一種鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鋰離子電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔設(shè)置于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，以及電解液，正極片包括正極集流體和設(shè)置于正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量百分比計(jì)，正極活性物質(zhì)層包括如下組分：正極活性物質(zhì)98.1%～99.8%；正極導(dǎo)電劑0.1%～1%；正極粘接劑0.1%～1%；負(fù)極導(dǎo)電劑為碳纖維、碳納米管、碳納米棒和石墨烯中的至少一種，或者為碳纖維、碳納米管、碳納米棒、磷狀石墨、石墨烯中的至少一種與炭黑的混合物。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可以在保證膜片不脫膜的前提下，既提高電池的能量密度，又提高其大倍率充放電特性。
【專利說明】一種鋰離子電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有高能量密度和大倍率充放電 特性的鋰離子電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池作為一種清潔環(huán)保的功能元件，目前已經(jīng)在越來越多的領(lǐng)域得到了越 來越廣泛的應(yīng)用，例如，在消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域、電動(dòng)車領(lǐng)域、儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域以及最近新興的 平衡車領(lǐng)域等。
[0003] 其中，人們常用的消費(fèi)電子產(chǎn)品，如手機(jī)和筆記本電腦等使用功率越來越大，因此 它們對(duì)鋰離子電池的續(xù)航能力要求也越來越大。鋰離子電池的續(xù)航能力主要體現(xiàn)在其能量 密度以及充電速度兩個(gè)方面。目前，鋰離子電池的能量密度的提升已日益艱難，而拓展鋰離 子電池的充電速度，縮短單位電量的充電時(shí)間是增強(qiáng)續(xù)航能力的有效途徑。
[0004] 提高鋰離子電池的充電速度可從改善充電方法、改善電池化學(xué)體系和改善電池結(jié) 構(gòu)等方面進(jìn)行。至今已有諸多專利或?qū)＠暾?qǐng)公開了改變充電方法以提升充電速度的技術(shù) 方案，但關(guān)于可快充的電池化學(xué)體系，尤其是涉及高能量密度的可快充的電池化學(xué)體系的 報(bào)道較少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種在保證膜片不脫膜的前提 下，既可以提高電池的能量密度，又可以提高其大倍率充放電特性的鋰離子電池。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種鋰離子電池，包括正極片、負(fù) 極片、間隔設(shè)置于所述正極片和所述負(fù)極片之間的隔離膜，以及電解液，所述正極片包括正 極集流體和設(shè)置于所述正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述正極活 性物質(zhì)層包括如下組分：
[0007] 正極活性物質(zhì)98. 1 %?99. 8 % ;
[0008] 正極導(dǎo)電劑0? 1 %?1 % ;
[0009] 正極粘接劑〇? 1%?1% ;
[0010] 所述正極導(dǎo)電劑為碳纖維、碳納米管、碳納米棒和石墨烯中的至少一種，或者為碳 纖維、碳納米管、碳納米棒、磷狀石墨、石墨烯中的至少一種與炭黑的混合物。這些正極導(dǎo)電 劑中，碳纖維、碳納米管、碳納米棒均為一維材料，磷狀石墨和石墨烯均為二維材料，炭黑為 零維材料。
[0011] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0012] 首先，使用一維/二維導(dǎo)電材料或一維/二維導(dǎo)電材料與零維材料炭黑混用作為 導(dǎo)電劑，可以更好地串聯(lián)正極活性物質(zhì)顆粒，導(dǎo)電效果更佳，從而可以降低導(dǎo)電劑的含量， 同時(shí)，這些導(dǎo)電劑還起到類似粘結(jié)劑的作用，一維/二維導(dǎo)電劑的尺寸比活性物質(zhì)顆粒的 直徑大很多，可起到一定束縛作用，二維導(dǎo)電劑則可直接包裹多個(gè)活性顆粒，類似于粘結(jié)劑 從而可以適當(dāng)降低粘接劑的含量，提高正極活性物質(zhì)含量，進(jìn)而提升能量密度。
