专利名称：锂离子电池、电解液及电池制备方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池制造领域，具体是涉及一种锂离子电池及其电解液，以及锂离子电池的制备方法。
背景技术：
锂离子电池具有能量密度高、比功率大、循环性能好、无记忆效应、无污染等特点， 在手机、移动电话、摄像机、笔记本电脑等各种电子产品中得到广泛的应用。目前国内的锂离子电池生产制程中，水分的控制成为较大难题，若制程中湿度控制不好，往往会造成成品电芯中出现大量的低容量和尺寸超厚的电芯。针对这种问题，现有技术的解决方式或者是投入大量的设备成本对制程的湿度进行控制，如大型的锂离子电池生产厂家多采用此种方式，但会增加生产成本；或者是耗费大量的烘烤时间以清除锂离子电芯中的水分，如小型的锂离子电池生产厂家多采用此种方式，但这种方式同样会增加生产成本、并延长了电池生产时间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服以上缺陷，实现改善锂离子电池尺寸，并提升电池容量的目的，为此，本发明提出一种锂离子电池及其电解液，以及该锂离子电池的制备方法。本发明提出的这种锂离子电池电解液包括锂盐、锂盐溶剂、N-甲基砒咯烷酮 (NMP)，所述N-甲基砒咯烷酮在电解液中的质量百分比为0. 2% 0. 8%。优选地，所述N-甲基砒咯烷酮在电解液中的质量百分比为0. 2% 0. 4%。所述锂盐溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙稀酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(DMC)混合溶剂，所述锂盐为LiPF6。本发明提出的这种锂离子电池的制备方法包括以下步骤1)配料将正极活性物质、正极导电剂、正极粘合剂与正极溶剂混合搅拌均勻，制成正极浆料；将负极活性物质、负极导电剂、负极粘合剂与负极溶剂混合搅拌均勻，制成负极浆料；幻涂覆将正极浆料涂覆在正极集流体上，干燥，制成正极片并分切；将负极浆料涂覆在负极集流体上，干燥，制成负极片并分切；幻配置电极液将锂盐溶解在溶剂中，并加入N-甲基砒咯烷酮，所述N-甲基砒咯烷酮在电解液中的质量百分比为0. 2% 0. 8% ；4)装配将分切好的正极片、隔膜和负极片叠置或卷绕后装入电池外壳中，注入配置好的电解液后电芯封口。优选的，步骤3)中，所述N-甲基砒咯烷酮在电解液中的质量百分比为0.2% 0. 4%。所述正极活性物质为锰酸锂材料、锰酸锂或镍钴锰酸锂三元材料。步骤幻中，所述锂盐溶剂为EC、PC、DMC混合溶剂，所述锂盐为LiPF6。本发明提出的这种锂离子电池，采用上述的锂离子电池的制备方法所制备。本发明与现有技术对比所具有的有益效果是本发明在电解液中添加特定含量的 NMP，NMP作为电解液中的一种微量添加剂，在不影响电池的其他性能的前提下，不仅有效的改善了锂离子电池的成品尺寸，而且也提升了锂离子电池的容量。本发明的方法简单，易于工业推广应用。
具体实施例方式NMP由于具有较高的沸点)和闪点(95°C )，化学性能稳定，对碳钢、铝不腐蚀，对铜稍有腐蚀性，且具有粘度低、化学稳定性和热稳定性好、极性高、挥发性低、能与水及许多有机溶剂无限混溶等优点，是一种高效选择性溶剂，无毒性、腐蚀性小、溶解度大、易回收。NMP在目前电池行业里的用途主要以下两个方面(1)用作正极粘结剂聚偏二氟乙烯 (PVDF)的溶剂，以及锂离子电池的电极辅助材料；(2)用作凝胶电解液的一种溶剂组分，应用在聚合物锂离子电池中。本实施方式中将制备5组型号为053048A，标称容量为500mAh的锂离子电池，包括实施例电池4组和对比例电池1组。其中实施例电池的制作过程中将采用本发明的方法， 在电解液中添加0. 2% 0. 8%质量含量的NMP，NMP作为电解液中的一种微量添加剂，改善了电池的尺寸，提升了电池的容量。具体制备步骤如下。1)配料。将正极活性物质(采用尖晶石型锰酸锂，其通用化学式为LiMn2O4)、正极导电剂乙炔黑(采用卡博特CABOT超导电碳黑BP2000)、正极粘合剂PVDF (型号RC10214) 与溶剂NMP混合搅拌均勻，制成正极浆料。