量1022mAh, 1. OC 放电容1025mAh, 1. OC 放电容t 1009mAh, 2. OC 容量量 IOlQmAh, 2. OC 容量975mAh98OmAh安全性能短路测试无爆炸、起火短路测试无爆炸、起火—针刺测试无爆炸、起火针刺测试无爆炸、起火—
权利要求
1.一种锂离子电池，包括设置于壳体内的正极片、负极片、隔离膜、电解液及壳体，正极片包括正极集流体，所述正极集流体的两面涂敷有含有正极活性物质的正极敷料，其特征在于，所述正极敷料中还含有纳米级碳纤维，该纳米级碳纤维与正极活性物质的配比为 1-3 90-95 ；所述正极集流体上涂覆的正极敷料的用量为220-M0mg/1000mm2。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质选自锂钴氧化物、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极敷料主要成份的重量份配比如下正极活性物质90-95聚偏氟乙烯3-5纳米级碳纤维1-3导电碳粉1-2。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极敷料主要成份的重量份配比如下正极活性物质94聚偏氟乙烯3纳米级碳纤维2导电碳粉1。
5.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将正极活性物质、聚偏氟乙烯和导电碳粉混合后加入溶剂搅拌成浆料，搅拌过程中加入纳米级碳纤维，将上述混合物涂覆到正极集流体两面上，干燥后形成涂覆在正极集流体两面上含有正极活性物质的正极敷料层，即得所需的正极片，其中，纳米级碳纤维与正极活性物质的配比为1-3 90-95;所述正极集流体上正极敷料层的用量为 220-240mg/1000mm2 ；(2)采用常规方法制作负极片，将正负极片通过卷绕或者叠片的方式并使用隔离膜将二者隔离开，装入到壳体中，往壳体中注入与其相应容量的电解液，密封后进行充电激活， 即得所述锂离子电池。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于，以下所述成份的重量份配比为正极活性物质90-95聚偏氟乙烯3-5纳米级碳纤维1-3导电碳粉1-2。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池，所述电池包括设置于壳体内的正极片，负极片，隔离膜，电解液及壳体，正极片包括正极集流体，所述正极集流体的两面涂敷有含有正极活性物质的正极敷料，所述正极敷料中还含有纳米级碳纤维，该纳米级碳纤维与正极活性物质的配比为1-3∶90-95；所述正极集流体上涂覆的正极敷料的重量为220-240mg/1000mm2。加入纳米级碳纤维之后的电池重量比原有的偏轻，但同样可以达到相同的容量，可以增加电动汽车或者电动工具的工作时间；加入纳米级碳纤维之后可以降低成本，在同样的集流体上可以涂覆更多的敷料，节省集流体和电池空间。
文档编号H01M10/0525GK102227030SQ20111012576
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者丁波, 曾士兰, 沈两尼, 雷忠华 申请人:河源新凌嘉电音有限公司