[0013] 其次，由于粘接劑為非導(dǎo)電性高分子物質(zhì)，其包覆在正極活性物質(zhì)表面可以起到 連接相鄰的顆粒的作用，但是如此就阻礙了導(dǎo)電劑的電子傳導(dǎo)，對(duì)電極的動(dòng)力學(xué)影響較大， 因此，降低粘接劑的含量可較大程度地提升倍率性能，具體而言，降低粘接劑的含量可改善 正極電子電導(dǎo)以及正極的脫嵌鋰動(dòng)力學(xué)性能，降低極化，增大充電過程的恒流時(shí)間，從而提 升充電速度。但是，粘接劑的含量又不能太小，否則正極膜片容易脫膜。實(shí)踐證明，本發(fā)明 中，正極粘接劑的含量在0. 1%?1%之內(nèi)是可以保證正極膜片不發(fā)生脫膜的。
[0014] 再次，包覆在正極活性顆粒表面的粘接劑屬于離子導(dǎo)體，但不導(dǎo)電子，而導(dǎo)電劑則 屬電子導(dǎo)體，但不導(dǎo)離子。一維/二維導(dǎo)電材料或一維/二維導(dǎo)電材料與零維材料炭黑混 用作為導(dǎo)電劑加入后，與粘接劑交互連結(jié)成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)不僅是離子導(dǎo)體也是 電子導(dǎo)體，可大幅增加電子轉(zhuǎn)移的活性位點(diǎn)，同時(shí)也提供了鋰離子在電極表面嵌入脫出的 導(dǎo)電通道。如此可大大提升電芯的倍率性能。
[0015] 總而言之，本發(fā)明通過巧妙地選擇合理的配方和適合的導(dǎo)電劑，可以在保證膜片 不脫膜的前提下，既提高電池的能量密度，又提高電池的大倍率充放電特性（即大倍率循 環(huán)性能）和充電速度。
[0016] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述負(fù)極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于所述負(fù) 極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括如下組分：
[0017] 負(fù)極活性物質(zhì)80 %?97 % ;
[0018] 負(fù)極導(dǎo)電劑1%?18%;
[0019] 負(fù)極粘接劑1 %?18% ;
[0020] 負(fù)極穩(wěn)定劑1 %?18 %。
[0021] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸 鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰和磷酸鐵鋰中的至少一種。
[0022] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述正極活性物質(zhì)摻雜有質(zhì)量占活性物質(zhì)的 重量百分比為〇. 1% -1%的金屬元素，所述金屬元素選自Mg、Zr、Ti、Zn、V和Cr中的至少 一種。在正極活性物質(zhì)內(nèi)摻雜金屬元素可以提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0023] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述正極活性物質(zhì)的表面包覆有氧化物包覆 層或碳層，所述氧化物包覆層選自Al203、Zr02、Y203、Mg0和Ti02中的至少一種，所述氧化物 包覆層或所述碳層的質(zhì)量與所述正極活性物質(zhì)的質(zhì)量的比值為（0.1-2) :1〇〇。在正極活性 物質(zhì)表面包覆氧化物層可以提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而碳層則主要是針對(duì)磷酸鐵鋰而言的，碳 層可以提高其電導(dǎo)性。
[0024] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述負(fù)極活性物質(zhì)為人造石墨、天然石墨、中 間相碳微球、軟碳、硬碳、娃、二氧化娃和錫合金中的至少一種。
[0025] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述負(fù)極粘接劑和所述正極粘接劑均為聚偏 氟乙烯、丁苯橡膠、海藻酸鈉、聚乙烯醇和聚四氟乙烯中的至少一種。
