[发明专利]一种4.35V电压的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是一种高电压、高比能量的4.35V锂离子二次电池。

背景技术

目前随着经济与新能源的发展，各种电子产品配套电源向着重量轻、高能量、长贮存寿命方向发展。锂离子电池由于具有工作电压高、比能量高、长循环寿命、适应高低温环境工作等优良性能，逐步从民用领域的移动电话、笔记本电脑扩展到电动汽车、太阳能、风能电站蓄电，之后又扩展到其他诸多应用领域。随着锂离子电池向高比能量、高比功率方向发展趋势来说，提高电池的比能量有两种方法，一种是提高电极材料的比能量，一种方法是提高电池的电压。其中目前锂离子电池的正负极材料已经发展到先进水平，要想进一步提高已经非常难，提高电池的电压是一个可发展的方向，其发展主要取决于电极材料的结构和电解液的工作电压范围。电解液的工作电压范围可通过添加一定的电解液添加剂来提高电池的电压。一般来说，在基本不增加电池成本的情况下（按质量分数或体积分数计算，添加剂的添加量不超过电解液总量的5%），添加剂的使用能显著改善锂离子电池的某些性能，不仅可减少专用的过充电保护电路，而且对简化电池制造工艺，降低电池生产成本具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种电压为4.35V的锂离子二次电池，已解决现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种4.35V电压的锂离子二次电池，包含：正极材料配方按重量百分比计算，层状锰酸锂85～93％、正极导电剂1～5％和正极粘结剂1～5％；负极片材料配方，按重量百分比计算，包含活性物质石墨85～95％、负极导电剂1～5％和负极粘结剂1～5％。

所述层状锰酸锂采用液相共沉淀法制备。

正极导电剂添加量为2.5～4％，正极粘结剂的添加量为2～4.5%。

正极导电剂为碳纳米管、科琴黑、石墨烯中的一种或几种混合。

负极导电剂为中间相碳微球、碳纳米管、科琴黑、石墨烯中的一种或多种。

负极粘结剂为丁苯乳胶、羧甲基纤维素钠或LA132。

电解质为六氟磷酸锂，溶剂为碳酸二甲酯、乙烯碳酸酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯或二乙基亚硫酸酯。

添加剂为亚硫酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯或丙稀碳酸酯。

本发明的有益效果：利用层状锰酸锂，提高材料本身的工作电压，添加一定含量的导电剂提高电池在大电流放电时，内阻降低，极化现象减少，电池的放电能力提高。因此，本发明能够提供一种高比能量的锂离子二次电池，具有很大的工业和商业价值。

本锂离子电池正极材料的配方里添加适量的导电剂，可以缓解前期放电平台下降速度，能有效防止锂离子电池前期放电电压下降过快，从而改善锂离子电池在大电流条件下的放电性能。而对应的制备方法，可以使各种物质分散比较均匀，有利于获得面密度比较均匀的正极极片，对电芯一致性的提升有很大帮助。

附图说明

图1为本发明电池的电芯图；

图2为本发明实施例1、2、3是4.35V锂离子电池的放电曲线图；

图3为本发明实施例1、2、3使用不同电解液的4.35V电池的循环曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：

本发明是一种高电压4.35V的锂离子电池，该电池采用卷绕或叠片工艺组装而成，正极包括层状锰酸锂、导电剂、粘结剂，负极是石墨、导电剂、粘结剂，电解质是六氟磷酸锂（LiPF6），隔膜可以是复合隔膜。参见本发明层状锰酸锂电芯的剖面图图1所示，其中1是隔膜，2是负极，3是正极，4是终止胶带。

实施例1：

将不同含量的层状锰酸锂与导电剂、粘结剂搅拌均匀后涂覆在铝集流体上，经烘烤、滚压等工序制成正极。正极层状锰酸锂的含量90%。导电剂的种类可以为导电碳黑、碳纳米管，导电剂的总含量为4%。粘结剂的种类为聚偏四氟乙烯，含量为6%。

将不同含量的石墨与导电剂、粘结剂搅拌均匀后涂覆在铜集流体上，经烘烤、滚压等工序制成正极。负极石墨的含量92%。导电剂的种类可以为导电碳黑、碳纳米管，导电剂的总含量为2.5%。粘结剂的种类为丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠，含量为5.5%。

采用卷绕工艺将正极、负极和隔膜卷绕成方形电芯。负极片的高度相对正极片高1mm~2mm，隔膜的高度相对负极片高2mm~3mm，方形电芯极耳位于左右两旁。