本申請(qǐng)涉及鋰離子電池，具體而言，涉及一種鋰離子電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池的極化大小可以作為評(píng)價(jià)電池性能好壞的一種方式。極化現(xiàn)象的存在，嚴(yán)重影響了電池在高倍率負(fù)載下的放電能力。在高倍率放電條件下，電池極化越小，電壓的初始值就會(huì)提高，從而放出更多的容量。為了滿(mǎn)足更高功率使用的需求，越來(lái)越多的學(xué)者投入到減小鋰離子電池極化的研究中。然而，現(xiàn)有研究對(duì)于降低電池中極化現(xiàn)象的效果仍有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種鋰離子電池及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池的極化程度較高的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種鋰離子電池，包括正極片、電解液和負(fù)極片，該正極片包括正極活性層，正極活性層中含有正極活性材料，正極活性材料的d50粒徑為4～10μm；負(fù)極片包括負(fù)極活性層，負(fù)極活性層中含有負(fù)極活性材料，負(fù)極活性材料的d50粒徑為10～20μm；電解液的電導(dǎo)率為10.0～12.0ms/cm。

3、進(jìn)一步地，上述正極活性材料的d50粒徑與負(fù)極活性材料的d50粒徑之比為1:(2～2.5)。

4、進(jìn)一步地，上述正極活性層的面密度為100～140g/m2；和/或，負(fù)極活性層的面密度為50～100g/m2。

5、進(jìn)一步地，上述正極活性層的厚度為70～100μm；和/或，負(fù)極活性層的厚度為70～100μm。

6、進(jìn)一步地，上述正極活性層中還含有導(dǎo)電劑和第一粘結(jié)劑；進(jìn)一步地，正極活性材料、導(dǎo)電劑和第一粘結(jié)劑的質(zhì)量之比為100:(1～3):(1～3)。

7、進(jìn)一步地，上述正極活性材料選自鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰中的任意一種或多種；和/或，導(dǎo)電劑選自碳納米管、石墨烯和導(dǎo)電炭黑中的任意一種或多種；和/或，第一粘結(jié)劑選自聚四氟乙烯、羧化聚偏二氟乙烯和聚酰亞胺中的任意一種或多種；進(jìn)一步地，正極活性材料為鈷酸鋰；和/或，導(dǎo)電劑為碳納米管；和/或，第一粘結(jié)劑為聚四氟乙烯。

8、進(jìn)一步地，上述負(fù)極活性層中還含有第二粘結(jié)劑和增稠劑；進(jìn)一步地，負(fù)極活性材料、第二粘結(jié)劑和增稠劑的質(zhì)量之比為100:(1～5):(1～5)。

9、進(jìn)一步地，上述負(fù)極活性材料為石墨；和/或，第二粘結(jié)劑為丁苯膠乳粘結(jié)劑；和/或，增稠劑為羧甲基纖維素鈉。

10、根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，提供了一種前述的鋰離子電池的制備方法，該制備方法包括：步驟s1，將正極活性材料、導(dǎo)電劑、第一粘結(jié)劑和第一有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，得到正極漿料；步驟s2，將負(fù)極活性材料、第二粘結(jié)劑、增稠劑和第二有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，得到負(fù)極漿料；步驟s3，將正極漿料涂布在集流體上，經(jīng)干燥、輥壓和沖切后得到正極片，將負(fù)極漿料涂布在集流體上，經(jīng)干燥、輥壓和沖切后得到負(fù)極片；步驟s4，將負(fù)極片、隔膜和正極片依次層疊，得到卷芯；步驟s5，將卷芯裝入鋁塑包裝殼中后，向鋁塑包裝殼中注入電解液，進(jìn)行化成，得到鋰離子電池。

11、進(jìn)一步地，上述正極漿料的固含量為70～75％；和/或，正極漿料的粘度為4000～6000cp；和/或，負(fù)極漿料的固含量為45～50％；和/或，負(fù)極漿料的粘度為3000～5000cp。

