专利名称：锂离子电池及其阴极片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池，尤其是一种具有良好循环性能和安全性能的 锂离子电池及其阴极片。
背景技术：
锂离子电池是一种具有高能量密度和良好环保性能的电池，具有能量高、 可靠性高和加工性好等优点，因而被广泛应用于各类便携式电子设备中。
锂离子电池一般包括若干个依次叠加的电池单体，每个电池单体包括相互 叠加巻绕的阴极片、隔离膜和阳极片，隔离膜间隔于相邻的阴、阳极片之间以 将阴、阳极片绝缘并保持电解液。阴极片包括一般采用铝箔制作的阴极集流体 和附着在阴极集流体上、含有阴极活性物质的阴极膜片。
目前，锂离子电池所使用的阴极膜片均是将采用氮曱基吡咯烷酮(NMP)、 丙酮等有机溶剂溶解聚偏氟乙烯(PVDF )制成的浆料涂膜干燥而形成的。但是， 有机溶剂成本高且易挥发，在阴极片涂膜干燥过程中，有机溶剂会挥发到空气 中对环境造成危害。此外，有机溶剂易燃易爆，不利于人身财产安全。如果在 生产中使用有机溶剂回收系统，则会增加成本、P争低生产效率。
有鉴于此，确有必要提供一种无需使用有机溶剂的锂离子电池及其阴极片。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需使用有机溶剂的锂离子电池及其阴极片。 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池阴极片，其包括阴极集流体和涂布于阴极集流体上、含有阴极活性物质的阴极膜片，阴极膜片制 浆时采用水作为溶剂，粘结剂则使用水系粘结剂。
作为本发明锂离子电池阴极片的 一 种改进，所述水系粘结剂为聚乙烯氧化
物、羧甲基纤维素钠(CMC)、 丁苯橡胶(SBR)、氧化性表面活性剂、聚烯烃 中的一种或几种。
作为本发明锂离子电池阴极片的一种改进，所述水系粘结剂在阴极膜片固 体中的质量百分含量为0.3%-20.0%。
作为本发明锂离子电池阴极片的一种改进，所述水系粘结剂在阴极膜片固 体中的质量百分含量为1.0%。
作为本发明锂离子电池阴极片的一种改进，所述阴极活性物质为钴酸锂、 磷酸铁锂、镍钴锰酸锂中的一种或几种。
作为本发明锂离子电池阴极片的一种改进，制备所述阴极膜片时浆料的涂 布干燥温度控制在40-105。C之间。
作为本发明锂离子电池阴极片的一种改进，制备所述阴极膜片时浆料的涂 布干燥温度控制在75。C。
为了解决上述技术问题，本发明还提供一种锂离子电池，其包括锂离子电 池芯、包裹锂离子电池芯的包装薄膜，以及充入包装薄膜内的电解液，锂离子 电池芯包括若千个电池单体，每一个电池单体包括相互绕巻或叠加的阴极片、 隔离膜和阳极片，隔离膜间隔于相邻的阴、阳极片之间，阳极片包括阳极集流 体和附着在阳极集流体上的阳极膜片，阴极片为前述段落中所述的阴极片
相对于现有技术，生产本发明锂离子电池的阴极膜片时，采用水作为溶剂 取代现有技术中的有机溶剂，不仅成本低廉，而且不会对环境和人体造成危害， 也不存在爆炸危险。此外，无需采用现有技术中的有机溶剂回收系统，从而降 低了设备成本。
下面结合附图和具体实施方式
，对本发明及其有益技术效果进行详细说明，
其中
图1为本发明锂离子电池的一个电池单体的剖视示意图。
具体实施例方式
本发明锂离子电池阴极片包括阴极集流体和涂布于阴极集流体上、含有 阴极活性物质的阴极膜片，阴极集流体采用铝箔制作，阴极活性物质可以为钴 酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰酸锂的一种或几种。
阴极膜片制浆时采用水作为溶剂，粘结剂使用水系粘结剂，如聚乙烯氧化 物、羧曱基纤维素钠(CMC)、 丁苯橡胶(SBR)、氧化性表面活性剂、聚烯烃 中的一种或几种，水系粘结剂在阴极膜片固体中的质量百分含量为0.3%-20.0%， 最好为1.0%。
在锂离子电池阴极片制备过程中，水系粘结剂、阴极活性物质和导电剂等 在室温条件下搅拌均匀，以制得水系阴极浆料；然后，在40-105°C,最好是在 75。C下进行涂布干燥。而现有技术中的锂离子电池阴极片的制备过程中，油系 阴极浆料的涂布温度通常在100-130。C之间，可见，使用本发明水系阴极片可以 显著节约能耗；
试验才企测表明，本发明锂离子电池及其阴极片至少具有以下优点首先， 使用本发明水系阴极的锂离子电池，常温1C循环2500多次仍可以保持80%以 上的容量，而常规的锂离子电池(钴酸锂体系)在相同测试条件下只能循环500 次左右；其次，使用本发明水系阴极制备的锂离子电池的穿钉测试温度一般仅 为9(TC左右，而使用油系阴极制备的锂离子电池在相同条件下的穿钉测试最高 温度在115。C左右。
