可再充电锂电池的制作方法_3

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是例如锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物或它们的组合,在它们之中,例如,可以使用锂镍钴锰氧化物和锂镍钴铝氧化物的混合物。
[0067]除了正极活性物质之外(或除正极活性物质以外),正极活性物质层还可以包括粘结剂和导电材料。
[0068]粘结剂改善正极活性物质颗粒彼此间以及正极活性物质与正极集流体的结合性质。粘结剂的示例可以包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等,但粘结剂不限于此。
[0069]导电材料改善电极的导电性。可以使用任何适当的导电材料作为该导电材料,除非其在电池中引起化学变化。导电材料的示例可以包括:碳基材料,例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等;金属基材料,例如铜、镍、铝、银等的金属粉或金属纤维等;导电聚合物,例如聚亚苯基衍生物等;或者它们的混合物,但导电材料不限于此。
[0070]负极集流体可以使用(或包括)铜箔。
[0071]负极活性物质层可以包括负极活性物质、粘结剂和可选的导电材料。
[0072]负极活性物质可以包括可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料、锂金属、锂金属合金、能够掺杂和脱掺杂锂的材料或过渡金属氧化物,但负极活性物质不限于此。
[0073]可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料可以是碳材料,碳材料可以是可再充电锂电池中常用的任何适当的碳基负极活性物质。碳材料的示例可以包括结晶碳、非晶碳或它们的混合物,但碳材料不限于此。结晶碳的示例可以包括石墨,例如无定形的、板形的、薄片形的、球形的或纤维形状的天然石墨或人造石墨,非晶碳的示例可以包括软碳或硬碳、中间相浙青碳化产物、烧制焦炭等。
[0074]锂金属合金可以是锂与从Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、S1、Sb、Pb、In、Zn、Ba、
Ra、Ge、Al和Sn中选择的金属的合金,但锂金属合金不限于此。
[0075]能够掺杂和脱掺杂锂的材料可以是S1、S1x(0〈x〈2)、S1-C复合物、S1-Q合金(其中,Q是碱金属、碱土金属、第13族至第16族元素、过渡金属、稀土元素或它们的组合,且不为Si)、Sn、Sn02、Sn-C复合物、Sn-R合金(其中,R是碱金属、碱土金属、第13族至第16族元素、过渡金属、稀土元素或它们的组合,且不为Sn)等,可以将上述中的至少一种与S12混合。Q 和 R 的示例可以包括 Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、T1、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Tc、Re、Bh、Fe、Pb、Ru、Os、Hs、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、Sn、In、Tl、Ge、P、As、Sb、B1、S、Se、Te、Po 或它们的组合。
[0076]过渡金属氧化物可以是氧化钒、氧化锂钒等,但过渡金属氧化物不限于此。
[0077]粘结剂改善负极活性物质颗粒彼此间的结合性质以及负极活性物质与负极集流体的结合性质。粘结剂可以包括非水溶性粘结剂、水溶性粘结剂或它们的组合。
[0078]非水溶性粘结剂的非限制性示例包括聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺和它们的组合。
[0079]水溶性粘结剂的非限制性示例包括丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、丙烯与C2至CS烯烃的共聚物、(甲基)丙烯酸与(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物以及它们的组合。
[0080]当使用水溶性粘结剂作为负极粘结剂时,还可以包括纤维素类化合物来提供粘度。纤维素类化合物可以包括羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和它们的碱金属盐中的一种或更多种。碱金属可以是Na、K或Li。基于100重量份的负极活性物质,可以包括大约0.1重量份至大约3重量份的量的纤维素类化合物。
[0081]导电材料改善电极的导电性。可以使用任何适当的导电材料作为该导电材料,除非其在电池中引起化学变化。导电材料的示例可以包括:碳基材料,例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等;金属基材料,例如铜、镍、铝、银等的金属粉或金属纤维等;导电聚合物,例如聚亚苯基衍生物等;或者它们的混合物,但导电材料不限于此。
