專利名稱：便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用直接轉(zhuǎn)變化學(xué)能為電能的方法與裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及以無機(jī)氧化物作為活性材料組成的電極技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，為適應(yīng)電子設(shè)備，尤其是移動電話、數(shù)碼相機(jī)、MP3等通訊設(shè)備和隨身攜帶的電子設(shè)備發(fā)展的需要，對作為必要構(gòu)件的電池的要求也越來越高，包括低廉的價格、優(yōu)越的性能、微小的體積等；但是普通的鋰鈷氧化物(LiCoO2)材料由于稀有金屬鈷的價格昂貴，導(dǎo)致電池成本居高不下；同時鋰鈷氧化物(LiCoO2)材料充電時的膨脹性能，使電池的厚度難于控制，因電池充電時內(nèi)部膨脹致使電池厚度超標(biāo)；再次是鋰鈷氧化物(LiCoO2)材料的抗過充電性能低，電池的過充電壓低；采用價格低廉的鋰錳氧化物(LiMn2O4)材料來替代昂貴的鋰鈷氧化物(LiCoO2)材料，已有多人提出，但鋰錳氧化物(LiMn2O4)材料的克比容量低，只有100mAh/g，僅為鋰鈷氧化物(LiCoO2)材料的2/3，要達(dá)到與鋰鈷氧化物(LiCoO2)材料制作的相同容量電池，勢必增大體積，這對便攜式電子設(shè)備是不適宜的；為降低成本，又有高的重復(fù)穩(wěn)定性以及好的環(huán)境相容性，有人提出一種鋰-錳、鎳氧化物L(fēng)i(MnxNi1-x)O2作為電極材料，見我國發(fā)明專利申請公開說明書，公開號CN1402889A；但制作這種化合物比較復(fù)雜，較難實施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種制作方便、成本較低、充電時內(nèi)部不會產(chǎn)生膨脹，因而厚度可控制、過充電性能較高等有優(yōu)良綜合性能的便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池，包括殼體、殼體內(nèi)的正極活性材料、負(fù)極活性材料以及這些材料構(gòu)成的電極、隔膜和電解質(zhì)等，其特征在于正極活性材料的制備是采用鋰鈷氧化物(LiCoO2)與鋰錳氧化物(LiMn2O4)按一定比例混合而成的復(fù)合材料。
上已述及，鋰錳氧化物(LiMn2O4)材料價格低廉，但克比容量低，只有100mAh/g，單獨作為鋰離子電池的正極活性材料，電池體積需增大，對于便攜式電子設(shè)備不適用；但鋰錳氧化物(LiMn2O4)材料與鋰鈷氧化物(LiCoO2)材料有幾項性能是互補(bǔ)的一是鋰錳氧化物(LiMn2O4)材料充電時材料呈收縮狀態(tài)；二是其過充電性能高，比鋰鈷氧化物電池高了0.5V。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明加以詳述。
實施例1步驟之一制備一種復(fù)合正極活性材料取粒徑為5--10μm的鋰鈷氧化物(LiCoO2)與粒徑為8--20μm鋰錳氧化物(LiMn2O4)各50份重量，置于球磨機(jī)中混合2小時，另加入3.5重量的份導(dǎo)電乙炔黑，再在球磨機(jī)中混合2小時，取出混合物在200℃真空狀態(tài)下干燥24小時，即為復(fù)合正極活性材料；步驟二使用該復(fù)合正極活性材料制成正電極以100份重量的復(fù)合正極活性材料與95份重量的溶劑和5份重量的粘結(jié)劑混合制成漿料；其中溶劑為N-甲基-2吡咯烷酮，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；把漿料涂敷在鋁電流集電體上，涂敷厚度為18μm，在120℃下真空狀態(tài)干燥2小時，即為復(fù)合正極活性材料的正電極；將該電極在60kgf/cm的壓力下輥壓，并剪切成360×40mm的長條；步驟三便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池的制造將剪切好的復(fù)合正極活性材料的正電極和包括石墨為負(fù)極活性材料制成銅電流集電體上的負(fù)極被卷繞制成長方形卷芯，并裝入不銹鋼殼體中；正極連到殼蓋的鉚釘上，負(fù)極焊接在不銹鋼殼體上；正負(fù)極層間由隔膜隔離，隔膜材料采用微孔聚丙烯膜；殼體內(nèi)注有電解質(zhì)，電解質(zhì)由溶解1M六氟磷酸鋰(LiPF6)的碳酸亞乙酯和二甲基碳酸酯(以1vol/1vol比例)制得的混合物。