请参阅图1所示的本发明锂离子电池的一个电池单体的示意图，使用本发明锂离子电池阴极片的锂离子电池包括若干个依次叠加的电池单体，每个电池
单体包括相互叠加巻绕的阴极片12、隔离膜14和阳极片16。隔离膜14间隔于 相邻的阴极片12、阳极片16之间以使阴阳极片12、 16绝缘，同时用于保持电 解液。阴极片12包括采用铝箔制作的阴极集流体122和附着在阴极集流体122 上、使用上述方法制作的水性阴极膜片124;阳极片16包括采用铜箔制作的阳 极集流体162和附着在阳极集流体162上、含有阳极活性物质的膜片164;隔离 膜14则为采用塑化、萃取等工艺制成的微孔薄膜，这样的结构有利于隔离膜对 含有锂盐的有机溶剂电解液的保持。制造锂离子电池时，只要将若干个上述锂 离子电池单体制成锂离子电池芯，并在锂离子电池芯的外面包裹上包装薄膜， 然后注入电解液，经过抽空、密封即可。
综上所述，本发明锂离子电池的阴极膜片在生产时采用水作为溶剂取代现 有有机溶剂，不仅成本低廉，而且不会对环境和人体造成危害，也不存在爆炸 危险。在阴极片生产过程中，浆料制备过程和涂布干燥过程所需温度较现有技 术降低约40-60。C，可以大大降低能耗。此外，无需采用现有技术中的有机溶剂 回收系统，从而降低设备成本。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属技术领域的技术人员还可以对 上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描 述的具体实施方式
，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求 的保护范围内。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。
权利要求
1、一种锂离子电池阴极片，其包括阴极集流体和涂布于阴极集流体上、含有阴极活性物质的阴极膜片，其特征在于所述阴极膜片制浆时采用水作为溶剂，粘结剂使用水系粘结剂。
2、 根据权利要求l所述的锂离子电池阴极片，其特征在于所述水系粘结 剂为聚乙烯氧化物、羧曱基纤维素钠、丁苯橡胶、氧化性表面活性剂、聚烯烃 中的一种或几种。
3、 根据权利要求2所述的锂离子电池阴极片，其特征在于所述水系粘结 剂在阴极膜片固体中的质量百分含量为0.3%-20.0%。
4、 根据权利要求2所述的锂离子电池阴极片，其特征在于所述水系粘结 剂在阴极膜片固体中的质量百分含量为1.0%。
5、 根据权利要求1所述的锂离子电池阴极片，其特征在于所述阴极活性 物质为钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂中的一种或几种。
6、 根据权利要求1所述的锂离子电池阴极片，其特征在于制备所述阴极 膜片时浆料的涂布干燥温度在40-105。C之间。
7、 根据权利要求1所述的锂离子电池阴极片，其特征在于制备所述阴极 膜片时浆料的涂布干燥温度为75°C。
8、 一种锂离子电池，其包括锂离子电池芯、包裹锂离子电池芯的包装薄膜， 以及充入包装薄膜内的电解液，锂离子电池芯包括若干个电池单体，每一个电 池单体包括相互绕巻或叠加的阴极片、隔离膜和阳极片，隔离膜间隔于相邻的阴、阳极片之间，阳极片包括阳极集流体和附着在阳极集流体上的阳极膜片， 其特征在于所述阴极片为权利要求1至7中任一项所述的阴极片。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池阴极片，其包括阴极集流体和涂布于阴极集流体上、含有阴极活性物质的阴极膜片，阴极膜片制浆时采用水作为溶剂，粘结剂使用水系粘结剂。相对于现有技术，本发明锂离子电池的阴极膜片在生产时用水作为溶剂取代现有技术中的有机溶剂，成本低廉且不会对环境和人体造成危害，也不存在爆炸危险。此外，无需使用现有技术中的有机溶剂回收系统，降低了设备成本。本发明还公开了一种使用前述阴极片的锂离子电池。
文档编号H01M4/02GK101615666SQ20091004140
公开日2009年12月30日 申请日期2009年7月27日 优先权日2009年7月27日
发明者冼海燕, 廖立勇, 瑞 许, 赵丰刚, 卫 陈 申请人:东莞新能源科技有限公司;东莞新能源电子科技有限公司