[0082]电解质包括非水有机溶剂和锂盐。
[0083]非水有机溶剂用作用于传输参与电池的电化学反应的离子的媒介。非水有机溶剂可以是碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂或非质子溶剂,但非水有机溶剂不限于此。
[0084]碳酸酯类溶剂的示例可以包括例如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等,但碳酸酯类溶剂不限于此。
[0085]例如,非水有机溶剂可以包括链状碳酸酯化合物或环状碳酸酯化合物。当混合链状碳酸酯化合物和环状碳酸酯化合物时,可以提供具有高介电常数和低粘度的有机溶剂。在一些实施例中,环状碳酸酯化合物和链状碳酸酯化合物以范围为大约1:1至大约1:9的体积比混合在一起。
[0086]酯类溶剂的示例可以包括例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸1,1-二甲基乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、Y-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯等,但酯类溶剂不限于此。醚类溶剂的示例可以包括例如二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃等,酮类溶剂的示例可以包括环己酮等,但醚类溶剂和酮类溶剂不限于此。另外,醇类溶剂的示例可以包括乙醇、异丙醇等,但醇类溶剂不限于此。
[0087]非水有机溶剂可以单独地或以混合物的形式使用。当以混合物的形式使用有机溶剂时,可以根据期望的电池性能控制混合比。
[0088]电解质还可以包括过充电抑制添加剂,例如碳酸亚乙酯、焦碳酸酯等。
[0089]锂盐溶于有机溶剂中,在电池中提供锂离子,总体上促成可再充电锂电池的操作,并且改善锂离子在其中的正极和负极之间的传输。
[0090]锂盐的示例可以包括LiPF6, LiBF4' LiSbF6' LiAsF6, LiN(SO3C2F5) 2、LiC4F9SO3'LiC104、LiA102、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)(其中,x 和 y 是自然数,例如 I 至 20 的整数)、LiCl、Li 1、LiB (C2O4)2 (二草酸硼酸锂,LiBOB)或它们的组合,但锂盐不限于此。
[0091]锂盐可以以大约0.1M至大约2.0M的浓度使用(或存在)。当包括处于以上浓度范围内的锂盐时,电解质可由于适当的(或最佳的)电解质导电率和粘度而具有良好的性能和锂离子迁移率。
[0092]在下文中,参照示例对本公开的实施例进行举例说明。然而,这些实施例是示例,本公开不限于此。
[0093]示例 I
[0094](正极的制造)
[0095]将97.4wt% LiCoO2U.3wt%炭黑和1.3wt%聚偏二氟乙烯加入到N-甲基卩比咯烧酮(NMP)溶剂中,以制备浆料。将浆料以预定的(或设定的)距离和区域涂覆在铝(Al)箔上,干燥并辊压,以制造正极。在铝箔上,该正极具有正极活性物质层区域和不具有正极活性物质层的未涂覆区域。
[0096](负极的制造)
[0097]将97.5wt%石墨、1.5wt%丁苯橡胶(SBR)和lwt%羧甲基纤维素(CMC)加入到作为溶剂的水中,以制备浆料。将浆料以预定的(或设定的)距离和区域涂覆在铜箔上,干燥并辊压,以制造负极。在铜箔上,该负极具有负极活性物质层区域和不具有负极活性物质层的未涂覆区域。
[0098](隔板的制造)
[0099]第一隔板
[0100]在水中混合95wt%的颗粒尺寸为0.6 μ m的AlO(OH)和5wt%T苯橡胶(SBR),以制备无机层组合物。另外,通过在水中混合97.5被%丙烯酰类聚合物(FA016A,可获自于Asahi Inc.,重均分子量:大约8000,颗粒尺寸:大约300nm)和2.5wt%T苯橡胶(SBR)来制备有机层组合物。
[0101]将无机层组合物涂覆在孔尺寸为0.1 μ m至I μ m的聚乙烯基板的一个侧面上,以形成无机层,并将有机层组合物涂覆在得到的基板(具有位于其一个侧面上的无机层)的两个侧面上,以形成有机层,由此制造隔板。这里,有机层被形成为具有点状图案。另外,基板为12μηι厚。位于基板的一个侧面上的无机层的厚度为4 μ m,位于基板的两个侧面上的有机层的总厚度为2 μ m。所得到的隔板在120°C下保持I小时具有I %的热收缩率。
[0102]第二隔板
[0103]使用聚乙烯隔板。该隔板在120°C下保持I小时具有5%的热收缩率。
[0104](电解质的制备)
[0105]如下制备电解质:以25:5:40:30的体积比混合碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸乙甲酯和碳酸二乙酯,以制备混合溶剂;并向其中加入1.15M LiPF6。
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