專利名稱：一種鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種鋰離子電池。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)燃油汽車消耗了大量的石油資源，所以開發(fā)新能源汽車是汽車行業(yè)發(fā)展的必由之路。新能源汽車由三大主要部件組成:電機、電控、電池,而電池性能的高低對新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化有著重要的影響。近年來，電池逐漸成為新興能源的儲能介質(zhì)，同時作為便攜式電子設(shè)備的電源在工業(yè)上越來越起到重要的作用。鋰離子電池具有高能量密度和高功率密度的特點，被普遍認(rèn)為是最理想的便攜電源。在各式各樣的鋰離子電池當(dāng)中，圓型鋰離子電池具有體積比能量最大的優(yōu)勢。目前，廠商在生產(chǎn)電池環(huán)節(jié)中活化的時間較長，從而延長了電池的生產(chǎn)周期；而電池的循環(huán)壽命一直是消費者關(guān)心的問題。許多研究人員和科技工作者通過各種技術(shù)手段來解決上述兩方面的問題，但是沒有突破性進展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種鋰離子電池。根據(jù)本發(fā)明實施例的鋰離子電池，包括電池殼，在所述電池殼內(nèi)設(shè)有:正極集流體，所述正極集流體上涂布有正極活性物并留有裸露區(qū)域；負(fù)極集流體，所述負(fù)極集流體上涂布有負(fù)極活性物；隔膜，所述隔膜位于所述正極集流體和所述負(fù)極集流體之間以起分隔作用；和電解液，所述電解液充填在所述正極集流體、負(fù)極集流體、隔膜與所述電池殼之間，其中，所述正極集流體、負(fù)極集流體和隔膜被卷繞成預(yù)定的形狀。根據(jù)本發(fā)明實施例的鋰離子電池，由于改變了鋰離子電池電極的涂布結(jié)構(gòu)，將變化后的電極組裝成電池，可以縮短電池的活化時間并且提高電池的循環(huán)性能，循環(huán)性能的提高可以延長新能源汽車的使用壽命。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的鋰離子電池，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述正極集流體呈矩形，所述裸露區(qū)域成條帶狀連接所述正極集流體任意兩條對邊。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述裸露區(qū)域?qū)抣_3mm。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述裸露區(qū)域設(shè)有1-3個。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述正極集流體材料為鋁箔。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述正極活性物為過渡金屬氧化物。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述過渡金屬氧化物為LiCoO2或LiNiv3Cov3Mrv3O2或兩者混合物。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的負(fù)極集流體為銅箔。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述負(fù)極活性物為選自天然石墨、人造石墨、硬碳的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述隔膜材料為聚乙烯或聚丙烯中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述電解液為DMC、DME、EC、DEC溶劑及六氟磷酸鋰的一種或多種。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的鋰離子電池的制備方法流程示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的鋰離子電池正極的一種涂布示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的鋰離子電池正極的另一種涂布示意圖；圖4是常規(guī)鋰離子電極涂布方法的涂布示意圖；圖5是本發(fā)明的一個實施例的兩種涂布方法所得鋰離子電池C和D的放電循環(huán)次數(shù)對比圖；圖6是本發(fā)明的一個實施例的兩種涂布方法所得鋰離子電池E和F的放電循環(huán)次數(shù)對比圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。