專利名稱：一種電池正極以及采用該正極的鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池正極以及采用該正極的電池，尤其涉及一種電池正 極以及采用該正極的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為一種化學(xué)電源，主要包括密封在電池殼體內(nèi)的極芯和非 水電解液。其中，極芯包括電池電極及隔膜。電池電極又分為正極和負(fù)極。
所述正極包括正極集電體及涂覆其上的負(fù)極材料；所述正極材料包括正極活 性物質(zhì)、粘合劑和導(dǎo)電劑。其中，所述正極活性物質(zhì)主要為鋰鈷氧、鋰鎳氧 和鋰錳氧等能夠釋出和嵌入鋰離子的鋰的復(fù)合金屬酸化物；所述粘合劑通常 可以是聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和丁苯橡 膠；所述導(dǎo)電劑通?？梢允翘己?、乙炔黑、爐黑、碳纖維、導(dǎo)電碳黑和導(dǎo)電
~ZZ*蹈雄 々墨寺。
鋰離子電池在充電時，鋰離子從正極活性物質(zhì)的層間釋出，通過正負(fù)極 片之間的隔膜和電解液到達(dá)負(fù)極片，嵌入具有層狀結(jié)構(gòu)的負(fù)極活性物質(zhì)的層 間；放電時反之。
鋰離子電池由于具有電壓高、比容量高、無記憶效應(yīng)、無環(huán)境污染，以 及循環(huán)壽命長、安全性能好等特點，自其問世以來，己廣泛應(yīng)用在便攜式電 子設(shè)備中，且作為電源更新?lián)Q代產(chǎn)品，還將在電動汽車、區(qū)域電子綜合信息 系統(tǒng)、衛(wèi)星及航天等地面與空間軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，隨著鋰離子 電池的發(fā)展，對電池性能的要求也越來越高，尤其是在高倍率放電性能、低 溫放電性能以及循環(huán)性能等方面，還需要通過更深入地研究來進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池高倍率放電性能以及 低溫放電性能差的缺點，提供一種能提高鋰離子電池高倍率放電性能以及低 溫放電性能的電池正極以及采用該正極的鋰離子電池。
本發(fā)明提供了一種電池正極，該正極包括集流體及負(fù)載在集流體上的正 極材料，所述正極材料含有正極活性物質(zhì)和粘合劑，其中，所述正極材料還 含有偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物，以粘合劑與偏二氟乙烯-六氟丙烯的共
聚物的總量為基準(zhǔn)，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的含量為10-50重量%。
本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，該電池包括極芯和非水電解液，所述 極芯和非水電解液密封在電池殼體內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極及隔膜，其 中，所述正極為本發(fā)明所述的正極。
本發(fā)明通過在正極材料中添加偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物，能提高 電池的高倍率放電性能、低溫放電性能和循環(huán)性能。采用本發(fā)明的正極的鋰
離子電池的高倍率放電容量比率可以達(dá)到84.2%以上，而現(xiàn)有技術(shù)制得的電 池僅為79.5%，另外，本發(fā)明制得的電池的低溫放電容量比率可以達(dá)到45.8 %以上，而現(xiàn)有技術(shù)制得的電池僅為35.6%。此外，本發(fā)明制得的正極的正 極材料的壓實密度較高，制得的電池的循環(huán)性能較好，例如，在電池的容量 剩余率降低到80%時，本發(fā)明制得的電池的循環(huán)次數(shù)可達(dá)1056次，而現(xiàn)有 技術(shù)制得的電池的循環(huán)次數(shù)僅為598次。
具體實施例方式
本發(fā)明的電池正極包括集流體及負(fù)載在集流體上的正極材料，所述正極 材料包括正極活性物質(zhì)和粘合劑，其中，所述正極材料還包括偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物，以粘合劑與偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的總量為基準(zhǔn)，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的含量為10-50重量％。以正極活性 物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述粘合劑與偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的總量可 以是1-15重量％;優(yōu)選情況下，以正極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述粘合 劑與偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的總量為1-10重量％。