将负极活性物质天然石墨、负极导电剂乙炔黑混合，然后均勻分散在配置好的羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液中，并将丁苯橡胶(SBR)加入其中作为粘结剂，均勻搅拌后形成负极浆料。2)涂覆。将正极浆料涂覆在16 μ m厚度正极集流体铝箔的双面上，干燥并辊压制成正极片，将正极片分切成一定尺寸的正极小片，并在正极小片上焊接上铝带。将负极浆料涂覆在10 μ m厚度的负极集流体铜箔上，干燥并辊压制成负极片，将负极片分切成一定尺寸的负极小片，并在负极小片上焊接上镍带。3)配置电解液。将锂盐LiPF6溶解在锂盐溶剂中，溶剂采用EC、PC、DMC混合溶剂， 三者的质量比为EC PC DMC= 1 1 1。然后，对于不同的4组实施例电池和1组对比例电池分别在溶剂中添加不同比例的NMP。具体添加比例如表1所示。表 1
电池组电解液中NMP添加量(质量百分比)实施例10. 2%实施例20. 4%实施例30. 8%实施例41. 2%对比例10. 0%
4)装配。将分切好的正极小片、隔膜和负极小片叠置或卷绕后装入铝金属电池外壳中，将电池外壳与盖帽组件进行焊接密封，将各组配制好的电解液注入铝壳中，对电芯进行预充电、封口，制成053048A电池。随机抽取上述各组电池各20只进行电池性能测试，所得平均结果如表2所示。表权利要求
1.一种锂离子电池电解液，包括锂盐及锂盐溶剂，其特征在于还包括N-甲基砒咯烷酮，所述N-甲基砒咯烷酮在电解液中的质量百分比为0. 2% 0. 8%。
2.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于所述N-甲基砒咯烷酮在电解液中的质量百分比为0. 2% 0. 4%。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于所述锂盐溶剂为EC、PC、 DMC混合溶剂，所述锂盐为LiPF6。
4.一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤1)配料将正极活性物质、正极导电剂、正极粘合剂与正极溶剂混合搅拌均勻，制成正极浆料；将负极活性物质、负极导电剂、负极粘合剂与负极溶剂混合搅拌均勻，制成负极浆料；2)涂覆将正极浆料涂覆在正极集流体上，干燥，制成正极片并分切；将负极浆料涂覆在负极集流体上，干燥，制成负极片并分切；3)配置电解液将锂盐溶解在溶剂中，并加入N-甲基砒咯烷酮，所述N-甲基砒咯烷酮在电解液中的质量百分比为0. 2% 0. 8%4)装配将分切好的正极片、隔膜和负极片叠置或卷绕后装入电池外壳中，注入配置好的电解液后电芯封口。
5.如权利要求4所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于步骤3)中，所述N-甲基砒咯烷酮在电解液中的质量百分比为0. 2% 0. 4%。
6.如权利要求4或5所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于所述正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂或镍钴锰酸锂三元材料。
7.如权利要求6所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于步骤3)中，所述锂盐溶剂为EC、PC、DMC混合溶剂，所述锂盐为LiPF6。
8.采用权利要求4 7中任意一项所述的锂离子电池的制备方法所制备的锂离子电池。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池及其电解液，以及锂离子电池的制备方法，在锂离子电池电解液中添加质量含量为0.2％～0.8％的N-甲基砒咯烷酮，N-甲基砒咯烷酮作为电解液中的一种微量添加剂，在不影响电池的其他性能的前提下，不仅有效的改善了锂离子电池的成品尺寸，而且也提升了锂离子电池的容量。本发明的方法简单，易于工业推广应用。
文档编号H01M10/0525GK102237549SQ20101015934
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者何伟, 潘启明, 龙凤 申请人:深圳市比克电池有限公司