實施例2將實施例1的步驟一中鋰鈷氧化物(LiCoO2)與鋰錳氧化物(LiMn2O4)的混合重量比改為30∶70，以制得復(fù)合正極活性材料；其余重復(fù)實施例1。
實施例3將實施例1的步驟一中鋰鈷氧化物(LiCoO2)與鋰錳氧化物(LiMn2O4)的混合重量比改為70∶30，以制得復(fù)合正極活性材料；其余重復(fù)實施例1。
實施例4在實施例1中變換負(fù)電極，該負(fù)電極由銅電流集電體和炭微球活性材料組成，其余重復(fù)實施例1。
實施例5在實施例2中變換負(fù)電極，該負(fù)電極由銅電流集電體和炭微球活性材料組成，其余重復(fù)實施例1。
實施例6在實施例3中變換負(fù)電極，該負(fù)電極由銅電流集電體和炭微球活性材料組成，其余重復(fù)實施例1。
對比案例1除了通過以100％鋰鈷氧化物(LiCoO2)制備正極活性材料之外，其余重復(fù)實施例1。
對比案例2除了通過以100％鋰錳氧化物(LiMn2O4)制備正極活性材料之外，其余重復(fù)實施例1。
對比案例3除了將負(fù)電極變換為由銅電流集電體和炭微球活性材料組成外，其余重復(fù)對比案例1。
對比案例4除了將負(fù)電極變換為由銅電流集電體和炭微球活性材料組成外，其余重復(fù)對比案例2。
根據(jù)實施例1-6及對比案例1-4，各種電池的性能比較列表如下

由上表所示，本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池相比于現(xiàn)有技術(shù)的鋰鈷氧化物(LiCoO2)電池，其容量、平臺、循環(huán)壽命等性能相接近，但降低了電池的制作成本，克服了電池厚度的膨脹問題，提高了電池的過充電性能。
鑒于已經(jīng)在實施方案中詳細(xì)描述了本發(fā)明，內(nèi)容范圍應(yīng)包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求所規(guī)定的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下進(jìn)行的各種變型和替換。
權(quán)利要求
1.一種便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池，包括殼體、殼體內(nèi)的正極活性材料、負(fù)極活性材料以及這些材料構(gòu)成的電極、電極間的隔膜和電解質(zhì)等，其特征在于正極活性材料是采用鋰鈷氧化物(LiCoO2)與鋰錳氧化物(LiMn2O4)混合而成的復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池，其特征在于所說的正極活性材料包括30-70wt％的鋰鈷氧化物(LiCoO2)和30-70wt％鋰錳氧化物(LiMn2O4)
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池，其特征在于所說的鋰鈷氧化物(LiCoO2)具有5--10μm粒徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池，其特征在于所說的鋰錳氧化物(LiMn2O4)具有8--20μm粒徑。
全文摘要
一種便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池，包括殼體、殼體內(nèi)的正極活性材料、負(fù)極活性材料以及這些材料構(gòu)成的電極、電極間的隔膜和電解質(zhì)等，其特征在于正極活性材料是采用鋰鈷氧化物(LiCoO
文檔編號H01M4/48GK1595710SQ20041002577
公開日2005年3月16日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者陳志濤, 崔佳 申請人:寧波華天鋰電池科技有限公司