[0026] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述負(fù)極穩(wěn)定劑為羧甲基纖維素鈉、羥丙基 甲基纖維素鈉和羥甲基纖維素鈉中的至少一種；所述負(fù)極導(dǎo)電劑為炭黑，或者為碳纖維、碳 納米管、碳納米棒和石墨烯中的至少一種，或者為碳纖維、碳納米管、碳納米棒、磷狀石墨、 石墨烯中的至少一種與炭黑的混合物。
[0027] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述電解液包括有機(jī)溶劑、添加劑和鋰鹽，所 述添加劑包括12-冠醚_4、三（五氟苯基）硼烷和五氟苯基硼草酸酯中的至少一種。
[0028] 12-冠醚-4是一種導(dǎo)電添加劑，其分子中的4個(gè)氧原子與Li+配位，形成包覆式螯 合物，能有效地將溶劑分子、鋰鹽陰離子與鋰離子分開，提高了鋰鹽溶解度，增加電解液的 導(dǎo)電性。此外，12-冠醚-4的加入可以降低充電過程中溶液的共嵌和分解，負(fù)極材料在碳酸 酯等有機(jī)電解液中的電化學(xué)性能也有改善。此外，12-冠醚-4有多個(gè)含氧官能團(tuán)，屬于親 核官能團(tuán)，充電過程中，12-冠醚-4會(huì)覆著在正極顆粒表面，鋰離子脫出時(shí)，由于親核效應(yīng) 12-冠醚-4會(huì)與鋰離子進(jìn)行配位，起到溶劑化的作用，使鋰離子脫離晶體主體，增大了正極 脫鋰后鋰離子的擴(kuò)散速度，減少了濃差極化，從而提升了正極的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能。
[0029] 將PFPB0作為鋰離子電池添加劑時(shí)，LiF、鋰的氧化物（Li20,Li202)在PC/DMC(1 : 1，v/v)中的溶解度顯著增加，電解液導(dǎo)電率高、Li+離子遷移數(shù)大，可加快鋰離子多孔電極 間的的擴(kuò)散，降低了鋰離子在電解液中的遷移阻力。
[0030] TPFPB能使LiF溶解度達(dá)到L0M，其能夠顯著改善電池的壽命、導(dǎo)電能力和熱穩(wěn)定 性，這是因?yàn)?，TPFPB能夠促進(jìn)LiF從SEI膜中溶出，降低了SEI膜的電阻，而且其還能提高 Li+的離子遷移數(shù)，提高電解液溶液的電導(dǎo)率。通過選擇具有較高導(dǎo)電性的添加劑，可以提 高電池體系的導(dǎo)電性能，從而進(jìn)一步提高電池的大倍率充電特性。
[0031] 作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述鋰鹽的濃度為1.o-l. 3mol/L，較高的鋰 鹽濃度可以保證電池體系具有較高的導(dǎo)電性能，從而進(jìn)一步提高電池的大倍率充電特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0033] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1和對(duì)比例1的5C充電速度曲線。
[0034] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1和對(duì)比例1的10C/10C循環(huán)曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 本實(shí)施例提供的一種鋰離子電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔設(shè)置于正極片和負(fù)極 片之間的隔離膜，以及電解液；
[0037] 正極片包括正極集流體和設(shè)置于正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量百分 比計(jì)，正極活性物質(zhì)層包括如下組分：
[0038] 正極活性物質(zhì)鎳鈷猛酸鋰98. 5% ;
[0039] 正極導(dǎo)電劑炭黑0.3%;
[0040] 正極導(dǎo)電劑碳納米管〇? 4% ;
[0041] 正極粘接劑聚偏氟乙烯〇? 8% ;
[0042] 正極集流體為厚度為16iim的鋁箔。
[0043] 負(fù)極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于負(fù)極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量百分 比計(jì)，負(fù)極活性物質(zhì)層包括如下組分：
