[发明专利]锂离子电池及其阴极片

说明书

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卷绕的阴极片、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甲基吡咯烷酮(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、降低生产效率。

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℃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℃。

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干个电池单体，每一个电池单体包括相互绕卷或叠加的阴极片、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。

附图说明

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，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℃，最好是在75℃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℃之间，可见，使用本发明水系阴极片可以显著节约能耗；

试验检测表明，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90℃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℃左右。