專利名稱：鋰離子電池、電解液及電池制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造領(lǐng)域，具體是涉及一種鋰離子電池及其電解液，以及鋰離子電池的制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有能量密度高、比功率大、循環(huán)性能好、無記憶效應(yīng)、無污染等特點(diǎn)， 在手機(jī)、移動電話、攝像機(jī)、筆記本電腦等各種電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)的鋰離子電池生產(chǎn)制程中，水分的控制成為較大難題，若制程中濕度控制不好，往往會造成成品電芯中出現(xiàn)大量的低容量和尺寸超厚的電芯。針對這種問題，現(xiàn)有技術(shù)的解決方式或者是投入大量的設(shè)備成本對制程的濕度進(jìn)行控制，如大型的鋰離子電池生產(chǎn)廠家多采用此種方式，但會增加生產(chǎn)成本；或者是耗費(fèi)大量的烘烤時(shí)間以清除鋰離子電芯中的水分，如小型的鋰離子電池生產(chǎn)廠家多采用此種方式，但這種方式同樣會增加生產(chǎn)成本、并延長了電池生產(chǎn)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服以上缺陷，實(shí)現(xiàn)改善鋰離子電池尺寸，并提升電池容量的目的，為此，本發(fā)明提出一種鋰離子電池及其電解液，以及該鋰離子電池的制備方法。本發(fā)明提出的這種鋰離子電池電解液包括鋰鹽、鋰鹽溶劑、N-甲基砒咯烷酮 (NMP)，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 8%。優(yōu)選地，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 4%。所述鋰鹽溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙稀酯(PC)、碳酸亞乙烯酯(DMC)混合溶劑，所述鋰鹽為LiPF6。本發(fā)明提出的這種鋰離子電池的制備方法包括以下步驟1)配料將正極活性物質(zhì)、正極導(dǎo)電劑、正極粘合劑與正極溶劑混合攪拌均勻，制成正極漿料；將負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電劑、負(fù)極粘合劑與負(fù)極溶劑混合攪拌均勻，制成負(fù)極漿料；幻涂覆將正極漿料涂覆在正極集流體上，干燥，制成正極片并分切；將負(fù)極漿料涂覆在負(fù)極集流體上，干燥，制成負(fù)極片并分切；幻配置電極液將鋰鹽溶解在溶劑中，并加入N-甲基砒咯烷酮，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 8% ；4)裝配將分切好的正極片、隔膜和負(fù)極片疊置或卷繞后裝入電池外殼中，注入配置好的電解液后電芯封口。優(yōu)選的，步驟3)中，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0.2% 0. 4%。所述正極活性物質(zhì)為錳酸鋰材料、錳酸鋰或鎳鈷錳酸鋰三元材料。步驟幻中，所述鋰鹽溶劑為EC、PC、DMC混合溶劑，所述鋰鹽為LiPF6。本發(fā)明提出的這種鋰離子電池，采用上述的鋰離子電池的制備方法所制備。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比所具有的有益效果是本發(fā)明在電解液中添加特定含量的 NMP，NMP作為電解液中的一種微量添加劑，在不影響電池的其他性能的前提下，不僅有效的改善了鋰離子電池的成品尺寸，而且也提升了鋰離子電池的容量。本發(fā)明的方法簡單，易于工業(yè)推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式NMP由于具有較高的沸點(diǎn))和閃點(diǎn)(95°C )，化學(xué)性能穩(wěn)定，對碳鋼、鋁不腐蝕，對銅稍有腐蝕性，且具有粘度低、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、極性高、揮發(fā)性低、能與水及許多有機(jī)溶劑無限混溶等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效選擇性溶劑，無毒性、腐蝕性小、溶解度大、易回收。NMP在目前電池行業(yè)里的用途主要以下兩個(gè)方面(1)用作正極粘結(jié)劑聚偏二氟乙烯 (PVDF)的溶劑，以及鋰離子電池的電極輔助材料；(2)用作凝膠電解液的一種溶劑組分，應(yīng)用在聚合物鋰離子電池中。本實(shí)施方式中將制備5組型號為053048A，標(biāo)稱容量為500mAh的鋰離子電池，包括實(shí)施例電池4組和對比例電池1組。其中實(shí)施例電池的制作過程中將采用本發(fā)明的方法， 在電解液中添加0. 2% 0. 8%質(zhì)量含量的NMP，NMP作為電解液中的一種微量添加劑，改善了電池的尺寸，提升了電池的容量。