[0044] 負(fù)極活性物質(zhì)天然石墨90% ;
[0045] 負(fù)極導(dǎo)電劑炭黑5%;
[0046] 負(fù)極粘接劑丁苯橡膠2. 5 %;
[0047] 負(fù)極穩(wěn)定劑羧甲基纖維素鈉（CMC) 2. 5 % ;
[0048] 負(fù)極集流體為厚度為12iim的銅箔。
[0049] 電解液包括有機(jī)溶劑、添加劑和鋰鹽，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸 乙烯酯的混合物，三者的體積比為2 :2 :3,添加劑包括占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為1%的 12-冠醚-4和占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為2%的FEC，鋰鹽為L(zhǎng)iFP6，濃度為1. 2mol/L。
[0050] 隔離膜為厚度為16iim的聚乙烯。
[0051] 本實(shí)施例的電池的制備方法為：
[0052] 正極片的制備：將98. 5 %的鎳鈷錳酸鋰、0.3%的炭黑、0.4%的碳納米管、0.8% 的PVDF加入N-甲基吡咯烷酮中混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，使其面密度為18mg/cm2， 經(jīng)干燥、輥壓、裁切后，得到正極片；
[0053] 負(fù)極片的制備：將90%的天然石墨，5%的炭黑、2. 5%的丁苯橡膠和2. 5%的CMC 加入蒸餾水中混合成漿料，然后均勻涂覆在銅箔上，使其面密度為lOmg/cm2,經(jīng)干燥、輥壓、 裁切后，得到負(fù)極片；
[0054] 電芯的制備：將正極片、負(fù)極片以及隔離膜卷繞成電芯，其中正極片和負(fù)極片被隔 離膜隔開，然后在正極片和負(fù)極片上分別通過超聲波焊接固定上正極極耳和負(fù)極極耳，最 后將電芯置于鋁塑膜內(nèi)，烘烤，除去電芯中的水分；
[0055] 注液：向上述烘烤后的電芯中注入一定量的上述電解液，封口并靜置，使正極片、 負(fù)極片與隔離膜都充分浸潤(rùn)在電解液中；
[0056] 最后，對(duì)上述電芯進(jìn)行化成，經(jīng)過一段時(shí)間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。
[0057] 對(duì)比例1
[0058] 與實(shí)施例1不同的是：鎳鈷錳酸鋰的質(zhì)量含量為90%，導(dǎo)電劑為炭黑，且炭黑的質(zhì) 量含量為5%，粘接劑的質(zhì)量含量為5%，電解液中不含12-冠醚-4,鋰鹽的濃度為lmol/L， 其余同實(shí)施例1，這里不再贅述；
[0059] 對(duì)實(shí)施例1和對(duì)比例1提供的電池進(jìn)行容量和充放電測(cè)試，充電倍率設(shè)為5C和 10C，所得結(jié)果見表1，此外，圖1還示出了實(shí)施例1和對(duì)比例1的5C(倍率）充電速度曲線， 由表1和圖1可以看出：本發(fā)明的電池相較于對(duì)比例1的電池具有較高的能量密度提升和 充電速度提升。
[0060] 對(duì)實(shí)施例1和對(duì)比例1提供的電池進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試，循環(huán)設(shè)為10C充電/10C放 電的加速循環(huán)，所得結(jié)果見表1和圖2,由表1和圖2可以看出：本發(fā)明的電池在循環(huán)1000 周后，容量仍保持在95%以上，而對(duì)比例1的電池則在85%以下，這表明本發(fā)明的電池具有 更佳的大倍率充放電特性。
[0061] 實(shí)施例2
[0062] 與實(shí)施例1不同的是：正極活性物質(zhì)為鎳鈷鋁酸鋰，且其質(zhì)量含量為98. 8%，并且 鎳鈷鋁酸鋰中還摻雜有質(zhì)量百分比為0.5%的Mg;正極導(dǎo)電劑為碳納米管，且其質(zhì)量含量 為0. 5%;正極粘接劑為海藻酸鈉，且其質(zhì)量含量為0. 7%;添加劑包括占電解液總質(zhì)量的質(zhì) 量比為1.5%的三（五氟苯基）硼烷和占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為2%的VC，鋰鹽濃度為 1.lmol/L，其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0063] 對(duì)比例2