12、應(yīng)用本申請(qǐng)的技術(shù)方案，鋰離子電池的極化主要包括電化學(xué)極化、歐姆極化和擴(kuò)散極化。過(guò)大的粒徑會(huì)增加鋰離子到達(dá)表面的距離，而過(guò)小的粒徑可能導(dǎo)致材料的機(jī)械性能下降，控制正極活性材料的粒徑和負(fù)極活性材料的粒徑在上述范圍內(nèi)，有助于鋰離子擴(kuò)散路徑的縮短，從而有助于加速鋰離子在正極活性材料和負(fù)極活性材料中的嵌入和脫嵌過(guò)程，并且有助于提高正極活性材料和負(fù)極活性材料的反應(yīng)活性和接觸面積，從而有助于減少鋰離子在正極活性材料和負(fù)極活性材料內(nèi)部傳輸?shù)淖枇ΓM(jìn)而有助于降低電化學(xué)極化。電解液的高電導(dǎo)率意味著其具有更好的離子傳輸能力，能夠更有效地支持快速的充放電過(guò)程，減少由于電池內(nèi)部電阻造成的電壓降，但是電導(dǎo)率過(guò)高意味著電解液中的離子移動(dòng)速度更快，這可能導(dǎo)致副反應(yīng)的加劇。控制電解液的電導(dǎo)率在上述范圍內(nèi)，有助于在提高電解液穩(wěn)定性的同時(shí)加快鋰離子的移動(dòng)速率，從而有助于減小鋰離子電池的歐姆極化和擴(kuò)散極化。鋰離子電池作為一個(gè)整體，單一因素的改善，對(duì)于降低極化的影響有限。本申請(qǐng)通過(guò)同時(shí)對(duì)正極活性材料的粒徑、負(fù)極活性材料的粒徑、電解液的電導(dǎo)率進(jìn)行同步改善，三者之間通過(guò)協(xié)同作用，有助于顯著減少鋰離子電池的極化。

技術(shù)特征：

1.一種鋰離子電池，包括正極片、電解液和負(fù)極片，其特征在于，所述正極片包括正極活性層，所述正極活性層中含有正極活性材料，所述正極活性材料的d50粒徑為4～10μm；所述負(fù)極片包括負(fù)極活性層，所述負(fù)極活性層中含有負(fù)極活性材料，所述負(fù)極活性材料的d50粒徑為10～20μm；所述電解液的電導(dǎo)率為10.0～12.0ms/cm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性材料的d50粒徑與所述負(fù)極活性材料的d50粒徑之比為1:(2～2.5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性層的面密度為100～140g/m2；和/或，所述負(fù)極活性層的面密度為50～100g/m2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性層的厚度為70～100μm；和/或，所述負(fù)極活性層的厚度為70～100μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性層中還含有導(dǎo)電劑和第一粘結(jié)劑；優(yōu)選所述正極活性材料、所述導(dǎo)電劑和所述第一粘結(jié)劑的質(zhì)量之比為100:(1～3):(1～3)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性材料選自鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰中的任意一種或多種；和/或，所述導(dǎo)電劑選自碳納米管、石墨烯和導(dǎo)電炭黑中的任意一種或多種；和/或，所述第一粘結(jié)劑選自聚四氟乙烯、羧化聚偏二氟乙烯和聚酰亞胺中的任意一種或多種；

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負(fù)極活性層中還含有第二粘結(jié)劑和增稠劑；優(yōu)選所述負(fù)極活性材料、所述第二粘結(jié)劑和所述增稠劑的質(zhì)量之比為100:(1～5):(1～5)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負(fù)極活性材料為石墨；和/或，所述第二粘結(jié)劑為丁苯膠乳粘結(jié)劑；和/或，所述增稠劑為羧甲基纖維素鈉。

9.一種權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述正極漿料的固含量為70～75％；和/或，所述正極漿料的粘度為4000～6000cp；和/或，所述負(fù)極漿料的固含量為45～50％；和/或，所述負(fù)極漿料的粘度為3000～5000cp。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鋰離子電池及其制備方法。該鋰離子電池，包括正極片、電解液和負(fù)極片，正極片包括正極活性層，正極活性層中含有正極活性材料，正極活性材料的D50粒徑為4～10μm；負(fù)極片包括負(fù)極活性層，負(fù)極活性層中含有負(fù)極活性材料，負(fù)極活性材料的D50粒徑為10～20μm；電解液的電導(dǎo)率為10.0～12.0mS/cm。鋰離子電池作為一個(gè)整體，單一因素的改善，對(duì)于降低極化的影響有限。本申請(qǐng)通過(guò)同時(shí)對(duì)正極活性材料的粒徑、負(fù)極活性材料的粒徑、電解液的電導(dǎo)率進(jìn)行同步改善，三者之間通過(guò)協(xié)同作用，有助于顯著減少鋰離子電池的極化。

技術(shù)研發(fā)人員：成耀,黃益勇,楊小瑩,張亞飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：惠州億緯鋰能股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7