[发明专利]锂离子电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池及其制备方法，尤其是一种具有良好安全性能 的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种具有较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，因此被广泛应用于各类便携式电子设备中。

锂离子电池内的电芯一般包括相互叠加或卷绕的正极片、隔离膜和负极片， 隔离膜间隔于相邻的正、负极片之间，可绝缘隔离正、负极片并保持电解液。 正极片包括一般采用铝箔制备的正极集流体和附着在正极集流体上、含有正极 活性物质的正极膜片。

由于锂电池工业无法完全阻止在工艺过程中引入微粒，电芯内部容易发生 短路。数家锂离子电池厂家都因此而导致大规模的电池召回，造成了很大的经 济损失，对锂电池产业也造成了不良影响。在短路过程中，由于铝箔电阻较小， 在发生内部短路时，铝箔接触阳极表面并导致短路电流很大，点燃阳极并出现 着火、冒烟甚至爆炸等现象，安全性较差。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能的锂离子电池及其制备方 法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有良好安全性能的锂离子电池及其制备方 法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池，其电芯包括：正 极片、负极片和间隔于正、负极片之间的隔离膜，正极片包括正极集流体和正 极膜片，正极集流体为碳膜，电芯的负极片和隔离膜为圆周型卷绕结构，正极 片为叠片结构，电芯制作方式为：将隔离膜预卷半圈，然后将负极片插入卷半 圈；随后，插入一片正极片，并保证正极膜片区域对应负极膜片，再卷半圈； 之后又插入一片正极片；如此卷绕直到卷到设计的裸电芯层数。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述碳膜集流体内含有导电剂和粘结 剂或导电剂、粘结剂和增塑剂。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述导电剂为导电炭黑，所述粘结剂 为聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物或聚偏二氟乙烯。

作为本发明锂离子电池的一种改进，所述碳膜集流体内含有导电剂、粘结 剂和增塑剂，导电剂、粘结剂和增塑剂在固体碳膜集流体中的重量百分含量分 别为：1％～90％、1％～90％和1％～70％。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种锂离子电池的制备方法，其包 括以下步骤：取一定量的粘结剂溶解于溶剂中，搅拌溶解充分后形成澄清溶液； 向澄清溶液中加入增塑剂和导电剂，搅拌均匀；蒸发除去溶剂，烘干碳膜，得 到碳膜集流体；制备正极膜片，并将正极膜片通过涂布或热压方式与碳膜集流 体复合在一起，制得正极片；制备负极片和隔离膜，并将正极片、负极片和隔 离膜按以下步骤制成裸电芯：将隔离膜预卷半圈，然后将负极片插入卷半圈； 随后，插入一片正极片，并保证正极膜片区域对应负极膜片，再卷半圈；之后 又插入一片正极片；如此卷绕直到卷到设计的裸电芯层数，得到负极片和隔离 膜为圆周型卷绕结构、正极片为叠片结构的裸电芯；以及将裸电芯装入电池包 装壳中，注入电解液，经化成、陈化工艺制得锂离子电池。

作为本发明锂离子电池的制备方法的一种改进，所述溶剂为丙酮、N-甲基 吡咯烷酮或水，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯或丙烯碳 酸酯，所述导电剂为导电碳黑。

作为本发明锂离子电池的制备方法的一种改进，所述正极膜片的制备方法 为：将钴酸锂、导电碳黑和聚偏二氟乙烯或钴酸锂、导电碳黑、聚偏二氟乙烯 和增塑剂加入丙酮或N-甲基吡咯烷酮中，混合且搅拌均匀得到具有一定流动性 的浆料；然后，将上述浆料涂覆在30μm厚的聚酯薄膜表面，烘干后形成具有一 定柔软度的正极膜片。

相对于现有技术，本发明锂离子电池采用碳膜代替传统锂离子电池的铝箔 集流体，明显改善了锂离子电池的安全性能和电化学性能。

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实施例1的电芯卷绕结构示意图。

图2为本发明锂离子电池实施例2的电芯Z形卷绕结构示意图。

图3为传统锂离子电池在25℃时以0.5C充电0.5C放电的循环曲线图。

图4为本发明锂离子电池实施例1在25℃时以0.5C充电0.5C放电的循环 曲线图。