[0064] 與實(shí)施例2不同的是，鎳鈷鋁酸鋰（未摻雜）的質(zhì)量含量為95%，正極導(dǎo)電劑為炭 黑，且正極導(dǎo)電劑的質(zhì)量含量為2. 5%，正極粘接劑的質(zhì)量含量為2. 5%，電解液中不含三 (五氟苯基）硼烷，鋰鹽的濃度為I.〇m〇l/1L，其余同實(shí)施例2,這里不再贅述。
[0065]對(duì)實(shí)施例2和對(duì)比例2提供的電池進(jìn)行容量和充放電測(cè)試，充電倍率設(shè)為5C和10C，所得結(jié)果見表1，由表1可以看出：本發(fā)明的電池相對(duì)于對(duì)比例2具有較高的密度提升 和充電速度提升。
[0066] 對(duì)實(shí)施例2和對(duì)比例2提供的電池進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試，循環(huán)設(shè)為10C充電/10C放 電的加速循環(huán)，所得結(jié)果見表1，由表1可以看出：本發(fā)明的電池在循環(huán)1000周后，容量仍 保持在96 %以上，而對(duì)比例2的電池則在82%以下，這表明本發(fā)明的電池具有更佳的大倍 率充放電特性。
[0067] 實(shí)施例3
[0068] 與實(shí)施例1不同的是，正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰和錳酸鋰的混合物，二者的質(zhì)量比 為5 :1，且正極活性物質(zhì)的質(zhì)量含量為99. 2 %，其中，鈷酸鋰的表面包覆有A1203層，且A1203 層的質(zhì)量與鈷酸鋰的質(zhì)量的比值為1 :1〇〇,錳酸鋰則摻雜有質(zhì)量百分比為〇. 3%的Zr;正極 導(dǎo)電劑為碳納米管和石墨烯的混合物，且碳納米管的質(zhì)量含量為〇. 1%，石墨烯的質(zhì)量含量 為0. 1%;正極粘接劑為聚乙烯醇，且正極粘接劑的質(zhì)量含量為0. 6%;添加劑包括占電解液 總質(zhì)量的質(zhì)量比為〇. 5%的五氟苯基硼草酸酯和占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為2%的VC，鋰 鹽濃度為1. 15mol/L，其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0069] 對(duì)比例3
[0070] 與實(shí)施例3不同的是，正極活性物質(zhì)的質(zhì)量含量為95%，其中，鈷酸鋰的表面未 包覆，錳酸鋰則未進(jìn)行摻雜處理；正極導(dǎo)電劑為炭黑，且正極導(dǎo)電劑的質(zhì)量含量為2. 5%， 正極粘接劑的質(zhì)量含量為2. 5%，電解液中不含五氟苯基硼草酸酯，鋰鹽的濃度為1.Omol/ 1L，其余同實(shí)施例3,這里不再贅述。
[0071] 對(duì)實(shí)施例3和對(duì)比例3提供的電池進(jìn)行容量和充放電測(cè)試，充電倍率設(shè)為5C和 10C，所得結(jié)果見表1，由表1可以看出；本發(fā)明的電池相較于對(duì)比例3的電池具有較高的密 度提升和充電速度提升。
[0072] 對(duì)實(shí)施例3和對(duì)比例3提供的電池進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試，循環(huán)設(shè)為10C充電/10C放 電的加速循環(huán)，所得結(jié)果見表1，由表1可以看出：本發(fā)明的電池在循環(huán)1〇〇〇周后，容量仍 保持在97%左右，而對(duì)比例3的電池則在89%以下，這表明本發(fā)明的電池具有更佳的大倍 率充放電特性。
[0073] 實(shí)施例4
[0074] 與實(shí)施例1不同的是，正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰和鎳鈷錳酸鋰的混合物，二者的質(zhì) 量比為2 :1，且正極活性物質(zhì)的質(zhì)量含量為99%，其中鈷酸鋰的表面包覆有Ti02層，且 Ti02層的質(zhì)量與鈷酸鋰的質(zhì)量的比值為0. 5 :100 ;正極導(dǎo)電劑為炭黑和碳纖維的混合物， 且炭黑的質(zhì)量含量為〇. 1%，碳纖維的質(zhì)量含量為0.2%;正極粘接劑為聚乙烯醇，且正極粘 接劑的質(zhì)量含量為〇. 7%;添加劑包括占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為0. 7%的五氟苯基硼草酸 酯和占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為2%的VC，鋰鹽濃度為1. 25mol/L，負(fù)極活性物質(zhì)為天然石 墨和人造石墨的混合物，-者的質(zhì)量比例為1 :1，負(fù)極粘接劑為海澡酸納，負(fù)極導(dǎo)電劑為石 墨烯和導(dǎo)電炭黑的混合物，且二者的質(zhì)量比例為1 :4,負(fù)極穩(wěn)定劑為羥丙基甲基纖維素鈉， 其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0075] 對(duì)比例4