本發(fā)明所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物可以是任意的偏二氟乙烯-六 氟丙烯的共聚物。所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的重均分子量優(yōu)選為 200000-700000，更優(yōu)選為200000-500000。在上述優(yōu)選情況下，能進(jìn)一步提 高采用了該共聚物的電池的高倍率放電性能和低溫放電性能。
本發(fā)明所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物可以通過常規(guī)的方法制備得 到，也可以商購得到。例如，可以使用阿科瑪(ARKEMA)公司生產(chǎn)的型 號為KYNAR FLEX 2801 、 KYNAR FLEX 3120-50、 KYNAR POWERFLEX LBG中的任意一種，上述型號的偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的重均分子 量均在200000-500000的范圍內(nèi)。
本發(fā)明中使用的粘合劑可以是常規(guī)鋰離子電池中使用的各種粘合劑，所 述粘合劑優(yōu)選為聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯 (PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 丁苯橡膠(SBR)和丁苯橡膠(SBR) 膠乳中的一種或幾種。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，所述粘合劑為聚偏二氟乙烯。
優(yōu)選情況下，本發(fā)明所述正極材料還包括導(dǎo)電劑，所述導(dǎo)電劑為碳黑、 乙炔黑、爐黑、碳纖維、導(dǎo)電碳黑和導(dǎo)電石墨中的一種或幾種，以正極活性 物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述導(dǎo)電劑的含量為1-15重量％。
本發(fā)明所述正極活性物質(zhì)可以為本領(lǐng)域常規(guī)的可嵌入脫嵌鋰離子的正 極活性物質(zhì)，例如可以是以下物質(zhì)中的一種或者幾種LixMyMn2-y04，其中， 0.9《x《1.2， 0《y《1.0， M為鋰、硼、鎂、鋁、鐵、鈷、鎳、銅、鎵、釔、 氟、碘、硫元素中的一種；LixNiyC0l—y02，其中，0.9《x《l.l， 0《y《1.0; LiaNixCoyMnz02，其中，0《a《1.2， x+y+z=l， 0《x《0.5， 0《y《0.5， 0《z《0.5; LiFeP04。所述正極活性物質(zhì)優(yōu)選為LiFeP04。
所述正極集流體可以為鋰離子電池中常規(guī)的正極集流體，例如，可以是 鋁箔。
本發(fā)明所述正極除了在正極材料中加入了偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚 物之外，其它的制備過程均與常規(guī)的鋰離子電池正極的制備方法相同。所述 制備方法包括將含有正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘合劑以及偏二氟乙烯-六氟 丙烯的共聚物與溶劑的漿料涂覆和/或填充在所述集電體上，干燥，壓?；虿?壓模，即可得到所述正極。
在所述正極漿料中，以正極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述導(dǎo)電劑、粘合 劑以及偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的含量和種類均已在上面敘述，即與 它們在正極材料中的相同，此處不再贅述。另外，所述溶劑可以選自N-甲 基吡咯垸酮(NMP)、 二甲基甲酰胺(DMF)、 二乙基甲酰胺(DEF)、 二甲 基亞砜(DMSO)、四氫呋喃(THF)中的一種或幾種；溶劑的用量能夠使所 述糊狀物具有粘性和流動性，能夠涂覆到所述集電體上即可。 一般來說以正 極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述溶劑的含量為30-80重量％，優(yōu)選為35-60 重量Q^。
所述干燥，壓延的方法和條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
此外，本發(fā)明所述電池正極適合用于液體型鋰離子電池，所述液體型指
非水電解質(zhì)溶液型鋰離子電池。
本發(fā)明的鋰離子電池包括極芯和非水電解液，所述極芯和非水電解液密
封在電池殼體內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極及隔膜，其中，所述正極為本發(fā)
明所述的正極。
所述負(fù)極的組成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。 一般來說，負(fù)極包括集電體 及涂覆和/或填充于集電體上的負(fù)極材料，所述負(fù)極材料包括負(fù)極活性物質(zhì)和 負(fù)極粘合劑。所述負(fù)極活性物質(zhì)沒有特別限制，可以使用本領(lǐng)域常規(guī)的可嵌入釋出鋰 的負(fù)極活性物質(zhì)，比如天然石墨、人造石墨、石油焦、有機(jī)裂解碳、中間相 碳微球、碳纖維、錫合金、硅合金中的一種或幾種，優(yōu)選人工石墨。
