专利名称：一种锂离子电池的制作方法
技术领域：
本发明属于电化学技术领域，更具体地，本发明涉及一种锂离子电池。
背景技术：
传统燃油汽车消耗了大量的石油资源，所以开发新能源汽车是汽车行业发展的必由之路。新能源汽车由三大主要部件组成:电机、电控、电池,而电池性能的高低对新能源汽车的产业化有着重要的影响。近年来，电池逐渐成为新兴能源的储能介质，同时作为便携式电子设备的电源在工业上越来越起到重要的作用。锂离子电池具有高能量密度和高功率密度的特点，被普遍认为是最理想的便携电源。在各式各样的锂离子电池当中，圆型锂离子电池具有体积比能量最大的优势。目前，厂商在生产电池环节中活化的时间较长，从而延长了电池的生产周期；而电池的循环寿命一直是消费者关心的问题。许多研究人员和科技工作者通过各种技术手段来解决上述两方面的问题，但是没有突破性进展。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锂离子电池。根据本发明实施例的锂离子电池，包括电池壳，在所述电池壳内设有:正极集流体，所述正极集流体上涂布有正极活性物并留有裸露区域；负极集流体，所述负极集流体上涂布有负极活性物；隔膜，所述隔膜位于所述正极集流体和所述负极集流体之间以起分隔作用；和电解液，所述电解液充填在所述正极集流体、负极集流体、隔膜与所述电池壳之间，其中，所述正极集流体、负极集流体和隔膜被卷绕成预定的形状。根据本发明实施例的锂离子电池，由于改变了锂离子电池电极的涂布结构，将变化后的电极组装成电池，可以缩短电池的活化时间并且提高电池的循环性能，循环性能的提高可以延长新能源汽车的使用寿命。另外，根据本发明上述实施例的锂离子电池，还可以具有如下附加的技术特征:根据本发明的一个实施例，所述正极集流体呈矩形，所述裸露区域成条带状连接所述正极集流体任意两条对边。根据本发明的一个实施例，所述裸露区域宽l_3mm。根据本发明的一个实施例，所述裸露区域设有1-3个。根据本发明的一个实施例，所述正极集流体材料为铝箔。根据本发明的一个实施例，所述正极活性物为过渡金属氧化物。根据本发明的一个实施例，所述过渡金属氧化物为LiCoO2或LiNiv3Cov3Mrv3O2或两者混合物。根据本发明的一个实施例，所述的负极集流体为铜箔。根据本发明的一个实施例，所述负极活性物为选自天然石墨、人造石墨、硬碳的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述隔膜材料为聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。根据本发明的一个实施例，所述电解液为DMC、DME、EC、DEC溶剂及六氟磷酸锂的一种或多种。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是根据本发明实施例的锂离子电池的制备方法流程示意图；图2是根据本发明实施例的锂离子电池正极的一种涂布示意图；图3是根据本发明实施例的锂离子电池正极的另一种涂布示意图；图4是常规锂离子电极涂布方法的涂布示意图；图5是本发明的一个实施例的两种涂布方法所得锂离子电池C和D的放电循环次数对比图；图6是本发明的一个实施例的两种涂布方法所得锂离子电池E和F的放电循环次数对比图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。首先，参考图1描述本发明所涉及的制备锂离子电池的方法的流程。具体的，本发明所涉及的制备本发明实施例的锂离子电池的方法包括以下步骤:在正极集流体上表面涂布正极活性物以使所述表面包括涂布区域和裸露区域；在负极集流体上涂布负极活性物；将涂布有所述正极活性物的正极集流体、涂布有所述负极活性物的负极集流体和隔膜进行卷绕并放入电池壳；以及
在电池壳中注入电解液，并将所述电池壳密封，得到锂离子电池。所述的在正极集流体表面涂布正极活性物的涂布方法没有特殊限制，只要能在所述正极集流体表面涂布上正极活性物，且空出未涂布正极活性物的裸露区域即可。由此，可以缩短整个电池的活化时间，进而提高电池的生产效率，降低和避免电池因电液向整个体系中扩散速度慢而引起负极表面析锂的问题，还可以为负极在循环过程中提供一定的膨胀空间，避免负极膨胀产生析锂从而改善和提高锂离子电池的循环寿命，提高电池的循环性能。有利地，所述正极集流体呈矩形，所述裸露区域成条带状连接所述正极集流体任意两条对边，如图2和图3所示，图2表示所述裸露区域10连接所述正极集流体20较短两条对边，图3表示所述裸露区域10连接所述正极集流体20较长两条对边。有利地，所述裸露区域宽l_3mm。进一步有利地，所述裸露区域设有1-3个，优选两个裸露区域。由此，可以提高电池的循环寿命。在一个示例中，所述正极集流体的制备材料为铝箔。 在一个示例中，所述正极活性物为过渡金属氧化物。有利地，所述过渡金属氧化物为LiCoO2或LiNi1/3Co1/3Mn1/302或两者混合物。所述在负极集流体上涂布负极活性物的方法没有特殊限制，可以采用常规涂布方法涂布，在一个示例中，所述的负极集流体为铜箔。有利地，所述负极活性物为选自天然石墨、人造石墨、硬碳的一种或多种。接着，将涂布有所述正极活性物的正极集流体、涂布有所述负极活性物的负极集流体和隔膜进行卷绕并放入电池壳，所述卷绕方法可以为常规卷绕方法，将涂布有所述正极活性物的正极集流体、涂布有所述负极活性物的负极集流体和隔膜卷成圆型极极组即可，卷绕完成之后将圆型极极组放入电池壳。有利地，所述隔膜材料为聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。最后，在电池壳中注入电解液，并将所述电池壳密封，得到锂离子电池，所述注入方法和密封方法没有特殊限制，采用常规注入装置和密封装置即可完成操作。有利地，所述电解液为DMC、DME、EC、DEC溶剂及六氟磷酸锂的一种或多种。由此，便可完成锂离子电池的制备。下面进一步描述由上述方法制得的锂离子电池。由上述方法制备所得锂离子电池包括电池壳，在所述电池壳内设有:正极集流体，所述正极集流体上涂布有正极活性物并留有裸露区域；负极集流体，所述负极集流体上涂布有负极活性物；隔膜，所述隔膜位于所述正极集流体和所述负极集流体之间以起分隔作用；和电解液，所述电解液充填在所述正极集流体、负极集流体、隔膜与所述电池壳之间，其中，所述正极集流体、负极集流体和隔膜被卷绕成预定的形状。在一个示例中，所述正极集流体在卷绕前呈矩形，所述裸露区域成条带状连接所述正极集流体任意两条对边。在一个示例中，所述裸露区域宽l_3mm。