首先，參考圖1描述本發(fā)明所涉及的制備鋰離子電池的方法的流程。具體的，本發(fā)明所涉及的制備本發(fā)明實施例的鋰離子電池的方法包括以下步驟:在正極集流體上表面涂布正極活性物以使所述表面包括涂布區(qū)域和裸露區(qū)域；在負(fù)極集流體上涂布負(fù)極活性物；將涂布有所述正極活性物的正極集流體、涂布有所述負(fù)極活性物的負(fù)極集流體和隔膜進行卷繞并放入電池殼；以及
在電池殼中注入電解液，并將所述電池殼密封，得到鋰離子電池。所述的在正極集流體表面涂布正極活性物的涂布方法沒有特殊限制，只要能在所述正極集流體表面涂布上正極活性物，且空出未涂布正極活性物的裸露區(qū)域即可。由此，可以縮短整個電池的活化時間，進而提高電池的生產(chǎn)效率，降低和避免電池因電液向整個體系中擴散速度慢而引起負(fù)極表面析鋰的問題，還可以為負(fù)極在循環(huán)過程中提供一定的膨脹空間，避免負(fù)極膨脹產(chǎn)生析鋰從而改善和提高鋰離子電池的循環(huán)壽命，提高電池的循環(huán)性能。有利地，所述正極集流體呈矩形，所述裸露區(qū)域成條帶狀連接所述正極集流體任意兩條對邊，如圖2和圖3所示，圖2表示所述裸露區(qū)域10連接所述正極集流體20較短兩條對邊，圖3表示所述裸露區(qū)域10連接所述正極集流體20較長兩條對邊。有利地，所述裸露區(qū)域?qū)抣_3mm。進一步有利地，所述裸露區(qū)域設(shè)有1-3個，優(yōu)選兩個裸露區(qū)域。由此，可以提高電池的循環(huán)壽命。在一個示例中，所述正極集流體的制備材料為鋁箔。 在一個示例中，所述正極活性物為過渡金屬氧化物。有利地，所述過渡金屬氧化物為LiCoO2或LiNi1/3Co1/3Mn1/302或兩者混合物。所述在負(fù)極集流體上涂布負(fù)極活性物的方法沒有特殊限制，可以采用常規(guī)涂布方法涂布，在一個示例中，所述的負(fù)極集流體為銅箔。有利地，所述負(fù)極活性物為選自天然石墨、人造石墨、硬碳的一種或多種。接著，將涂布有所述正極活性物的正極集流體、涂布有所述負(fù)極活性物的負(fù)極集流體和隔膜進行卷繞并放入電池殼，所述卷繞方法可以為常規(guī)卷繞方法，將涂布有所述正極活性物的正極集流體、涂布有所述負(fù)極活性物的負(fù)極集流體和隔膜卷成圓型極極組即可，卷繞完成之后將圓型極極組放入電池殼。有利地，所述隔膜材料為聚乙烯或聚丙烯中的至少一種。最后，在電池殼中注入電解液，并將所述電池殼密封，得到鋰離子電池，所述注入方法和密封方法沒有特殊限制，采用常規(guī)注入裝置和密封裝置即可完成操作。有利地，所述電解液為DMC、DME、EC、DEC溶劑及六氟磷酸鋰的一種或多種。由此，便可完成鋰離子電池的制備。下面進一步描述由上述方法制得的鋰離子電池。由上述方法制備所得鋰離子電池包括電池殼，在所述電池殼內(nèi)設(shè)有:正極集流體，所述正極集流體上涂布有正極活性物并留有裸露區(qū)域；負(fù)極集流體，所述負(fù)極集流體上涂布有負(fù)極活性物；隔膜，所述隔膜位于所述正極集流體和所述負(fù)極集流體之間以起分隔作用；和電解液，所述電解液充填在所述正極集流體、負(fù)極集流體、隔膜與所述電池殼之間，其中，所述正極集流體、負(fù)極集流體和隔膜被卷繞成預(yù)定的形狀。在一個示例中，所述正極集流體在卷繞前呈矩形，所述裸露區(qū)域成條帶狀連接所述正極集流體任意兩條對邊。在一個示例中，所述裸露區(qū)域?qū)抣_3mm。
在一個示例中，所述裸露區(qū)域設(shè)有1-3個。在一個示例中，所述正極集流體材料為鋁箔。 在一個示例中，所述正極活性物材料為過渡金屬氧化物。在一個示例中，所述過渡金屬氧化物包括LiCoO2或LiNiv3Ccv3Miv3O2或兩者混合的過渡金屬氧化物。在一個示例中，所述的負(fù)極集流體為銅箔。在一個示例中，所述負(fù)極活性物為選自天然石墨、人造石墨、硬碳的一種或多種。在一個示例中，所述隔膜材料為聚乙烯或聚丙烯中的至少一種。在一個示例中，所述電解液為DMC、DME、EC、DEC溶劑及六氟磷酸鋰的一種或多種。下面通過具體實施例描述本發(fā)明。實施例1選擇鋁箔作為正極集流體，選擇LiCoO2作為正極活性物，將LiCoO2按照圖2和圖4所示圖樣均勻的涂布在鋁箔上，其中圖4為常規(guī)涂布方法涂布式樣；選擇銅箔作為負(fù)極集流體，選擇石墨為負(fù)極活性物均勻的涂布在銅箔上。然后按常規(guī)方法將涂布有LiCoO2的鋁箔、涂布有石墨的銅箔和聚乙烯制成的隔膜進行卷繞并放入電池殼中。