[发明专利]一种高倍率锂离子电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是一种高倍率锂离子电池的制备方法。

背景技术

由于锂离子电池具有工作高电压、高比能、长循环寿命、低自放电率、无污染等优势，现已广泛用于移动电话、便携式计算机、数码产品等小型电子设备，并已在航模、无人机、汽车启动电源、电动汽车和混合动力汽车等交通工具上展现出其广阔的应用前景和强劲的发展势头。

目前，高倍率锂离子电池受到广泛关注与应用。为了提高锂离子电池的高倍率性能，一般通过调整正、负极片配方和面密度来实现，比如提高导电剂含量以及降低面密度，都可以在一定程度上提高其倍率性能，但采用这种方法，大幅降低了电池的能量密度。作为正极片集流体涂炭铝箔的出现与应用，在一定程度上提高了锂离子电池的倍率性能，但仍然不能满足市场用电设备对电池倍率性能的要求。在生产过程中极片切口边缘容易产生毛刺，电池自放电大的同时有刺破隔膜造成短路的风险，为降低这一风险，一般采用陶瓷隔膜，这在提高电池安全性能的同时，却影响了电池倍率性能，也增加了生产制造成本。目前的工艺中，高倍率电池多采用高空隙率50%左右的隔膜，成本很高。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种高倍率锂离子电池的制备方法，通过增加正极片表面导电涂层，以提高电子电导性和离子通过率，降低电池最终内阻；通过在正极片切口端面涂覆陶瓷涂层，以降低电池自放电率，实现锂离子电池的高倍率性能；使用具有较低孔隙率的隔膜，在保证高倍率性能的前提下，降低了电池的自放电率和成本。

为实现上述发明目的，本发明的制备方法如下：

制备方法如下：

（a）制作正极片

（a₁）将正极干粉和溶剂均匀混合，配制成正极浆料，所述正极干粉与溶剂质量比为正极干粉:溶剂=1:0.8~1.7；所述正极干粉包括正极活性物质、导电剂、粘结剂，所述正极干粉由以下物质按照质量百分比制成：正极活性物质90%~95%、导电剂3%~6%、粘结剂2%~5%；

（a₂）使用涂布机，将正极浆料涂覆在涂碳铝箔上，经干燥得到正极大片；再使用涂布机在正极大片正、反表面涂覆1~5um的导电胶液，经干燥、辊压、分切得到正极片卷料；

（a₃）在正极片卷料两侧切口端面使用喷涂设备涂覆一层陶瓷涂层，干燥后既得正极片；

（b）制作负极片

（b₁）将负极干粉和溶剂均匀混合，配制成负极浆料，所述负极干粉与溶剂质量比为负极干粉:溶剂=1:1.2~1.7；所述负极干粉包括负极活性物质、导电剂、粘结剂，所述负极干粉由以下物质按照质量百分比制成：负极活性物质90%~95%、导电剂0%~5%、粘结剂2%~5%；

（b₂）使用涂布机，将负极浆料涂覆在铜箔上，经干燥、辊压、分切得到负极片；

（c）电池制作

（c₁）将制备好的所述正极片、负极片与聚烯烃隔膜卷绕成电芯；

（c₂）将电芯用外壳预封装，经真空干燥后注入电解液，静置后化成、封口、分容，即得到锂离子电池。

所述的正极浆料和负极浆料采用的溶剂为去离子水或N-甲基吡咯烷酮。

所述的正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸铁锰锂中的一种或多种的混合物；所述的负极活性物质为人造石墨、天然石墨、复合石墨、硅碳负极、钛酸锂中的一种或多种的混合物。

所述正极浆料和负极浆料所采用的导电剂为导电碳黑SP-Li、导电石墨ks6、碳纳米管CNTS、纳米碳纤维VGCF、石墨烯中的任意一种或几种组成的复合导电剂。

所述正极浆料和负极浆料所采用的粘结剂为聚偏氟乙烯PVDF、羧甲基纤维素钠CMC、丁苯乳胶SBR、丙烯腈多元共聚物的水分散液LA133和LA132中的一种或几种的混合粘结剂。