具體制備步驟如下。1)配料。將正極活性物質(zhì)(采用尖晶石型錳酸鋰，其通用化學(xué)式為LiMn2O4)、正極導(dǎo)電劑乙炔黑(采用卡博特CABOT超導(dǎo)電碳黑BP2000)、正極粘合劑PVDF (型號RC10214) 與溶劑NMP混合攪拌均勻，制成正極漿料。將負(fù)極活性物質(zhì)天然石墨、負(fù)極導(dǎo)電劑乙炔黑混合，然后均勻分散在配置好的羧甲基纖維素鈉(CMC)水溶液中，并將丁苯橡膠(SBR)加入其中作為粘結(jié)劑，均勻攪拌后形成負(fù)極漿料。2)涂覆。將正極漿料涂覆在16 μ m厚度正極集流體鋁箔的雙面上，干燥并輥壓制成正極片，將正極片分切成一定尺寸的正極小片，并在正極小片上焊接上鋁帶。將負(fù)極漿料涂覆在10 μ m厚度的負(fù)極集流體銅箔上，干燥并輥壓制成負(fù)極片，將負(fù)極片分切成一定尺寸的負(fù)極小片，并在負(fù)極小片上焊接上鎳帶。3)配置電解液。將鋰鹽LiPF6溶解在鋰鹽溶劑中，溶劑采用EC、PC、DMC混合溶劑， 三者的質(zhì)量比為EC PC DMC= 1 1 1。然后，對于不同的4組實(shí)施例電池和1組對比例電池分別在溶劑中添加不同比例的NMP。具體添加比例如表1所示。表 1
電池組電解液中NMP添加量(質(zhì)量百分比)實(shí)施例10. 2%實(shí)施例20. 4%實(shí)施例30. 8%實(shí)施例41. 2%對比例10. 0%
4)裝配。將分切好的正極小片、隔膜和負(fù)極小片疊置或卷繞后裝入鋁金屬電池外殼中，將電池外殼與蓋帽組件進(jìn)行焊接密封，將各組配制好的電解液注入鋁殼中，對電芯進(jìn)行預(yù)充電、封口，制成053048A電池。隨機(jī)抽取上述各組電池各20只進(jìn)行電池性能測試，所得平均結(jié)果如表2所示。表權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池電解液，包括鋰鹽及鋰鹽溶劑，其特征在于還包括N-甲基砒咯烷酮，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 8%。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 4%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池電解液，其特征在于所述鋰鹽溶劑為EC、PC、 DMC混合溶劑，所述鋰鹽為LiPF6。
4.一種鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟1)配料將正極活性物質(zhì)、正極導(dǎo)電劑、正極粘合劑與正極溶劑混合攪拌均勻，制成正極漿料；將負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電劑、負(fù)極粘合劑與負(fù)極溶劑混合攪拌均勻，制成負(fù)極漿料；2)涂覆將正極漿料涂覆在正極集流體上，干燥，制成正極片并分切；將負(fù)極漿料涂覆在負(fù)極集流體上，干燥，制成負(fù)極片并分切；3)配置電解液將鋰鹽溶解在溶劑中，并加入N-甲基砒咯烷酮，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 8%4)裝配將分切好的正極片、隔膜和負(fù)極片疊置或卷繞后裝入電池外殼中，注入配置好的電解液后電芯封口。
5.如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于步驟3)中，所述N-甲基砒咯烷酮在電解液中的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 4%。
6.如權(quán)利要求4或5所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰或鎳鈷錳酸鋰三元材料。
7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于步驟3)中，所述鋰鹽溶劑為EC、PC、DMC混合溶劑，所述鋰鹽為LiPF6。
8.采用權(quán)利要求4 7中任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池的制備方法所制備的鋰離子電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池及其電解液，以及鋰離子電池的制備方法，在鋰離子電池電解液中添加質(zhì)量含量為0.2％～0.8％的N-甲基砒咯烷酮，N-甲基砒咯烷酮作為電解液中的一種微量添加劑，在不影響電池的其他性能的前提下，不僅有效的改善了鋰離子電池的成品尺寸，而且也提升了鋰離子電池的容量。本發(fā)明的方法簡單，易于工業(yè)推廣應(yīng)用。
文檔編號H01M10/0525GK102237549SQ20101015934
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者何偉, 潘啟明, 龍鳳 申請人:深圳市比克電池有限公司