所述負(fù)極材料還可以包括導(dǎo)電劑，所述負(fù)極的導(dǎo)電劑沒有特別限制，可 以為本領(lǐng)域常規(guī)的負(fù)極導(dǎo)電劑，比如碳黑、乙炔黑、爐黑、碳纖維、導(dǎo)電碳 黑和導(dǎo)電石墨中的一種或幾種。以負(fù)極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述導(dǎo)電劑
的含量為1-15重量％，優(yōu)選為2-10重量％。
所述負(fù)極粘合劑的種類和含量為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如含氟樹脂 和聚烯烴化合物如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、 丁苯橡膠 (SBR)中的一種或幾種； 一般來說，根據(jù)所用粘合劑種類的不同，以負(fù)極 活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，負(fù)極粘合劑的含量為0.01-8重量％，優(yōu)選為0.02-5 重量Q^。
所述負(fù)極的集電體可以為鋰離子電池中常規(guī)的負(fù)極集電體，如沖壓金 屬，金屬箔，網(wǎng)狀金屬，泡沫狀金屬，在本發(fā)明的具體實施方案中使用銅箔 作為負(fù)極集電體。
所述負(fù)極的制備方法可以采用常規(guī)的制備方法。例如，將負(fù)極活性物質(zhì)、 導(dǎo)電劑和負(fù)極粘合劑與溶劑混合，涂覆和/或填充在所述集電體上，干燥，壓 延或不壓延，即可得到所述負(fù)極。其中，所述的溶劑可以選自N-甲基吡咯 烷酮(NMP)、 二甲基甲酰胺(DMF)、 二乙基甲酰胺(DEF)、 二甲基亞砜 (DMSO)、四氫呋喃(THF)以及水和醇類中的一種或幾種；當(dāng)所述的負(fù)極 粘合劑采用優(yōu)選的負(fù)極粘合劑時，所述溶劑優(yōu)選為水。溶劑的用量能夠使所 述糊狀物具有粘性和流動性，能夠涂覆到所述集電體上即可。 一般來說，以 負(fù)極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述溶劑的用量為100-150%。其中，干燥， 壓延的方法和條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
所述非水電解液為電解質(zhì)鋰鹽和非水溶劑的混合溶液，可以使用本領(lǐng)域常規(guī)的非水電解液。比如電解質(zhì)鋰鹽選自六氟磷酸鋰(LiPF6)、高氯酸鋰、 四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、卣化鋰、氯鋁酸鋰及氟烴基磺酸鋰中的一種或幾 種。有機(jī)溶劑選用鏈狀酸酯和環(huán)狀酸酯混合溶液，其中鏈狀酸酯可以為碳酸
二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、 碳酸二丙酯(DPC)以及其它含氟、含硫或含不飽和鍵的鏈狀有機(jī)酯類中的 至少一種，環(huán)狀酸酯可以為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亞 乙烯酯(VC)、 ，丁內(nèi)酯(Y-BL)、磺內(nèi)酯以及其它含氟、含硫或含不飽和鍵 的環(huán)狀有機(jī)酯類中的至少一種。電解液的注入量一般為1.5-4.9 g/Ah，電解 液的濃度一般為0.5-2.9摩/升。
按照本發(fā)明提供的鋰離子電池的制備方法，除了所述正極按照本發(fā)明提 供的方法制備之外，其它步驟為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。 一般來說，將所述 制備好的正極和負(fù)極與隔膜構(gòu)成一個極芯，將得到的極芯和電解液密封在電 池殼中，即可得到本發(fā)明提供的鋰離子電池。
下面將通過實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實施例1
本實施例說明本發(fā)明提供的正極和含該正極的鋰離子電池。 (1)正極的制備
將9克聚偏二氟乙烯(阿托菲納公司，761弁PVDF)和1克偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物(阿科瑪(ARKEMA)公司，KYNARFLEX 2801)溶 解在225克N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶劑中形成溶液，然后將100克的 正極活性物質(zhì)LiFeP04、 15克炭黑(TIMICAL公司商品，商標(biāo)名為super-p) 分散到上述溶液中，攪拌混合均勻得到正極漿料。
將該漿料均勻地涂布在鋁箔上，然后15(TC下烘干、輥壓、裁切制得尺 寸為460x46毫米的正極，其中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。(2) 負(fù)極的制備
將100克負(fù)極活性成分天然石墨、粘合劑為1克羧甲基纖維素和3克丁 苯橡膠的混合物、4克導(dǎo)電劑炭黑加入到120克水中，然后在真空攪拌機(jī)中 攪拌形成均勻的負(fù)極漿料。
