[发明专利]锂离子电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及储能器件领域，特别是涉及一种锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、比能量高、充放电寿命长、自放电率低和无记忆效应等优点，使其在便携式电子设备和电动工具等民用市场应用范围越来越广泛。但是其较差的低温性能使其在航空、航天，特殊通讯，极地考察和军事等特殊领域的应用受到限制。传统锂离子电池的低温性能，特别是在-30℃以下低温环境中的工作性能很差，主要表现为放电容量的急剧衰减以及放电电压平台的下降。

导致锂离子电池低温性能下降的主要原因是锂离子在电极中以及电极与电解液界面之间的运输速度变慢，电子在电极以及电极与电解液界面之间的迁移扩散速度减慢；其次是电解液在低温下粘度增加，离子电导率下降。除此之外，电极的孔隙率、孔径、比表面积、电极密度、压实、电极与电解液在低温下的润湿性、以及电解液的低温流动性等均影响着锂离子电池的低温性能。

传统的改善电子迁移的方法通常采用向电极活性材料中添加导电剂(导电碳粉、碳纳米管、石墨烯、碳纳米线等)，但这种方法制得的锂离子电池的低温性能提升有限，传统的锂离子电池的低温性能依然较差，无法满足锂离子电池的低温应用需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种低温性能较佳的锂离子电池及其制备方法。

一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及电解液；

所述正极片包括正极集流体以及涂覆在所述正极集流体上的正极活性层，所述正极活性层具有多孔结构，所述正极活性层的材料包括正极活性材料、正 极导电添加剂和正极粘接剂，所述正极活性材料、所述正极导电添加剂和所述正极粘接剂的质量比为20～42：0.5～10：0.5～10；

所述负极片包括负极集流体以及涂覆在所述负极集流体上的负极活性层，所述负极活性层具有多孔结构，所述负极活性层的材料包括负极活性材料、负极导电添加剂和负极粘接剂，所述负极活性材料、所述负极导电添加剂和所述负极粘接剂的质量比为16～40：0.5～12：0.5～12。

在一个实施例中，所述正极活性材料选自钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料、磷酸铁锂和镍钴铝中的至少一种；

所述正极导电添加剂选自KS6、碳纳米管、VGCF、石墨烯和Super-P中的至少一种。

在一个实施例中，所述负极活性材料选自钛酸锂、中间相碳微球和人造石墨中的至少一种；

所述负极导电添加剂选自KS6、碳纳米管、VGCF、石墨烯和Super-P中的至少一种。

在一个实施例中，所述正极片的面密度为160g/m²～280g/m²，所述正极片的压实密度为1g/cm³～2.8g/cm³；

所述负极片的面密度为60g/m²～120g/m²，所述负极片的压实密度为0.8g/cm³～1.6g/cm³。

在一个实施例中，所述隔膜的表面涂覆有纳米氧化物涂层。

在一个实施例中，所述隔膜为孔隙率为30％～55％的多孔陶瓷隔膜。

在一个实施例中，所述电解液的溶质为锂盐，所述电解液的溶剂包括碳酸酯和酯类；

所述锂盐的浓度为0.7M～2M，所述锂盐选自LiPF₆、LiBF₄、LiBOB和LiBC₂O₄F₂中的至少一种；

所述碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的至少一种；

所述酯类选自γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和丁酸乙酯中的至少一种。

上述述的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

按照质量比为25～45：8～25：20～42：0.5～10：0.5～10将正极溶剂、正极增塑剂、正极活性材料、正极导电添加剂和正极粘接剂混合形成的正极浆料，并且将所述正极浆料涂覆在正极集流体上，干燥后压延得到正极片半成品，采用溶剂萃取法除去所述正极片半成品中的所述正极增塑剂，得到正极片，所述正极片包括正极集流体以及具有多孔结构的正极活性层；