[0076] 與實(shí)施例4不同的是：正極活性物質(zhì)的質(zhì)量含量為97. 5%，鈷酸鋰的表面未包覆， 正極導(dǎo)電劑為炭黑，且正極導(dǎo)電劑的質(zhì)量含量為1.5%，正極粘接劑的質(zhì)量含量為1%，電 解液中不含五氟苯基硼草酸酯，鋰鹽的濃度為l.Omol/lL，負(fù)極導(dǎo)電劑為炭黑，其余同實(shí)施 例4,這里不再贅述。
[0077] 對(duì)實(shí)施例4和對(duì)比例4提供的電池進(jìn)行容量和充放電測(cè)試，充電倍率設(shè)為5C和 10C，所得結(jié)果見表1 ;由表1可以看出：本發(fā)明的電池相較于對(duì)比例4的電池具有較高的密 度提升和充電速度提升。
[0078] 對(duì)實(shí)施例4和對(duì)比例4提供的電池進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試，循環(huán)設(shè)為10C充電/10C放 電的加速循環(huán)，所得結(jié)果見表1，由表1可以看出：本發(fā)明的電池在循環(huán)1〇〇〇周后，容量仍 保持在95 %以上，而對(duì)比例4的電池則在84%以下，這表明本發(fā)明的電池具有更佳的大倍 率充放電特性。
[0079] 實(shí)施例5
[0080] 與實(shí)施例1不同的是，正極活性物質(zhì)為錳酸鋰，且正極活性物質(zhì)的質(zhì)量含量為 99. 5% ;正極導(dǎo)電劑為炭黑和憐狀石墨的混合物，且炭黑的質(zhì)量含量為0. 1 %，憐狀石墨的 質(zhì)量含量為〇. 1 %;正極粘接劑為丁苯橡膠，且正極粘接劑的質(zhì)量含量為〇. 3%;添加劑包括 占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為1. 2%的12-冠醚-4和占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量比為2%的PS， 鋰鹽濃度為1. 3mol/L，負(fù)極活性物質(zhì)為中間相炭微球和軟碳的混合物，二者的質(zhì)量比例為 3:1，負(fù)極粘接劑為聚偏氟乙烯，負(fù)極導(dǎo)電劑為碳纖維和導(dǎo)電炭黑的混合物，且二者的質(zhì)量 比例為1 :4,負(fù)極穩(wěn)定劑為羥甲基纖維素鈉，其余同實(shí)施例1，這里不再贅述。
[0081] 對(duì)比例5
[0082] 與實(shí)施例5不同的是：正極活性物質(zhì)的質(zhì)量含量為96%，正極導(dǎo)電劑為炭黑，且正 極導(dǎo)電劑的質(zhì)量含量為1 %，正極粘接劑的質(zhì)量含量為3 %，電解液中不含12-冠醚-4,鋰鹽 的濃度為l.Omol/lL，負(fù)極導(dǎo)電劑為炭黑，其余同實(shí)施例5,這里不再贅述。
[0083] 對(duì)實(shí)施例5和對(duì)比例5提供的電池進(jìn)行容量和充放電測(cè)試，充電倍率設(shè)為5C和 10C，所得結(jié)果見表1 ;由表1可以看出：本發(fā)明的電池相較于對(duì)比例5的電池具有較高的密 度提升和充電速度提升。
[0084] 對(duì)實(shí)施例5和對(duì)比例5提供的電池進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試，循環(huán)設(shè)為10C充電/10C放 電的加速循環(huán)，所得結(jié)果見表1，由表1可以看出：本發(fā)明的電池在循環(huán)1000周后，容量仍 保持在97 %以上，而對(duì)比例5的電池則在87%以下，這表明本發(fā)明的電池具有更佳的大倍 率充放電特性。
[0085] 為了驗(yàn)證各實(shí)施例和對(duì)比例中電池的正極膜片是否存在脫膜的問題，將經(jīng)過1000 次的加速循環(huán)后的電池拆解，觀察其正極片是否存在脫膜的情況，所得結(jié)果見表1。