將該漿料均勻地涂布在銅箔上，然后在9(TC下烘干、輥壓、裁切制得尺 寸為455x47毫米的負(fù)極，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(3) 電池的裝配
將上述的正、負(fù)極與聚丙烯膜巻繞成一個方型鋰離子電池的極芯，隨后 將LiPF6按1摩爾/升的濃度溶解在EC/DMC: 1: 1的混合溶劑中形成非水電 解液，將該電解液以3.8g/Ah的量注入電池殼中，密封，制成鋰離子電池Al。
實施例2
按照實施例1的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，所 述聚偏二氟乙烯的用量為8克，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的用量 為2克。得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子 電池A2。
實施例3
按照實施例1的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，所 述聚偏二氟乙烯的用量為6克，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的用量 為4克。得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子 電池A3。
實施例4
按照實施例1的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，所述聚偏二氟乙烯的用量為5克，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的用量 為5克。得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子 電池A4。
對比例1
按照實施例1的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，所 述聚偏二氟乙烯的用量為10克，沒有添加所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚 物。得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子電池 Dl。
對比例2
按照實施例1的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，沒 有添加所述聚偏二氟乙烯，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的用量為10 克。得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子電池 D2。
實施例5
按照實施例1的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，所 述聚偏二氟乙烯的用量為12克，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的用量 為3克。得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子 電池A5。
實施例6
按照實施例l的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，所 述聚偏二氟乙烯的用量為4克，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的用量為1克。得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子 電池A6。
實施例7
按照實施例1的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，所 述粘合劑為聚四氟乙烯，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物為阿科瑪 (ARKEMA)公司生產(chǎn)的型號為KYNARFLEX 3120-50的共聚物。得到的 正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子電池A7。
實施例8
按照實施例1的方法制備鋰離子電池，不同的是，在正極的制備中，所 述粘合劑為聚四氟乙烯，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物為阿科瑪
(ARKEMA)公司生產(chǎn)的型號為KYNAR POWERFLEX LBG的共聚物。 得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiFeP04。最終得到鋰離子電池A8。
實施例9
本實施例說明本發(fā)明實施例1制得的正極以及鋰離子電池Al的性能。
(1) 正極壓實密度的測定 在將漿料均勻地涂布在鋁箔上，然后150。C下烘干、輥壓后，測量輥壓
后正極極片的厚度，由極片長寬及敷料厚度計算敷料的體積，再將敷料量除 以該體積計算得到正極的壓實密度。
(2) 比容量
取上述電池Al共5個，使用BS-9300R鋰離子電池性能檢測裝置進(jìn)行 放電容量測試。測試環(huán)境為25'C、相對濕度30%，測定方法如下
以1C電流充電至3.7V,然后以0.5C電流放電至2.5V，記錄所得的5
ii個放電容量值，取平均值作為放電容量。然后將該放電容量除以正極所含的 正極活性物質(zhì)的重量得到比容量(毫安時/克)。結(jié)果如表l所示。
