专利名称：一种锂离子电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池及其制造方法。
背景技术：
目前移动的数码产品多使用锂离子电池，随着数码技术的不断发展及技术集成， 其对提供电源能量的电池要求越来越高，需要更长的待机和使用时间。虽然锂离子电池的能量密度较镍氢等二次电池已经高出不少，但在实际使用过程中，也还是存在容量不足的问题。目前的锂离子电池正极多使用钴酸锂，三元材料或者尖晶石锰酸锂材料，在 3. 0 4. 2V的电压区间内，钴酸锂的比容量大概在142mAh/g左右，压实密度3. 9左右；三元材料的比容量大概在152mAh/g左右，压实密度3. 6左右；尖晶石锰酸锂的比容量大概在 110mAh/g左右，压实密度3.0左右；以上材料随着粒度的增加，压实密度能够提升，但是相应的会降低材料的比容量发挥；单纯的从材料的能量密度看，钴酸锂材料的能量密度相对最高。锂离子电池中使用的负极材料多为石墨材料，目前能量密度较高的是改性天然石墨和高压实的人造石墨。改性天然石墨具有很好的加工性能及很高的比容量，但压实密度较低；高压实的人造石墨具有高压实性能和很高的比容量，但加工性能较差。因此，现有技术有待于完善和发展。
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供一种锂离子电池，提升现有锂离子电池容量。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下一种锂离子电池，包括正极和负极，其中，所述正极包括钴酸锂和三元材料。所述的锂离子电池，其中，所述钴酸锂与三元材料的重量比为0. 25 4. 0。所述的锂离子电池，其中，所述钴酸锂的粒度D50为4 8μπι，DlO彡1.5μπι;三元材料的粒度D50为11 15μπι，DlO彡5. 0 μ m。所述的锂离子电池，其中，所述负极包括改性天然石墨与人造石墨。所述的锂离子电池，其中，所述改性天然石墨与人造石墨的重量比为0. 1 1. 0。所述的锂离子电池，其中，所述锂离子电池为软包装锂离子电池、聚合物锂离子电池或液态锂离子电池。一种所述的锂离子电池的制造方法，其中，所述正极与所述负极配料前分别使用机械方式进行干混。所述的锂离子电池的制造方法，其中，所述机械方式为球磨。所述的锂离子电池的制造方法，其中，所述正极的制造包括以下步骤正极材料球磨干混、打胶及混料、涂布、轧片、段切、分切成片。所述的锂离子电池的制造方法，其中，所述负极的制造包括以下步骤负极材料球磨干混、打胶及混料、涂布、轧片、段切、分切成片。
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采用上述方案，本发明通过改进现有锂离子电池正、负极材料的配方来设计电池， 可以有效提升电池容量，同时降低电池成本。
图1为不同材料的正极片压实密度示意图；图2是本发明的正极片、负极片制造流程图；图3是本发明实施例中三种方案电芯的0. 2C放电曲线图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。本发明是一种使用正极混合材料与负极混合材料搭配来进行提升锂离子电池容量的方法；本发明中的正极混合材料主要成份为钴酸锂和三元材料，负极混合材料主要成份为改性天然石墨与人造石墨；这种正极混合材料中钴酸锂与三元材料的重量配比可以为0. 25 4. 0 ；其中钴酸锂材料的粒度D50控制在4 8μπι，DlO彡1. 5 μ m ；三元材料的粒度D50控制在11 15ym, DlO ^ 5. Oym ；这种负极混合材料中改性天然石墨与人造石墨的重量配比可以为0. 1 1. 0 ；其中正极混合材料及负极混合材料都需要使用球磨干混的方式进行配料前的处理。如图1所示，三元材料与钴酸锂在同等辊轧条件下的压实密度不一样，即使同种材料也受其粒度大小的影响，在同等辊轧条件下不同粒度的钴酸锂压实密度有明显区别。 同时，粒度较小的材料可以填充到大颗粒的间隙之间，所以，将钴酸锂与三元材料混合，通过调节粒度及混合的配比，在适合的粒度分布及重量配比下，钴酸锂与三元材料的混合比容量发挥可以接近三元材料，压实密度接近钴酸锂，混合材料的能量密度会高于单独使用钴酸锂或者单独使用三元材料。适合的改性天然石墨与高压实人造石墨搭配下，能够有效改善天然石墨的压实性能，使得混合负极的能量密度高于单独使用其中的任何一种材料。同时混入改性天然石墨可以提升高压实人造石墨的加工性能，如下表1所示，在高压实人造石墨中掺入改性天然石墨可以延长浆料的沉淀时间，提高极片的粘结性。表1.不同负极材料浆料随时间的粘度变化
权利要求
1.一种锂离子电池，包括正极和负极，其特征在于，所述正极包括钴酸锂和三元材料。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述钴酸锂与三元材料的重量比为 0. 25 4. 0。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述钴酸锂的粒度D50为4 8 μ m，DlO > 1. 5 μ m ；三元材料的粒度 D50 为 11 15 μ m，DlO 彡 5· 0 μ m。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极包括改性天然石墨与人造石墨。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述改性天然石墨与人造石墨的重量比为0. 1 1.0。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池为软包装锂离子电池、聚合物锂离子电池或液态锂离子电池。
7.一种根据权利要求5所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述正极与所述负极配料前分别使用机械方式进行干混。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述机械方式为球磨。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述正极的制造包括以下步骤正极材料球磨干混、打胶及混料、涂布、轧片、段切、分切成片。
10.根据权利要求8所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述负极的制造包括以下步骤负极材料球磨干混、打胶及混料、涂布、轧片、段切、分切成片。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池，包括正极和负极，其中，正极混合材料主要成份为钴酸锂和三元材料，负极混合材料主要成份为改性天然石墨与人造石墨。采用上述方案，本发明通过改进现有锂离子电池正、负极材料的配方来设计电池，可以有效提升电池容量，同时降低电池成本。
文档编号H01M4/139GK102340025SQ20101023169
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者佟健, 郭也平 申请人:Tcl集团股份有限公司, 惠州泰科立集团股份有限公司