最后，在電池殼中注入六氟磷酸鋰作為電解液，并將所述電池殼密封，得到鋰離子電池，其中，按照圖2所示涂布方法涂布所得電池標(biāo)記為A，按照圖4所示涂布方法涂布所得電池標(biāo)記為B。對兩種涂布方法所得鋰離子電池進行活化試驗，試驗步驟為:首先在0.1C條件下，分別對A和B兩種鋰離子電池活化I小時，將活化后的電池在25°C條件下分別儲存12小時、24小時和48小時之后進行0.5C 一次充放電，在滿電態(tài)時解剖觀察負(fù)極表面析鋰現(xiàn)象出現(xiàn)；將活化后的電池在45°C條件下分別儲存12小時、24小時和48小時之后進行0.5C一次充放電，在滿電態(tài)時解剖觀察負(fù)極表面析鋰現(xiàn)象出現(xiàn)；將活化后的電池在65°C條件下分別儲存12小時、24小時和48小時之后進行0.5C 一次充放電，在滿電態(tài)時解剖觀察負(fù)極表面析鋰現(xiàn)象出現(xiàn)，觀察結(jié)果見表I。表I鋰離子電池負(fù)極表面析鋰現(xiàn)象觀察表
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池，其特征在于，包括電池殼，在所述電池殼內(nèi)設(shè)有: 正極集流體，所述正極集流體上涂布有正極活性物并留有裸露區(qū)域； 負(fù)極集流體，所述負(fù)極集流體上涂布有負(fù)極活性物； 隔膜，所述隔膜位于所述正極集流體和所述負(fù)極集流體之間以起分隔作用；和 電解液，所述電解液充填在所述正極集流體、負(fù)極集流體、隔膜與所述電池殼之間， 其中，所述正極集流體、負(fù)極集流體和隔膜被卷繞成預(yù)定的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極集流體呈矩形，所述裸露區(qū)域成條帶狀連接所述正極集流體任意兩條對邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述裸露區(qū)域?qū)抣_3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述裸露區(qū)域設(shè)有1-3個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極集流體材料為鋁箔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性物材料為過渡金屬氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池，其特征在于，所述過渡金屬氧化物包括LiCoO2或LiNil73Ccv3Mnv3O2或兩者混合的過渡金屬氧化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述的負(fù)極集流體為銅箔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負(fù)極活性物為選自天然石墨、人造石墨、硬碳的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鋰離子電池的方法，其特征在于，所述隔膜材料為聚乙烯或聚丙烯中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鋰離子電池的方法，其特征在于，所述電解液為DMC、DME、EC、DEC溶劑及六氟磷酸鋰的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池，包括電池殼，在所述電池殼內(nèi)設(shè)有正極集流體，所述正極集流體上涂布有正極活性物并留有裸露區(qū)域；負(fù)極集流體，所述負(fù)極集流體上涂布有負(fù)極活性物；隔膜，所述隔膜位于所述正極集流體和所述負(fù)極集流體之間以起分隔作用；和電解液，所述電解液充填在所述正極集流體、負(fù)極集流體、隔膜與所述電池殼之間，其中，所述正極集流體、負(fù)極集流體和隔膜被卷繞成預(yù)定的形狀。根據(jù)本發(fā)明實施例的鋰離子電池，由于改變了鋰離子電池電極的涂布結(jié)構(gòu)，將變化后的電極組裝成電池，可以縮短電池的活化時間并且提高電池的循環(huán)性能，循環(huán)性能的提高可以延長新能源汽車的使用壽命。
文檔編號H01M4/64GK103151555SQ20111040246
公開日2013年6月12日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者李鵬, 孫寧, 高景伯, 丁懷宇, 鞏慶斌 申請人:北汽福田汽車股份有限公司