(3) 高倍率放電性能
使用BS-9300R鋰離子電池性能檢測裝置對電池Al進(jìn)行測試，測試環(huán) 境為25'C、相對濕度30%，測定方法如下
以1C恒壓充電至3.7伏，以1C放電至2.5伏，記錄電池的1C放電容 量。再以1C恒壓充電至3.7伏之后，充電截止電流20毫安。擱置10分鐘 后，以3C放電至2.5伏，記錄電池的3C放電容量。然后根據(jù)下式計算高倍 率放電容量比率。結(jié)果如表l所示。
高倍率放電容量比率二3C放電容量/lC放電容量X 100%
(4) 低溫放電性能
使用BS-9300R鋰離子電池性能檢測裝置對電池Al進(jìn)行低溫放電容量 測試。
在溫度為25°C、相對濕度為30%的環(huán)境下，將電池用1C電流充電至 3.7伏，然后以1C電流放電至2.5伏，測得常溫放電容量。然后，將該電池 Al以1C電流充電至3.7伏，在溫度為一20°C、相對濕度為30%的環(huán)境下放 置90分鐘后以1C電流放電至2.5伏，測得低溫放電容量容量比率。 低溫放電容量比率=低溫放電容量/常溫放電容量X 100 %
(5) 循環(huán)性能
使用BS-9300R鋰離子電池性能檢測裝置對電池Al進(jìn)行測試，測試環(huán) 境為25'C、相對濕度30%，測定方法如下
以1C恒壓充電至3.7伏之后，充電截止電流20毫安。擱置5分鐘后， 以1C放電至2.5伏，測定得到電池的初始放電容量。重復(fù)以1C恒壓充電至 3.7伏；再以1C放電至2.5伏的充放電過程，記錄每次循環(huán)后的放電容量， 并根據(jù)下式計算第n次循環(huán)后的容量剩余率。在容量剩余率降到80%時，記 錄此時的循環(huán)次數(shù)。結(jié)果如表1所示。容量剩余率=第n次循環(huán)后放電容量/初始放電容量X 100% 實施例10-16
這些實施例用于說明本發(fā)明實施例2-8制得的電池A2-A8的性能。 按照實施例9的方法對電池A2-A8進(jìn)行性能測試。結(jié)果如表1所示。
對比例3-4
這些對比例用于說明本發(fā)明對比例1-2制得的電池D1-D2的性能。 按照實施例9的方法對電池Dl-D2進(jìn)行性能測試。結(jié)果如表1所示。
實施例17
按照實施例1的方法制備電池，不同的是，所述正極活性物質(zhì)為LiCo02。 得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiCo02。最終得到鋰離子電池A9。
實施例18
本實施例說明本發(fā)明實施例17制得的正極以及鋰離子電池A9的性能。
(1) 正極壓實密度的測定 在將漿料均勻地涂布在鋁箔上，然后15(TC下烘干、輥壓后，測量輥壓
后正極極片的厚度，由極片長寬及敷料厚度計算敷料的體積，再將敷料量除 以該體積計算得到正極的壓實密度。
(2) 比容量
取上述電池A9共5個，使用BS-9300R 二次電池性能檢測裝置進(jìn)行放 電容量測試。測試環(huán)境為25'C、相對濕度30。％，測定方法如下
以1C電流充電至4.2V，然后以0.5C電流放電至3.0V，記錄所得的5 個放電容量值，取平均值作為放電容量。然后將該放電容量除以正極所含的 正極活性物質(zhì)的重量得到比容量(毫安時/克)。結(jié)果如表l所示。
(3) 高倍率放電性能使用BS-9300R 二次電池性能檢測裝置對電池A9進(jìn)行測試，測試環(huán)境 為25"C、相對濕度30%，測定方法如下
以1C恒壓充電至4.2伏，以1C放電至3.0伏，記錄電池的1C放電容 量。再以1C恒壓充電至4.2伏之后，充電截止電流20毫安。擱置10分鐘 后，以3C放電至3.0伏，記錄電池的3C放電容量。然后根據(jù)下式計算高倍 率放電容量比率。結(jié)果如表l所示。
高倍率放電容量比率二3C放電容量/lC放電容量X 100%
(4) 低溫放電性能
使用BS-9300R 二次電池性能檢測裝置對電池A9進(jìn)行低溫放電容量測
試o
在溫度為25°C、相對濕度為30%的環(huán)境下，將電池用1C電流充電至 4.2伏，然后以1C電流放電至3伏，測得常溫放電容量。然后，將該電池 Al以1C電流充電至4.2伏，在溫度為—20°C、相對濕度為30%的環(huán)境下放 置90分鐘后以1C電流放電至3伏，測得低溫放電容量容量比率。
低溫放電容量比率=低溫放電容量/常溫放電容量X 100 。％
(5) 循環(huán)性能
使用BS-9300R 二次電池性能檢測裝置對電池A9進(jìn)行測試，測試環(huán)境 為25"C、相對濕度30%，測定方法如下
以1C恒壓充電至4.2伏之后，充電截止電流20毫安。擱置5分鐘后， 以1C放電至3.0伏，測定得到電池的初始放電容量。重復(fù)以1C恒壓充電至 4.2伏；再以1C放電至3.0伏的充放電過程，記錄每次循環(huán)后的放電容量， 并根據(jù)下式計算第n次循環(huán)后的容量剩余率。在容量剩余率降到80%時，記 錄此時的循環(huán)次數(shù)。結(jié)果如表1所示。
容量剩余率=第n次循環(huán)后放電容量/初始放電容量X 100%對比例5
按照對比例1的方法制備電池，不同的是，所述正極活性物質(zhì)為LiCo02。 得到的正極中含有7.6克正極活性物質(zhì)LiCo02。最終得到鋰離子電池D3。
對比例6
按照實施例19的方法對電池D3進(jìn)行性能測試。結(jié)果如表1所示。 表l