在一个示例中，所述裸露区域设有1-3个。在一个示例中，所述正极集流体材料为铝箔。 在一个示例中，所述正极活性物材料为过渡金属氧化物。在一个示例中，所述过渡金属氧化物包括LiCoO2或LiNiv3Ccv3Miv3O2或两者混合的过渡金属氧化物。在一个示例中，所述的负极集流体为铜箔。在一个示例中，所述负极活性物为选自天然石墨、人造石墨、硬碳的一种或多种。在一个示例中，所述隔膜材料为聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。在一个示例中，所述电解液为DMC、DME、EC、DEC溶剂及六氟磷酸锂的一种或多种。下面通过具体实施例描述本发明。实施例1选择铝箔作为正极集流体，选择LiCoO2作为正极活性物，将LiCoO2按照图2和图4所示图样均匀的涂布在铝箔上，其中图4为常规涂布方法涂布式样；选择铜箔作为负极集流体，选择石墨为负极活性物均匀的涂布在铜箔上。然后按常规方法将涂布有LiCoO2的铝箔、涂布有石墨的铜箔和聚乙烯制成的隔膜进行卷绕并放入电池壳中。最后，在电池壳中注入六氟磷酸锂作为电解液，并将所述电池壳密封，得到锂离子电池，其中，按照图2所示涂布方法涂布所得电池标记为A，按照图4所示涂布方法涂布所得电池标记为B。对两种涂布方法所得锂离子电池进行活化试验，试验步骤为:首先在0.1C条件下，分别对A和B两种锂离子电池活化I小时，将活化后的电池在25°C条件下分别储存12小时、24小时和48小时之后进行0.5C 一次充放电，在满电态时解剖观察负极表面析锂现象出现；将活化后的电池在45°C条件下分别储存12小时、24小时和48小时之后进行0.5C一次充放电，在满电态时解剖观察负极表面析锂现象出现；将活化后的电池在65°C条件下分别储存12小时、24小时和48小时之后进行0.5C 一次充放电，在满电态时解剖观察负极表面析锂现象出现，观察结果见表I。表I锂离子电池负极表面析锂现象观察表
权利要求
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括电池壳，在所述电池壳内设有: 正极集流体，所述正极集流体上涂布有正极活性物并留有裸露区域； 负极集流体，所述负极集流体上涂布有负极活性物； 隔膜，所述隔膜位于所述正极集流体和所述负极集流体之间以起分隔作用；和 电解液，所述电解液充填在所述正极集流体、负极集流体、隔膜与所述电池壳之间， 其中，所述正极集流体、负极集流体和隔膜被卷绕成预定的形状。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极集流体呈矩形，所述裸露区域成条带状连接所述正极集流体任意两条对边。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述裸露区域宽l_3mm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述裸露区域设有1-3个。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极集流体材料为铝箔。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物材料为过渡金属氧化物。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述过渡金属氧化物包括LiCoO2或LiNil73Ccv3Mnv3O2或两者混合的过渡金属氧化物。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述的负极集流体为铜箔。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性物为选自天然石墨、人造石墨、硬碳的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的制备锂离子电池的方法，其特征在于，所述隔膜材料为聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的制备锂离子电池的方法，其特征在于，所述电解液为DMC、DME、EC、DEC溶剂及六氟磷酸锂的一种或多种。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池，包括电池壳，在所述电池壳内设有正极集流体，所述正极集流体上涂布有正极活性物并留有裸露区域；负极集流体，所述负极集流体上涂布有负极活性物；隔膜，所述隔膜位于所述正极集流体和所述负极集流体之间以起分隔作用；和电解液，所述电解液充填在所述正极集流体、负极集流体、隔膜与所述电池壳之间，其中，所述正极集流体、负极集流体和隔膜被卷绕成预定的形状。根据本发明实施例的锂离子电池，由于改变了锂离子电池电极的涂布结构，将变化后的电极组装成电池，可以缩短电池的活化时间并且提高电池的循环性能，循环性能的提高可以延长新能源汽车的使用寿命。
文档编号H01M4/64GK103151555SQ20111040246
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者李鹏, 孙宁, 高景伯, 丁怀宇, 巩庆斌 申请人:北汽福田汽车股份有限公司