[0086] 表1 :實(shí)施例1至5和對(duì)比例1至5提供的電池的性能測(cè)試結(jié)果。
[0087]

【權(quán)利要求】
1. 一種鋰離子電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔設(shè)置于所述正極片和所述負(fù)極片之間的 隔離膜，以及電解液，其特征在于： 所述正極片包括正極集流體和設(shè)置于所述正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量 百分比計(jì)，所述正極活性物質(zhì)層包括如下組分： 正極活性物質(zhì)98. 1%?99. 8% ; 正極導(dǎo)電劑〇. 1%?1%; 正極粘接劑〇. 1%?1% ; 所述正極導(dǎo)電劑為碳纖維、碳納米管、碳納米棒和石墨烯中的至少一種，或者為碳纖 維、碳納米管、碳納米棒、磷狀石墨、石墨烯中的至少一種與炭黑的混合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于：所述負(fù)極片包括負(fù)極集流體和設(shè) 置于所述負(fù)極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)層，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括 如下組分： 負(fù)極活性物質(zhì)80%?97% ; 負(fù)極導(dǎo)電劑1%?18% ; 負(fù)極粘接劑1%?18% ; 負(fù)極穩(wěn)定劑1%?18%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于：所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、 鎳鈷鋁酸鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰和磷酸鐵鋰中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于：所述正極活性物質(zhì)摻雜質(zhì)量占活 性物質(zhì)的重量百分比為0. 1%_1%的金屬元素，所述金屬元素選自Mg、Zr、Ti、Zn、V和Cr中 的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于：所述正極活性物質(zhì)的表面包覆有 氧化物包覆層或碳層，所述氧化物包覆層選自41203、21〇2、￥ 203、1%0和！102中的至少一種， 所述氧化物包覆層或所述碳層的質(zhì)量與所述正極活性物質(zhì)的質(zhì)量的比值為（〇. 1-2) :100。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于：所述負(fù)極活性物質(zhì)為人造石墨、天 然石墨、中間相碳微球、軟碳、硬碳、娃、二氧化娃和錫合金中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池，其特征在于：所述負(fù)極粘接劑和所述正極粘接 劑均為聚偏氟乙烯、丁苯橡膠、海藻酸鈉、聚乙烯醇和聚四氟乙烯中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于：所述負(fù)極穩(wěn)定劑為羧甲基纖維素 鈉、羥丙基甲基纖維素鈉和羥甲基纖維素鈉中的至少一種；所述負(fù)極導(dǎo)電劑為炭黑，或者為 碳纖維、碳納米管、碳納米棒和石墨烯中的至少一種，或者為碳纖維、碳納米管、碳納米棒、 磷狀石墨、石墨烯中的至少一種與炭黑的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于：所述電解液包括有機(jī)溶劑、添加劑 和鋰鹽，所述添加劑包括12-冠醚-4、三(五氟苯基）硼烷和五氟苯基硼草酸酯中的至少一 種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于：所述鋰鹽的濃度為1. 0-1. 3mol/ L〇
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK104362346SQ201410542073
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】高潮, 王升威, 陳杰, 駱福平, 鄭強(qiáng), 申紅光 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司