電池來源壓實密度 (g/cm3)比容量(毫安 時/克)高倍率放電 容量比率 (%)低溫放電容 量比率(％)循環(huán)性能 (次)
實施例11.97102.9184.245.8787
實施例22.07102.8988.748.3905
實施例32.16102.6789.151.41056
實施例42.25103.0590,856.9952
對比例11.88102.8479.535.6598
對比例21.65103.1995.770.2342
實施例52.02102.7685.046.6899
實施例62.03102.7385.346.2900
實施例71.98103.1486.347.3886
實施例81.99103.0886.947.8887
對比例51.85102.7878.034.5499
實施例171.95102.9083.044.6705
從表1可以看出，本發(fā)明實施例1-8制得的鋰離子電池Al-A8的高倍率 放電容量比率均在84.2。^以上，而對比例1制得的電池D1僅為79.5X，另 外，本發(fā)明實施例1-8制得的鋰離子電池Al-A8的低溫放電容量比率均在 45.8%以上，而對比例1制得的電池D1僅為35.6%。對比例2中直接使用 偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物而沒有用粘合劑，其高倍率放電性能以及低 溫放電性能雖然較高，但是其循環(huán)性能極差。
實施例17制得的鋰離子電池A9使用了 LiCo02作為正極活性物質(zhì)，與 使用LiFeP04相比，在電池循環(huán)性能上有所降低，因此，本發(fā)明優(yōu)選使用 LiFeP04作為正極活性物質(zhì)。
權(quán)利要求
1、一種電池正極，該正極包括集流體及負(fù)載在集流體上的正極材料，所述正極材料含有正極活性物質(zhì)和粘合劑，其特征在于，所述正極材料還含有偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物，以粘合劑與偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的總量為基準(zhǔn)，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的含量為10-50重量％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極，其中，以正極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)， 所述粘合劑與偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的總量為1-15重量％。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正極，其中，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯 的共聚物的重均分子量為200000-700000。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的正極，其中，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共 聚物的重均分子量為200000-500000。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極，其中，所述粘合劑為聚四氟乙烯、聚 偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和丁苯橡膠中的一種或幾種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極，其中，所述正極材料還含有導(dǎo)電劑， 所述導(dǎo)電劑為碳黑、乙炔黑、爐黑、碳纖維、導(dǎo)電碳黑和導(dǎo)電石墨中的一種 或幾種，以正極活性物質(zhì)的重量為基準(zhǔn)，所述導(dǎo)電劑的含量為1-15重量％。
7、 一種鋰離子電池，該電池包括極芯和非水電解液，所述極芯和非水 電解液密封在電池殼體內(nèi)，所述極芯包括正極、負(fù)極及隔膜，其特征在于， 所述正極為權(quán)利要求1-6中任意一項所述的正極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池正極以及采用該正極的鋰離子電池，所述正極包括集流體及負(fù)載在集流體上的正極材料，所述正極材料含有正極活性物質(zhì)和粘合劑，其中，所述正極材料還含有偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物，以粘合劑與偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的總量為基準(zhǔn)，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的含量為10-50重量％。本發(fā)明還提供了采用該正極的鋰離子電池。本發(fā)明制得的電池具有優(yōu)良的高倍率放電性能、低溫放電性能以及循環(huán)性能。
文檔編號H01M4/02GK101453012SQ20071019657
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者吳聲本, 張兆華 申請人:比亞迪股份有限公司