[发明专利]一种锂离子电池的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池的制作方法，具体的说，涉及一种锰酸锂锂离子电池的的制作方法。

背景技术

能源短缺是全人类面临的共同难题，煤炭、石油、天然气等不可再生能源的全球储量毕竟有限，很难满足全球不断增长的能源需求，解决这一难题的根本方法是不断开发出新的可再生的能源，可充电电池是可再生的能源的主要方式之一，其中锂离子电池是首选方案之一。

锂离子电池正极材料包括LiCoO₂、LiMnO₂、LiFePO₄、LiNi_xCo_yMn_zO₂等，以上四种正极材料性能参数对比如下：

由以上数据可以看出，锰酸锂正极材料具有资源丰富、工作电压高、价格低、安全性能好的优点，但由于其高温性能差，特别是高温储存和高温循环性能差，使得锰酸锂正极材料在市场应用范围受到了限制。其原因是：①锰的溶解：放电末期Mn³⁺离子的浓度最高，在粒子表面的Mn³⁺离子发生歧化反应，生成Mn²⁺离子溶解于电解液中，导致容量损失；②杨-泰勒效应：及在放电末期，由于锰酸锂晶形结构没有处在热力学平衡状态，及锰酸锂晶体结构发生破坏，导致容量损失； ③在有机溶剂中，高度脱锂的尖晶石粒子在充电尽头不稳定，及Mn⁴⁺的高度氧化，导致容量损失。④由于电解液中存在微量H₂O，H₂O和LiPF₆反应生成HF，HF和LiMn₂O₄反应生成Mn²⁺离子，Mn²⁺离子溶解溶解到电解液中，导致容量损失。

为了解决以上问题，在中国专利99126373.1号、日本特开平9-293528中，尝试通过在锰酸锂锂正极材料中添加钴酸锂或镍酸锂的方式进行改善，其改善效果并不理想。因而目前还没有发现更有效的解决锰酸锂电池的高温储存性能差和高温循环性能差的方法。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种制作高温储存性能和高温循环性能好性能优越的锰酸锂锂离子电池的方法。

本发明目的是这样实现的：

一种锂离子电池的制作方法，按如下步骤进行：

（1）正极浆料的制备：以正极浆料的干粉为总重量，配取75~95份的LiMn₂O₄、20~5份的三元材料LiNi_xCo_yMn_zO₂ ，其中x+y+z=0.8~1.0、2~5份的正极导电剂、2~5份的正极粘结剂，先将锰酸锂、三元材料混合搅拌均匀，再和正极导电剂、正极粘结剂一起加入到NMP中经真空搅拌得到正极浆料；其中正极导电剂为常用的sp（超导电碳黑）、正极粘结剂为常用的PVDF（聚偏氟乙烯-六氟丙烯）。

（2）负极浆料的制备：以负极浆料的干粉为总重量，配取90~95份的负极活性物质、3~6份的负极导电剂、2~5份的负极粘结剂、1~2.5份的增稠剂，再一起加入到水中经真空搅拌得到负极浆料；其中负极活性物质为石墨、负极导电剂也是sp（超导电碳黑）、负极粘结剂为SBR（丁苯橡胶乳液）、增稠剂为CMC（羧甲基纤维素钠）。

（3）涂布：将配置好的正极浆涂覆在20～40um的铝箔上，烘干后制成正极片；将配置好的负极浆涂覆在电解铜箔上，烘干后制成负极片；

（4）电池芯的制备：将步骤（3）涂布好的正、负极片，进行辊压压实，通过模切、烘干、正、负极片交错相叠，形成电池芯；

（6）极耳焊接：将铝、铜镀镍极耳分别与正、负极片焊接在一起形成正、负极耳，再经过铝塑膜封装、烘烤、注液、抽气封口、化成、老化、二次抽气封口、检测得到电池。

制作中负极过量系数：负极设计容量/正极设计容量设定在1.1~1.5之间。

步骤（1）中所述正极浆料正极干粉与NMP质量比为6:4。

步骤（2）中所述负极浆料负极干粉与水的质量比为4:6。

步骤（4）中所述正极片辊压压实后所涂料密度为3.0g/cm³；所述负极片辊压压实后所涂料密度为1.4g/cm³。